Nükleer bir enerji santralinin operasyonel başarısı temel olarak yapısal materyallerin performansına bağlıdır. reaktör fiziği ve güvenlik sistemleri temel düzeydedir, binlerce ton çelik baskı gemilerini oluşturur, borular, buhar jeneratörleri ve kapsamız yapıları, 40, 60 veya hatta 80 yıl boyunca kullanılan birincil çelik ailelerine dayanmalıdır. Belirli çelik notlarının seçimi nükleer mühendislikte son derece özel bir disiplindir, mekanik güç, direnç, radyasyon toleransı ve katılık gereksinimleri sağlar.

Temel Malzeme Bilimi Nükleer Çevreleri Talep Ediyor

Nükleer reaktörün içindeki işletim ortamı endüstriyel malzemeler dünyasında eşsizdir. Bileşenler yüksek sıcaklıklara, yüksek basınçlara, akan korrosive media ve yüksek enerjili nötronlara sahip yoğun bir flux.[Dörtüncü) Nükleer hizmete özel olarak kullanılmaktadır.[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNEŞÜNEŞÜNE GÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Irradiation embrittlement, nötronların lattice pozisyonlarından atomları yıktığı zaman meydana gelir, vacancies yaratır, interstitials ve dislokasyon döngüleri. Zamanla, bu kusurların ve kırık sertliğini azaltırken, çatlakların geçiş ısıtılması ve buharlı tüplerin değiştirilmesi gerekir.Sürücük su reaktörleri (PWR) ve su reaktörleri (BWR) ve su reaktörleri (BWR) ve su reaktörleri (BWR)

  • Neutron irradiasyon direnci (Gerekme ve Gergülme şişliği)
  • Aqueous ve yüksek sıcaklık korozyon direnci (SCC, IGSCC, pitting)
  • Monotonik ve çevrim mekanik özellikleri (güçlü, titizlik, yorgunluk)
  • İşletim sıcaklığı aralığının karşısındaki sertliği
  • Kumaş edilebilirlik (ziyebilirlik, formability, ısı tedavisi yanıt)

Nükleer-Grade Çeliklerinin Sınıflandırılması

Nükleer bitkilerde kullanılan çelik notları, işletme sıcaklığı, baskı ve nötron flux'a dayanan belirli bir bileşene hizmet eden dört aileye geniş ölçüde sınıflandırılabilir ve bu aileler kimya, mikroyapı ve performans özellikleri ile tanımlanırlar, ASME Gemi ve Basınç Gemi Kodu (Section II ve III), Fransız RCC-M ve III.

  • [Düzücü Çelikler: [Düzücük basınç gemileri (RPVs) ve buhar jeneratörleri kabukları gibi büyük yapısal bileşenler için kullanılır. Kimya sıkı bir şekilde kontrol edildiğinde yüksek güç ve sertlik sunar.
  • [FONT:0]Austenitic paslanmaz çelikler: reaktör serin borular, pompalar, valfler ve temel iç yapılar için birincil malzemeler. mükemmel korozyon direnci ve iyi kumaşabilite sağlar.
  • [FONT:0)Nickel-Based Alloys:[Dönlü yüzeyler için seçilmiş olan en zorlu korozyon ortamları için seçilmiş, buhar jeneratör tüpleri ve penetrasyonları gibi. SCC ve yüksek sıcaklık gücü için üstün direnç sunarlar.
  • [FONT:0) Yüksek kromozom Martensitik ve Ferritic Steels:) Gen-IV reaktörler ve füzyon uygulamaları için lider adaylar, yüksek nötron dozlarında ürpertici direniş için ödül aldı.

Temel Çelik Sınıflarının Detaylı Analizi

Rejim Basınç Gemi Çelikleri: SA-533 ve SA-508

reaktör basıncı gemisi (RPV) bir ışık-su reaktöründe en kritik bileşenidir ve bütünlük uygun değildir.The installed material for RPVs areİNFLT:0)SA-533).

SA-533 B Sınıfı 1, PWR ve BWR filosunun çalışmalarından biridir. Kimyasal kompozisyonu mekanik özellikleri ve irradiasyon direncini optimize etmek için sıkıca sınırlandırılmıştır. Tipik olarak% 0,5,0-1.5,00 μz,% 0,40-0.7 nikel.Bu, yaklaşık 620°C'nin altında bir mikroyapı ile takip eder ve hızlı bir şekilde ısı tedavisine bağlanır - yüksek ısıtılır.

RPV çelikleri ile ilgili önemli bir endişe, bakır ve fosforlu bakırdan embrittlementtir.% 10 hidroksitten (projeksiyonda nano ölçekli kümeler, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte (yaklaşık 150-200 °C) ve post-weld ısıtımı artırmak için %15'ten fazla ısıtılması gerekir.

Temel Devre paslanmaz çelikler: 316L ve 304L

Austenitic paslanmaz çelikler, özellikle düşük karbonlu notlar:0)316L) ve [[Dönetici:2)304L), Sınıf 1 ve Sınıf 2 boru, preurizerler için standart malzemelerdir ve birincil pompalar yapılır. Onların seçimi yüksek korozyon direnci, mükemmel bir iyonluk ve iyi kaynaklanabilirlik ortamına yol açabilir.

[FONT=0)316L[DÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Buhar Jeneratör Malzemeler: Alloy 690 ve Alloy 800

Buhar jeneratörü tüpleri radyoaktif reaktör serin ve non-radioaktif buhar sistemi ile ilgili birincil baskı sınırı temsil eder. Leaks Burada kayıp güç nesli ve potansiyel güvenlik endişeleri ile sonuçlanmıştır. Tarihsel olarak, Alloy 600 (Ni-15Cr-8Fe) standarttı, ancak yaygın birincil su stresi korozyonu çatlakları (PWSCC) endüstriyi daha dayanıklı malzemelere geçişe zorladı.

