ההצלחה התפעולית של תחנת כוח גרעינית קשורה ביסודה לביצוע החומרים המבניים שלה.בעוד שמערכות פיזיקה כור ובטיחות חיוניות, אלפי טונות של פלדה להרכיב את כלי הלחץ, פיטורים, גנרטורים קיטור ומבנים המכיליםם חייבים לעמוד בסביבה הפעלה אגרסיבית במיוחד עבור 40, 60, או אפילו 80 שנים.הבחירה של ציוני פלדה ספציפיים היא משמעת מיוחדת בתוך הנדסה גרעינית, איזון מכני, כוח, כוח אקטיבי, להבטיח את דרישות כוח גרעיניות קיצוניות, ופעולות כוח קפדניות, אשר משמשות של כוח חזק, ניתוח כוח גרעיני חזק, ניתוח כוח.

דרישות מדע חומרי יסוד של הסביבה הגרעינית

(ב) הסביבה התפעולית בתוך כור גרעיני היא ייחודית בעולם החומרים התעשייתיים.הפועלים חייבים לשאת טמפרטורות גבוהות, לחצים גבוהים, אמצעי תקשורת corrosive זורם, ושטף אינטנסיבי של נויטרונים באנרגיה גבוהה.המנגנוני ההשפלה הספציפיים לשירות גרעיני כוללים FLT:0irradiation embribribrimentFLT:1, ו-FLT2stress Recorrosion Recration (S: 7Falralrph: 7) ו-Falralralralralrpher (Falralralrph: 7) LT5Frph: 7: 7: 7Falralralralralralralralralralralralralralral ReLT 7: 7: 7) LT 7 LT 5Fralralrvrph: 7 LT5: 7: 7 (Falralral ReLT5th) LT5thralral ReLT5th: 7 LT5th) LT5th: 7 LT5th: 7 LT5th: 7 LT5thrph: 7

התגלמות איראדיציה מתרחשת כאשר נויטרונים מזיזים את האטומים מהעמדות שלהם, יצירת vacancies, interstitials, ו- dislocation הלולאים. Over Time, פגמים אלה מקשים את הפלדה בעת ובעונה אחת להפחית את צינורות הדיקטיות והקשה שלה, שינוי הטמפרטורה של טיפול פולשני (DBTT) ועד למחזור (VR) אינו יכול להעריך באופן שיטתי של קריטריונים עצביים ואפקטים (Rross) של חומרים מסוכנים, לחץ, לחץ דם, ואפקטים), ולא צפוי, לחץ הדם (R) הוא לחץ הדם) הוא לחץ הדם (R) ואפקטים ראשי (R) ואפקטים (R) אינו יכול לגרום לטמפרטורה מדאיגים (Rross) ואפקטים (R) ואפקטים), ולא צפוי), ולא פחות רגישים לטמפרטורה של חומר קירור (R) ואפקטים (R) של דלקוריד (Rross) של חומרים מסוכנים (Rross) של חומרים מסוכנים (Rross) ואפקטים (Rross) של חומר לחץ דם (Rross) של מתחים (Rross) באופן שיטתי של מתחים), ולא צפוי), ולא צפוי), ולא צפוי), ולא צפוי, לחץ דם (R

  • התנגדות של ניוטרון (מינימום שינוי DBTT ונפיחות ריקה)
  • התנגדות קורוזיה וטמפרטורה גבוהה (SCC, IGSCC, רינג)
  • מונוטוני ונכסים מכניים מחזוריים (ength, ductility, עייפות)
  • קשיחות מלאכותית בטווח הטמפרטורה התפעולית
  • יכולת רקע (גמישות, יכולת, תגובה לטיפול חום)

קטגוריה: גרעיני-Grades

הציונים של פלדה המשמשים בצמחים גרעיניים יכולים להיות מסווגים באופן רחב לארבע משפחות, כל אחת מהן משרתת קבוצה מסוימת של רכיבים המבוססים על הטמפרטורה התפעולית, הלחץ, ו-Nutron flux.משפחות אלה מוגדרות על ידי הכימיה, המיקרו-מבנה והמאפיינים של הביצועים שלהם, נשלטים על ידי סטנדרטים כגון ASME Boiler ו-Vssel Code (סעיף II ו- III), RCC-M, ומפרטים ASTM.

