A31128 Nuclear-Σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα βαθμού 316LN: Σύνθεση και ιδιότητες

Ταυτότητα Βαθμού και Τυπική Βάση

Το A31128 είναι η ονομασία που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον ιστότοπο για τον ελεγχόμενο σωλήνα από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα χαμηλών-άνθρακα, αζώτου-που παρέχεται για υπηρεσία πυρηνικού πρωτεύοντος κυκλώματος-. Στον γαλλικό πυρηνικό κώδικα το υλικό γράφεται ως Z2CND18-12N, ενώ στο σύστημα ASTM και ASME είναι ο βαθμός γνωστός ως 316LN, UNS S31653. Είναι ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας{10}}που φέρει μολυβδαίνιο, όχι διπλής ποιότητας: η ισορροπία χρωμίου, νικελίου και μολυβδαινίου παρέχει αντίσταση στη γενική και τοπική διάβρωση σε νερό υψηλής{11} θερμοκρασίας και η ελεγχόμενη προσθήκη αζώτου αυξάνει την αντοχή σε σχέση με την απλή εργασία χαμηλής ποιότητας 6L χωρίς άνθρακα3.

Τα προϊόντα κατασκευάζονται σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές προϊόντος για σωλήνα από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα χωρίς συγκόλληση ή συγκολλημένο, με τις πρόσθετες απαιτήσεις του πυρηνικού κώδικα που επικαλείται ο αγοραστής. Αυτές οι πρόσθετες απαιτήσεις καλύπτουν συνήθως τη θερμότητα-με-χημική ανάλυση θερμότητας, τα αυστηρότερα όρια υπολειμματικών στοιχείων, την καθαριότητα κατά την κατασκευή και ένα τεκμηριωμένο μη-πρόγραμμα εξέτασης.

Χημική Σύνθεση

Η ωστενιτική δομή σταθεροποιείται από την περιεκτικότητα σε νικέλιο και άζωτο, επομένως δεν καθορίζεται ισορροπία φερρίτη για το βασικό μέταλλο. Οι προδιαγραφές αγοράς πυρηνικής ενέργειας εφαρμόζουν πρόσθετους περιορισμούς, ιδίως σε υπολειμματικά στοιχεία όπως το κοβάλτιο, και η χημική ανάλυση κάθε θερμότητας αναφέρεται πλήρως. Το άζωτο είναι το στοιχείο που διαχωρίζει αυτόν τον βαθμό από τα 316L: συγκρατείται σε ελεγχόμενο παράθυρο έτσι ώστε να ενισχύει τον χάλυβα και να καθυστερεί την καθίζηση των καρβιδίων του χρωμίου, ενώ παραμένει αρκετά χαμηλό ώστε να αποφευχθεί το πορώδες του αζώτου κατά τη συγκόλληση.

Μηχανικές Ιδιότητες

Ο βαθμός παρέχεται συνήθως σε κατάσταση ανόπτησης σε διάλυμα-και τα επιτρεπόμενα σχεδιαστικά σε υψηλή θερμοκρασία λαμβάνονται από τον κώδικα κατασκευής που διέπει την εγκατάσταση και όχι από τα δεδομένα θερμοκρασίας δωματίου. Η ψυχρή εργασία αυξάνει την αντοχή αλλά και μειώνει το περιθώριο περαιτέρω διαμόρφωσης, επομένως σχεδιάζονται κάμψεις και διαστολές έτσι ώστε το έτοιμο εξάρτημα να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις αντοχής στην απαιτούμενη θέση. Τα όρια σκληρότητας και, κατά περίπτωση, τα όρια δέλτα φερρίτη σε μέταλλο συγκόλλησης ισχύουν σε πολλές πυρηνικές εφαρμογές.

Διάβρωση και Συμπεριφορά Σέρβις

Το μολυβδαίνιο είναι το στοιχείο που ευθύνεται για την αντίσταση στη διάβρωση με αυλάκια και ρωγμές στο χλωριούχο- νερό και η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα αποτρέπει την καθίζηση καρβιδίων χρωμίου στα όρια των κόκκων κατά τη συγκόλληση, κάτι που κάνει τον συγκολλημένο σύνδεσμο τόσο ανθεκτικό όσο το μητρικό μέταλλο στη διακοκκώδη προσβολή. Το άζωτο καθυστερεί περαιτέρω την ευαισθητοποίηση και συμβάλλει στην αντίσταση στα κοιλώματα. Η διακοκκώδης αντοχή στη διάβρωση επαληθεύεται από τη δοκιμή διάβρωσης που απαιτείται κατά την παραγγελία και η κατάσταση της επιφάνειας του τελικού σωλήνα είναι εξίσου σημαντική όσο και η χημεία: μια καθαρή, τουρσί και παθητικοποιημένη επιφάνεια αντέχει πολύ καλύτερα στα σκασίματα από εκείνη που έχει μολυνθεί από ενσωματωμένο σίδηρο ή θερμική απόχρωση.

Στην υπηρεσία νερού σε υψηλές{0}}θερμοκρασίες, το υλικό επιλέγεται για τον συνδυασμό αντοχής στη διάβρωση, σκληρότητας και προβλέψιμης μακροπρόθεσμης-συμπεριφοράς παρά για μέγιστη αντοχή. Οι υπολειμματικές τάσεις από τη διαμόρφωση και τη συγκόλληση ελέγχονται μέσω ειδικών διαδικασιών και, όπου το απαιτεί ο σχεδιασμός, μέσω θερμικής επεξεργασίας, επειδή η υπολειμματική τάση εφελκυσμού είναι μία από τις τρεις συνθήκες που απαιτούνται για την έναρξη της διάβρωσης λόγω καταπόνησης.

