A381108 Nükleer Hizmet için Nikel-Krom-Demir Alaşımlı Boru (NC30Fe)

Sınıf Kimliği ve Standart Temeli

A381108, bu sitede buhar jeneratörü ve ana devre bileşenleri için nükleer kod gereksinimlerine sağlanan nikel-krom-demir alaşımlı boru için kullanılan ve malzemenin NC30Fe olarak yazıldığı tanımlamadır. ASTM ve ASME sisteminde aynı aile, dikişsiz ve kaynaklı nikel-krom-demir alaşımlı borulara yönelik ürün spesifikasyonu ve çubuk ve çubuk için eşleşen spesifikasyon kapsamında olan nikel-krom-demir alaşımı 690, UNS N06690'dır.

Alaşım nominal olarak %60 nikel, yaklaşık %30 krom ve kontrollü demir içeriği içerir. Bu yüksek krom seviyesi, yüksek sıcaklıktaki suda stresli korozyon çatlamasına ve kostik ve oksitleyici ortamlardaki saldırılara karşı direncinin kaynağıdır ve nükleer buhar jeneratörü borularında ve birincil devre geçişlerinde yüksek kromlu nikel alaşımlarının düşük kromlu kalitelerin yerini almasının nedeni budur. Bu kalite dikişsiz boru, kaynaklı boru ve çubuk olarak tedarik edilir ve sıcaklıkta uzun tasarım ömrünün çok düşük çatlama olasılığıyla birleştirilmesi gereken yerlerde kullanılır.

Kimyasal Bileşim

Krom aralığı bilerek dardır çünkü hem yüksek hem de düşük krom seviyeleri, sıcaklığa uzun süre maruz kalma sırasında alaşımın çökelme davranışını değiştirir. Hizmet sırasında sünekliği azaltacak tane sınırı çökeltilerinin oluşumunu sınırlamak için karbon ve kükürt düşük tutulur. Nükleer satın alma spesifikasyonları, artık element kontrollerini ekler ve eritme uygulaması ve bitmiş ürüne uygulanan ısıl işlemin belgelenmesiyle birlikte her ısı için kimyasal analizin raporlanmasını gerektirir.

Mekanik Özellikler ve Yüksek Sıcaklık Davranışı

Alaşım, buhar jeneratörü ve birincil devre bileşenlerinin çalıştığı aralıkta iyi bir sürünme ve gerilim kopma mukavemetine sahiptir ve sıcaklığa çok uzun süre maruz kaldıktan sonra faydalı sünekliği korur. Termal genleşmesi östenitik paslanmaz çeliklerden daha düşüktür, bu da farklı malzemeler arasındaki geçiş bağlantılarındaki termal yorulma cezasını azaltır. Bitmiş ürüne çekme ve sertlik testleri yapılır ve sonuçlar ısı ve parti başına raporlanır.

Korozyon Direnci ve Nükleer Hizmet Davranışı

Bu alaşımın seçimini üç özellik yönlendiriyor. Birincisi, yüksek sıcaklıktaki suda stresli korozyon çatlamasına karşı direnç: Yüksek nikel ve yüksek kromun birleşimi, düşük kromlu alaşımlarda oluşturulandan çok daha kararlı bir yüzey oksidi üretir. İkincisi, alaşımın paslanmaz çelikleri kolayca çatlatabilen konsantre alkali koşullara dayanabildiği kostik ortamlara karşı dirençtir. Üçüncüsü, ferrik sülfat ve sülfürik asit çözeltisi kullanılarak nikel-krom-demir alaşımlarına uygulanan korozyon testiyle doğrulanan, oksitleyici koşullara ve tanecikler arası saldırıya karşı direnç.

Malzeme güvenlikle ilgili sistemlerde kullanıldığından, bitmiş yüzeyin ve her kaynağın kalitesi, kozmetik bir konu yerine korozyon değişkeni olarak ele alınır. Gömülü demir, ısıyla renklendirme, taşlama izleri ve eksik temizlik, saldırıyı başlatabilecek yerel kimyalar oluşturur; dolayısıyla bu alaşımın üretim prosedürleri, işleme, temizleme ve yüzey restorasyonu üzerinde açık kontroller içerir. Teslim edilen bileşenin korozyon performansının onu üreten proses adımlarına kadar izlenebilmesi için normalde tam üretim rotasının belgelenmesi gerekir.