  • (FLT:0)Low-Alloy Steels:FirLT:1 משמש עבור רכיבים מבניים גדולים כמו כלי לחץ כור (RPVs) ו גנרטורים קיטור.הם מציעים כוח גבוה וקשוחה עם התנגדות אי-הסתירה טובה כאשר הכימיה נשלטת בקפידה.
  • (FLT:0)Austenitic Stainless Steels:cioFLT:1) החומרים העיקריים של כור קירור, משאבות, שסתום, ומבנים פנימיים הליבה.הם מספקים התנגדות קורוזיה מעולה וכושר ייצור טוב.
  • (FLT:0) Nickel-based Alloys: ⁇ 1 (בקיצור:0) נבחר לסביבות ההשחיקה התובעניות ביותר, כגון צינורות קיטור וחדירה.הם מציעים התנגדות גבוהה ל-SCC וכוח עתיר.
  • (FLT:0) גבוה-Chromium Martensitic ו- Ferritic Steels:FreaLT:1 המועמדים המובילים עבור כורים Gen-IV ויישומים של היתוך, הוענקו על ההתנגדות המצוקה שלהם בטמפרטורות גבוהות ולהפחית נפיחות תחת מינונים גבוהים של נייטרון.

ניתוח מפורט של ראשי תיבות של Grand Steel

תגובה של לחץ וסרסל פלדה: SA-533 ו- SA-508

כלי הלחץ הכור (RPV) הוא המרכיב הקריטי ביותר בכור מים בהיר (המכונה לא תחליף, ושלמותו מגדירה את החיים המורשות של הצמח.חומרים שנקבעו עבור RPVs הם FLT:0SA-53303FLT:1 ( צלחת Mn-Ni-Ni נמוך-Ni) ומקבילה ל-RLT2-50A:0SA 3R5133FLT ו-N).

SA-533 B Class 1 הוא עבודת הצי PWR ו BWR. ההרכב הכימי שלה מוגבל מאוד לאופטימיזציה של תכונות מכניות והתנגדות לסיעור.מגבלות אופייניות כוללות 0.25% פחמן, 1.15-1.50% מניגנזי, 0.45-0.60% מתחת ל- D.40-0.70% לאחר שפל או מתגלגל, המתכת עוברת טיפול מהיר מסוג Cint עם מינימום של 0.2Dy=D.

דאגה מרכזית עם RPV פלדות היא תמצית של נחושת ו זרחן. Copper (מפרקים ב- RPV) precipitates כמו ננומטריים תחת הקרנה, מקשה את הפלדה ולהגדיל את DBTT. מודרני מפרטים גרעיניים דורשים רמות נחושת מתחת 0.05 ו-phosous מתחת ל 0.010% כדי למזער את ההשפעה הזו.

פלדה ללא ספק: 316L ו 304L

פלדות אל-חלד (Ostenitic נירוסטה) במיוחד הציונים הנמוכים של פחמן (FLT:0) 316Ligital נירוסטה 1 ו-FLT:2304LIRFLT 3: הם החומרים הסטנדרטיים עבור Class 1 ו- Class 2ping, Pressurizers, ו-Fire ראשוני משאבות של סגסוגת פחמן (Ricowsing) מונעות על ידי עמידות כללית, דו-רטיות מעולה, טוב, וכדאיות טובה, אשר אנו יכולים למנוע סגסוגת פחמן (Ricial) ב-Ragremed) ב- 0.0Igicbnbnbgicbnbnbnbnbnbnbsp; סגסוגת (Ragregic).

(Fengsta 3:0 316LigFLT:1) הוא לעתים קרובות מועדף עבור רכיבים חשופים ריכוזים גבוהים יותר או סביבות מקומיות אגרסיביות יותר עקב תוספת של 2-3% mobdenum, אשר משפר באופן משמעותי את ההתנגדות לבורח ו crevice corrosion.In BWRbn piing, 316L כבר בשימוש נרחב כדי להפחית את SCC, לעתים קרובות בשילוב עם כימיה מימן (HWC) ו-Ric מינרלים (NCR) ו-Ricicicolating כוח לנטרל את הפחתת כוח פנימי (Ric) עם 316 (Ric נוזל חום נמוך).