Κατασκευή, Συγκόλληση και Επιθεώρηση

Ο σωλήνας παρέχεται με ανόπτηση και αφαλάτωση, με τα άκρα να είναι προετοιμασμένα για συγκόλληση. Η συγκόλληση πραγματοποιείται με ένα αντίστοιχο μέταλλο ωστενιτικού υλικού πλήρωσης χαμηλού-άνθρακα, με χρήση ελεγχόμενης θερμότητας εισόδου και θερμοκρασίας ενδιάμεσης διέλευσης για να διατηρείται η περιεκτικότητα σε φερρίτη μετάλλου συγκόλλησης και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα- σε ευνοϊκό εύρος. Δεν απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά{4}}συγκόλλησης για ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Αντίθετα, η έμφαση δίνεται στην πιστοποίηση της διαδικασίας, στις καθαρές πρακτικές εργασίας και στην αποφυγή μόλυνσης από εργαλεία ανθρακούχου χάλυβα. Οι εργασίες κάμψης, καψίματος και μηχανικής κατεργασίας θα πρέπει να ακολουθούν διαδικασίες που είναι κατάλληλες για την κατηγορία και οι κατεργασμένες ή γδαρμένες περιοχές θα πρέπει να αποκαθίστανται σε καθαρή επιφάνεια πριν από το σέρβις.

Η επιθεώρηση για παραγγελίες πυρηνικής ποιότητας-περιλαμβάνει συνήθως επαλήθευση διαστάσεων, υδροστατική ή πνευματική δοκιμή, ακτινογραφική ή υπερηχητική εξέταση συγκολλήσεων, εξέταση διεισδυτικής βαφής τελικών επιφανειών, θετική αναγνώριση υλικού κάθε εξαρτήματος και τεκμηριωμένο πρόγραμμα καθαριότητας. Η παράδοση συνοδεύεται από αναφορές δοκιμών μύλου που καλύπτουν τον αριθμό θερμότητας, τη χημική ανάλυση, τη θερμική επεξεργασία, τις μηχανικές ιδιότητες και τα μη καταστροφικά αποτελέσματα των εξετάσεων.

Εφαρμογές

Σωληνώσεις ψυκτικού αντιδραστήρα και πρωτεύοντος βρόχου

Γραμμές συστήματος πίεσης και έγχυσης ασφαλείας

Βοηθητικά και κυκλώματα απομάκρυνσης υπολειμματικής θερμότητας

Δεξαμενή αναλωμένων καυσίμων και σωληνώσεις υπηρεσίας πυρηνικών νησίδων

Σωληνώσεις χημικών και φαρμακευτικών προϊόντων υψηλής καθαρότητας- εκτός του πυρηνικού τομέα

FAQ

Ε: Είναι το A31128 από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης;
Όχι. Ο βαθμός είναι πλήρως ωστενιτικός. Είναι ο τύπος χαμηλού-άνθρακα, αζώτου-18-12 χρωμίου-νικελίου-μολυβδαινίου, γνωστός ως 316LN, UNS S31653 και δεν καθορίζεται ισορροπία φερρίτη για το βασικό μέταλλο.

Ε: Γιατί προστίθεται άζωτο στον χάλυβα;
Το άζωτο ενισχύει την ωστενιτική μήτρα και καθυστερεί την καθίζηση των καρβιδίων του χρωμίου, γεγονός που βελτιώνει την αντίσταση στη διακοκκώδη διάβρωση μετά τη συγκόλληση.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αυτού του βαθμού και του 316L;
Το όριο άνθρακα είναι το ίδιο, αλλά η ελεγχόμενη προσθήκη αζώτου δίνει μεγαλύτερη αντοχή και καλύτερη αντίσταση στην ευαισθητοποίηση, κάτι που έχει σημασία στις πυρηνικές σωληνώσεις με παχύ{{0} τοίχωμα.

Ε: Απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά-συγκόλλησης;
Όχι. Οι ωστενιτικοί βαθμοί δεν ανακουφίζονται από το άγχος μετά τη συγκόλληση. Ο έλεγχος επιτυγχάνεται μέσω ειδικών διαδικασιών συγκόλλησης, πρακτικής καθαρής κατασκευής και αποκατάστασης επιφανειών.

Ε: Πώς επαληθεύεται η διακοκκώδης αντοχή στη διάβρωση;
Με χημική ανάλυση της θερμότητας για την επιβεβαίωση των επιπέδων άνθρακα, χρωμίου, νικελίου και αζώτου και με τη δοκιμή διάβρωσης που καθορίζεται στην παραγγελία αγοράς για το τελικό προϊόν ή την περιοχή συγκόλλησης.

Ε: Ποια κατάσταση επιφάνειας αναμένεται κατά την παράδοση;
Ο σωλήνας παρέχεται στο διάλυμα-ανοπτημένος, τουρσί και παθητικοποιημένος με καθαρά άκρα, επειδή η μόλυνση όπως ο ενσωματωμένος σίδηρος ή η θερμική απόχρωση μειώνει την αντίσταση στο σμήγμα κατά τη λειτουργία.