Kaynak, Isıl İşlem ve Muayene

Kaynak, kaynak metali bileşiminin spesifikasyon dahilinde kalması için kontrollü ısı girişi ve seyreltme kullanılarak eşleşen bir nikel-krom-demir dolgu metali ile gaz tungsten ark kaynağı ile gerçekleştirilir. Alaşım çözeltiyle tavlanmış durumda kullanılmak üzere tasarlandığından ve yeniden ısıtma tane sınırı fazlarını hızlandırabileceğinden, ön ısıtma gerekli değildir ve kaynak sonrası ısıl işlem normalde uygulanmaz. Değirmen ürünleri çözeltide tavlandığında, kontrollü atmosferde işlem yapılır ve ardından hızlı su verme yapılır, sertlik ve mekanik test sonuçları ısıl işlem tutanağıyla birlikte raporlanır.

Muayene normalde boyut doğrulamayı, tüpün hidrostatik testini, girdap akımı veya ultrasonik muayeneyi, kaynaklı dikişlerin radyografik muayenesini, bitmiş yüzeylerin boya penetrant muayenesini ve her bir bileşenin pozitif malzeme tanımlamasını içerir. Özellikle buhar jeneratörü borusu için boyut toleransları, yüzey kalitesi ve girdap akımı test sonuçları kabulü belirleyen ölçümlerdir.

Uygulamalar

Basınçlı su reaktörlerindeki buhar jeneratörü boruları

Birincil devre geçişleri, nozullar ve güvenli uçlar

Basınçlandırıcı ısıtıcı kılıfları ve kap iç parçaları

Kontrol çubuğu tahrik mekanizması bileşenleri

Nükleer sektör dışındaki yüksek sıcaklıktaki kimyasal proses ekipmanları ve fırın içleri

SSS

S: NC30Fe ne anlama geliyor?
Bu nikel-krom-demir alaşımının nükleer kod tanımıdır; yaklaşık %30 krom ve kontrollü demir içeriğine sahip nikel bazlı malzemeyi belirtir ve alaşım 690 ailesi UNS N06690'a karşılık gelir.

S: Buhar jeneratörlerinde neden paslanmaz çelik yerine bu alaşım kullanılıyor?
Yüksek krom içeriği, yüksek sıcaklıktaki suda stresli korozyon çatlamasına ve onlarca yıl boyunca sızdırmaz kalması gereken bir bileşen için gerekli olan kostik saldırıya karşı belirgin şekilde daha iyi direnç sağlar.

S: Alaşım kaynak sonrası ısıl işlem gerektiriyor mu?
Hayır. Çözeltide tavlanmış durumda kullanılır ve kaynak işlemleri, kaynak sonrası ısıl işlemden ziyade kontrollü ısı girişi ve doğru dolgu metali seçimi esas alınarak nitelendirilir.

S: Korozyon direnci nasıl kanıtlanır?
Isının sıkı kimyasal kontrolü, bitmiş ürün veya kaynak alanı için ferrik sülfat ve sülfürik asit çözeltisinde korozyon testi yapılarak ve imalat sırasında belgelenmiş temizlik ve yüzey koşullandırma yoluyla.

S: Malzeme manyetik mi?
Bileşen çevresinde manyetik alet ve aletlerin kullanıldığı uygulamalarda önemli olan, çok düşük manyetik geçirgenliğe sahip nikel bazlı bir östenitik alaşımdır.

S: Kaynak kalitesi nasıl kontrol ediliyor?
Eşleşen dolgu metali ile prosedür kalifikasyonu, ısı girişi ve seyreltme kontrolü ve satın alma siparişinde belirtildiği şekilde radyografik, girdap akımı veya boya penetrant yöntemleriyle muayene yoluyla.