חומרים של Steam Generator: Alloy 690 ו-Alloy 800

צינורות גנרטור Steam מייצגים את הגבול העיקרי של הלחץ בין הקרר הרדיואקטיבי לבין מערכת הקיטור הלא רדיואקטיבית.לא-רדיואקטיבית.לאוקס כאן תוצאה של הדור האבוד ודאגות בטיחות פוטנציאליות.היסטורית, Alloy 600 (Ni-15Cr-8Fe) היה תקן, אך לחץ מים ראשוני נרחב קורוזיה (PWSCC) הכריח את התעשייה לעבור לחומרים עמידים נוספים.

Alloy 690TT מציעה התנגדות גבוהה PWSCC ו-SCC סיבתי בשל התוכן הגבוה שלה כרום, אשר מקדם שכבת תחמוצת יציבה ומגנה.הוא מאופיין על ידי מבנה מיקרו-מיקרו-מיקרו-מיקרוטי במלוא עוצמתו ועוצמה גבוהה של צינורות SPAC2 כולל ציור קר, ואחריו טיפול תרמי בערך 715 C, אשר מייעל את משקעים הקרבה בגבולות דגנים, שיפור ההתנגדות SLT2CC (בכפוף ל-41) באופן כללי, כולל כל סוגי ה-R2, במיוחד עבור כל אלה, 000 CDC, אשר נועדו בדרך כלל, כולל תאים סטנדרטיים (R2, 000 CDC) כדי למנוע טיפול תרמיים).

הנדסה של תהליך הבחירה החומרי

בחירת ציון פלדה עבור רכיב גרעיני דורש ניווט שטח מורכב של סחר- off.אין סגסוגת אחת אופטימיזציה את כל התכונות; הבחירה חייבת להיות מותאמים ללחץ הספציפי, טמפרטורה, תנאי המפחידה של הרכיב.

קרינה נזק ובקרת כימיה

עבור RPV פלדות, המינימיזציה של אלמנטים שאריות היא הכלל העיצוב העיקרי. Copper, זרחן, tin, ואסרניק חייב להיות מוגבל לחלוטין.תוכנית המעקב, מחייב על ידי קודים כמו ASME סעיף XI, כרוך לסגת דגימות פילן וצ'רפי להציב בתוך כלי RPV כדי למדוד ישירות את השינוי המושרה קרינה ב DBTT על חיי הצמח עם רגישות גבוהה יותר.

סיקור: Stress Corrosion Cracking

בצנרת ראשונית, בחירת 316L מעל 304L היא לעתים קרובות החלטה מבוססת סיכון המבוססת על ההיסטוריה הצפויה ECP וכלוריד transient כימיה צמחית ( pH מבוקר באמצעות חומצה בורית ולימוזינה ליתיום hydrium hydr in PWRs, חמצן נמוך BWRs) הוא חלק בלתי נפרד מהביצוע של ⁇ .

חוסר יכולת וייצור Constraints

פלדה היא חסרת תועלת אם לא ניתן לייצר באופן אמין את הנוסחה המקבילה פחמן (CE) משמש להעריך את הסיכון של קריקר המושרה מימן בעבר מפלדות דלות.עבור חלקים עבים, preheating, בקרת טמפרטורה בין-גבול, ו- PWHT נשלטים לחלוטין על ידי סדקים מתקדמים של דלק (WQRs) בפלדות אלסטוריות, מספר ה-Framrite (N) מונעים ממרכיבים מיוחדים של שירות דלקת ריאות (N-10) בעודנוגדילה) כמו IDIpan) מ-R.

איכות מובטחת, בדיקות ומשטרי הסמכה

סיווג הבטיחות של רכיב מכתיב את רמת אבטחת האיכות. ASME סעיף III ו- NQA-1 מגדירים את הדרישות המחמירות של רכיבים להורדת לחץ. Verification הוקמה באמצעות מחיקת בדיקות קופונים ובדיקה לא הרסנית של המוצר המוגמר.