Mutfak 690TT, yüksek kromatografisi nedeniyle PWSCC ve caustic SCC'ye karşı üstün bir direnç sunar ve bu da yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte 800/152 (Ni-30Cr) ile karakterize edilir.

Malzeme Seçme Süreci

Nükleer bir bileşen için bir çelik sınıfı seçmek karmaşık bir ticaret alanı canlandırmak gerektirir. Tek bir alaşım tüm özelliklerini optimize eder; seçim, bileşeninin belirli stres, sıcaklık ve irradiasyon koşullarına uygun olmalıdır.

Radyasyon Hasarı ve Kimya Kontrolü

RPV çelikleri için, oturma elementlerinin minimizasyonu birincil tasarım kuralıdır. Bakır, fobik, tin ve arsenic, ASME Bölüm XI gibi kodlarla ilgili olarak, çelik üreticilerin vurması ve Charpy örneklerini doğrudan, bitkinin hayatına DBTT'de radyasyona dönüştürülmesi için RPV tekneye sokmalıdır.

Stresin Azaltılması

Birincil borularda, 316L'nin 304L üzerindeki seçimi genellikle yüksek basınçlı streslere ve sert kimyaya dayanan risk bazlı bir karardır. Plant kimyası (eskileştirilmiş pH kullanımı ile PWRs'te zenginleştirilmiş bok asit ve lityum hidroxide, BWR'lerde düşük oksijen) SCC'nin başlaması nedeniyle standart seçimdir.

Weldability and Manufacturing Constraints

Çelik güvenilir bir şekilde üretilemeyecek kadar işe yaramaz. Karbon eşdeğer (CE) formülü, düşük çeliklerde hidrojen kaynaklı soğuk çatlaklar riskini değerlendirmek için kullanılır (tipik olarak 3-10 FN) ve PWHT kaynaklama işlemlerinden kaçınmak için sıkı bir şekilde yönetilir (WPQRs).

Kalite Güvence, Test ve Sertifika Regimes

Bir bileşenin güvenlik sınıflandırması kaliteli güvence seviyesini taşır. ASME Bölüm III ve NQA-1, baskı bileşenleri için titiz gereksinimleri tanımlar. Doğrulama, kuponların ve bitmiş ürünün tahrip edici testinden oluşur.

Çelik ve Ingot Breakdown

Tüm nükleer sınıf çelikler tanımlı bir "Melt Practice" için üretilmelidir. Bu genellikle elektrikli ark fırın (EAF) erişim, argon oksijen decarburizasyon (AOD) veya vakum oksijeni (VAR) ile daha yüksek temizliğe ulaşmak için yapılır ve yüksek temizleme (VAR) için makrosorunlar için, pompa vücutları için (RPV) ve elektroslag remelasyonu yoluyla daha geniş bir şekilde entegre edilir.

Mekanik ve Fracture Zorluk Geçerliliği

Test geniş ve son derece spesifik.ETHFLT:0)Charpy V-notch etkisi testi) malzemenin sertliğini tanımlamak için tam bir dizi sıcaklık testi ile yapılır.[Dörtüncü derece yüksek sıcaklık kontrolleri için yapılır.[Dörtüncü) Tüm yüksek sıcaklık kontrolleri için yapılır.

-Destructive sınav ve Kod Uyum

Bir yüz ölçüm Sınıf 1 bileşeni için gereklidir. [FONT:0) <24|Dönetici testleri (UT)[DÜSTRT: 5)Temple edilmiş bir test (PT)[DÜye Olmayanlar için kullanılan ve/veyansiyonel yüzeyler için kullanılabilir.[B)[BİLMİŞ)[BİLMİŞİMDÜye Olmayanlar için kullanılabilir.

Nükleer malzemelerdeki Trendleri Gelişen Trendler

Gelişmiş reaktörler için küresel itenk, alaşım geliştirmeyi hızlandırdı. Nesil IV reaktörler, füzyon cihazları ve mikroreactors, mevcut LWR çeliklerinden çok daha yüksek doz ve sıcaklıklara sahip malzemeler gerektirir.

Oksit Dispersion Güçlendi (ODS) Çelikler

MA956 veya PM2000 gibi, yttria'nın nano ölçekli dağılımını içerir (Y)2)[DDD][D][3][D][3][/FONT) ve yarı iletkenlikli bir reaktörde bulunan partiküller için asılır ve metal baskıya karşı dayanıklıdırlar.

Yüksek performanslı yüzeyler (HEAs)

HEAs, tek bir temel elementin yerine, birkaç elementin yakın oranlarından oluşuyordu. CrMnFeCoNi (Cantor alaşımı) gibi yüzeylerde aşırı koşullar için olağanüstü bir kırılma gösteriyor, bazıları radyasyona bağlı difüzyon yeteneği gösteriyor.

Gelişmiş Üretim / İmalat (AM)

Lazer toz yatak füzyon (L-PBF) ve enerji ayrıştırma (DED) kontrol mikroyapılarla karmaşık bileşenleri kumaşlamak için geliştirilmektedir. Bu özellikle içler, özel örnek gözetim geometrileri için umut vericidir ve liderlik süreleri ve atıkların kritik olduğu bazı parçalara sahiptir.

Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet

Nükleer bir enerji santralinin bütünlüğü ve uzunluğu, yüksek çözünürlükte kullanılan ve yüksek çözünürlükte, her malzeme için yüksek çözünürlükte, üretilen ve sertifikalı bir egzersizdir.Seçim süreci, mekanik özelliklerde, korozyon direncine, her zaman güvenli bir şekilde betonarme ve buhar jeneratörlerine karşı dayanıklı bir şekilde uygulanır.