Wykorzystanie różnych materiałów w elektrowniach jądrowych
Złącza z różnych metali zwykle łączą dysze rurowe ze stali ferrytycznej zbiorników ciśnieniowych z bezpiecznymi końcówkami ze stali austenityczno-ferrytycznej. W złączach spawanych jako metal wypełniający wykorzystywane są stopy niklowe, ponieważ ich właściwości rozszerzalności cieplnej są zbliżone do właściwości obu typów stali. To zrozumiałe, że zachowanie integralności tego typu stopów w obecności defektów spowodowanych korozją naprężeniową i zmęczeniem materiału ma decydujące znaczenie dla bezpieczeństwa elektrowni jądrowych. Mimo tego wciąż brak znormalizowanych procedur oceny defektów w komponentach wielometalowych. Badacze wspierani ze środków UE postanowili zaspokoić potrzebę normalizacji procedur oceny integralności i przecieku przed pęknięciem (LBB) w ramach projektu MULTIMETAL (Structural performance of multi-metal component). Celem tego projektu badawczego było udoskonalenie badania zachowań związanych z pękaniem, pomimo niejednorodności spoin z różnych metali. Aby go osiągnąć, zespół projektu MULTIMETAL przeprowadził serię testów pękania i rozciągliwości w zachodnio- i wschodnioeuropejskich reaktorach wodnych, aby zgromadzić dane terenowe dotyczące typowych spoin. Zaobserwowano wyraźne zmiany w miejscowych właściwościach w zakresie rozciągliwości, odporności na pęknięcia i mikrostrukturach. Po zebraniu danych terenowych przeprowadzono analizy liczbowe integralności konstrukcyjnej spoin testowych. Najnowocześniejsze obliczenia oparto na nowych metodach modelowania mikromechanicznego, a rezultaty poparto obszernymi testami laboratoryjnymi przeprowadzonymi na trzech makietach spoin. Połączenie modelowania z interpretacją danych doświadczalnych pozwoliło uczestnikom projektu MULTIMETAL stworzyć wytyczne dotyczące pomiaru właściwości różnych materiałów spoinowych. Co istotne opracowano podejście oparte na dobrych praktykach, które może doprowadzić do harmonizacji procesów oceny pęknięć. Wyniki projektu nie tylko wypełniają potężną lukę w charakterystyce materiałów, ale także pomogą zwiększyć konkurencyjność europejskiego przemysłu energii jądrowej, pomagając elektrowniom jądrowym w zachowaniu wysokich norm bezpieczeństwa.
Słowa kluczowe
Elektrownie jądrowe, reaktor wodny, złącza spawane, spoiny metalowe, modelowanie mikromechaniczne