פלדה ו-Ingot Breakdown

כל פלדות בעלות דירוג גרעיני חייב להיות מיוצר ל"פרקטיקה" מוגדרת בדרך כלל כרוך בשקע חשמלי (EAF) התכה, ואחריו פיזור חמצן של דלקת (AOD) או טיהור חמצן ריק (VOD) עבור נירוסטה מפלדות, ואקום degassing (VAD) עבור פלדה דלת-of-ofcregon.

קיבולת מכנית ו Fracture Toughness

(ה) בדיקות נרחבות ומפורטות ביותר:0 (Charpy V-notch effect Testing TestFelo) מבוצעות על פני מגוון רחב של טמפרטורות כדי לקבוע את עקומת DBTT:2Fracture testves) ו- 10LT 3 שעות נוספות (KFLT:4IcFLT: 5, J-Integral, CT) משתמשים בדגימות טרום-FRIRECT ל-FREFRE (מחדש) כדי להגדיר לעתים קרובות יותר מ-FREFREFLT) רכיבים נוספים ל-R)

בדיקה לא הרסנית וקוד חובה

(ב) ,[[1941]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[[[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

מגמות מתפתחות בחומרים גרעיניים

דחיפה העולמית לכורים מתקדמים מאיצה את פיתוח ⁇ הדור הרביעי, מכשירי היתוך ומיקרולוגיים דורשים חומרים המסוגלים לשרוד מינונים גבוהים בהרבה וטמפרטורות מאשר פלדות LWR הנוכחיות.

Oxide Dispersion התחזק (ODS) Steels

פלדה ODS, כגון MA956 או PM2000, מכילים פיזור ננומטרי של ytria (YFLT:0203FLT:1OFLT:230303OVAFLT 3) חלקיקים במטרת ferritic.חלקיקים אלה פועלים כטבעת פגמים נקודה מושרה ופיזור, מתן התנגדות מצוינת לכורים עתידיים ל-Ricialsto-Sollowed דלק (כפולק) הם עדיין ל-Ric Costs-Riclydus-Riclyolated Costs) ל- 700-CDC).

High-Entropy Alloys (HEAS)

הוא מייצג שינוי פרדיגמטי בעיצוב ⁇ .במקום אלמנט בסיס יחיד (Fe, Ni, Co), הם מורכבים משיעורים כמעט שוויוניים של כמה אלמנטים. aloys כמו CrMnFeCoNi (Cantorסגסוגת) מציגים קשיחות שבר יוצאת דופן בטמפרטורות בוכותוגניות ובתחת הקרנה, חלקם מראים יכולת "עצמית" באמצעות קרינה-enanced dif עכשיו הם ברמה נמוכה ביותר של חומרים מתקדמים (LTR) אבל

ייצור מתקדם / Additive Manufacturing (AM)

אבקת לייזר היתוך (L-PBF) והגדרת אנרגיה מכוונת (DED) מפותחים כדי לייצר רכיבים מורכבים עם מיקרו-מבנה מבוקר.זה מבטיח במיוחד עבור פנימיים של bespoke, דגימות מעקב מותאם אישית Geometries, וזרמים חלקיים בתוך ליבות שבו צמצום זמני להוביל ובזבוז הוא קריטי.

סיכום

השלמות והארוכותיות של תחנת כוח גרעינית נבנות על בסיס של ציוני פלדה מיוחדים מאוד.מפלדה דלת-כלוי של כלי לחץ אווירי, שכימיה חייבת להיות נשלטת לחלקים למיליון כדי להגביל את התגלמות הזיהומים של דלקת, לעמוד בלחצים הטכניים והדלפקים הדרושים כדי להבטיח את רמת החוזק הגבוהה ביותר, כמו גם לחץ גבוה יותר, כמו סגסוגת של כוח מגנטי, והגנתיות גבוהה יותר, כמו גם לחץ, הוא מבטיח, כמו גם לחץ גבוה יותר, כמו סגסוגת כוח, כמו סגסוגת גבוהה יותר, כמו סגסוגת של כוח, כמו גם לחץ גרעיני, כמו גם לחץ גבוה יותר, כמו גם לחץ, כמו סגסוגת נחושת, כמו סגסוגת גבוהה יותר, כמו סגסוגת נחושת, כמו גם לחץ גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, הוא תמיד, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,