Ffactorau sy'n dylanwadu ar straen cyrydiad cracio platiau sy'n gwrthsefyll traul ar gyfer cydrannau mewnol yr adweithydd
Mae offer mewnol adweithyddion yn offer allweddol mewn gweithfeydd ynni niwclear. Mae ganddynt y rôl o gefnogi a gosod cydrannau craidd. Maent yn uniongyrchol gysylltiedig â diogelwch gweithredol ac effeithlonrwydd yr adweithydd ac maent yn hanfodol i sicrhau diogelwch a dibynadwyedd y system adweithydd. Mae cydrannau mewnol yr adweithydd yn cael eu gwneud yn bennaf o blatiau sy'n gwrthsefyll traul austenitig gyda gwrthiant cyrydiad da. Fodd bynnag, o dan amodau gweithredu'r adweithydd niwclear, mae'r platiau sy'n gwrthsefyll traul sy'n gweithio o dan amodau llym megis ymbelydredd niwtron cryf a chorydiad dŵr tymheredd uchel yn agored i straen. Mae toriadau amgylcheddol sensitif a gynrychiolir gan gracio cyrydiad (SCC) a chracio cyrydiad straen cyflymedig (IASCC) wedi dod yn faterion pwysicaf sy'n effeithio ar weithrediad diogel hirdymor offer ynni niwclear.
Mae ymchwil cynhwysfawr wedi'i gynnal yn rhyngwladol ar ymddygiad SCC o gydrannau mewnol yr adweithyddion. Er enghraifft, mae Sefydliad Ymchwil Pŵer Trydan yr Unol Daleithiau (prosiect CIR) a Labordy Cenedlaethol Oak Ridge (Prosiect Adweithydd Halden) wedi cynnal efelychiadau arbelydru proton ar ddifrod ymbelydredd niwtron i gydrannau mewnol yr adweithydd ac wedi dadansoddi effaith mecanweithiau IASCC, paramedrau amgylcheddol a elfennau cemegol materol ar SCC. Dadansoddiad effaith, dadelfennu ymbelydredd ac asesiad effaith embrittlement hydrogen ar SCC, ac ati Mae ei gwmpas ymchwil yn cwmpasu deunyddiau, amgylchedd cemegol dŵr, mecanwaith digwyddiad, ac ati Mae Sefydliad Heneiddio Deunyddiau Ffrainc MAI (prosiect INTERNALS) wedi cynnal ymchwil ar y microstrwythur a ffin grawn dadansoddiad cyfansoddiad cemegol o'r platiau sy'n gwrthsefyll traul yn yr adweithydd, dadansoddiad strwythur cyrydiad crac SCC, a dadansoddiad o'r ffactorau dylanwadol. Mae Awdurdod Diogelwch Ynni Niwclear Japan JNES wedi cynnal ymchwil ar sensitifrwydd SCC, mecanweithiau methiant toriadau, a chyfraddau twf crac. Fodd bynnag, megis dechrau y mae ymchwil domestig ar blatiau gwrthsefyll traul ar gyfer cydrannau mewnol yr adweithydd, ac nid oes llawer o ymchwil ar ffactorau sensitif SCC (yn enwedig IASCC ar ôl arbelydru) platiau gwrthsefyll traul domestig gradd niwclear mewn amgylcheddau dŵr tymheredd uchel. Cynhaliodd ymchwilwyr o Sefydliad Ymchwil Peirianneg Thermol Suzhou astudiaeth ar ffactorau dylanwadol gwerth pH a difrod ymbelydredd ar y SCC o blatiau gwrthsefyll traul ar gyfer cydrannau mewnol adweithyddion domestig mewn amgylchedd dŵr cylched cynradd efelychiedig o orsaf ynni niwclear adweithydd dŵr dan bwysedd.
Mae'r deunydd a ddefnyddir ar gyfer ymchwil yn blât austenitig sy'n gwrthsefyll traul (brand Ffrangeg Z6CND17.12) a ddefnyddir ar gyfer bolltau plât coaming o gydrannau adweithydd gorsaf ynni niwclear, (1060+/-10) gradd triniaeth ateb tymheredd uchel, ac oeri dŵr. Mae gan y deunydd gryfder cynnyrch o 606MPa, cryfder tynnol o 658MPa, a chymhareb cynnyrch-i-gryfder o 0.92. Mae ymchwil yn dangos bod gwerth pH a difrod ymbelydredd yn ffactorau pwysig sy'n effeithio ar berfformiad platiau gwrthsefyll traul SCC ar gyfer cydrannau mewnol adweithyddion ynni niwclear.
O'i gymharu ag amgylchedd dŵr tymheredd uchel gyda pH o 7.0, bydd gwerthoedd pH o 6.4 a 7.5 yn arwain at ostyngiad yn amser ymestyn a thorri asgwrn y plât sy'n gwrthsefyll traul. Mae sensitifrwydd SCC y plât sy'n gwrthsefyll traul yn llai yn yr hydoddiant pH 7.0, sef 3.9%. O dan amodau'r datrysiadau dyfrllyd pH 6.4 a 7.5, mae sensitifrwydd SCC yn cynyddu i 7.3% a 15.5% yn y drefn honno. Mae hyn yn dangos bod gwerth pH yr hydoddiant dyfrllyd tymheredd uchel yn cael effaith uniongyrchol ar berfformiad SCC y plât sy'n gwrthsefyll traul, ac mae'r gwerth pH yn ffactor sensitif pwysig sy'n effeithio ar berfformiad SCC. Yn ôl model diddymu anodig SCC, mae H+ yn yr hydoddiant asidig yn tryledu i flaen hollt y deunydd. O dan weithred straen ar y sampl, mae'r ffilm goddefol ar yr wyneb metel yn cael ei rhwygo, ac mae'r metel ffres agored yn adweithio â'r hylif cyrydol i ffurfio craciau SCC. Oherwydd treiddiad hylif cyrydol, mae nifer fawr o byllau tyllu hefyd yn cael eu ffurfio ar yr wyneb ar ddwy ochr y crac. Mae'r cyrydiad tyllu hyn yn dod yn ffynhonnell craciau ac yn achosi micro-graciau ar wyneb y sampl. Mae ffurfio micro-graciau yn dod â'r hydoddiant asidig i gysylltiad â metel ffres, a thrwy hynny hyrwyddo ehangu crac. . Mewn amgylchedd datrysiad alcalïaidd, o dan amodau cyfradd straen araf, gall yr ateb gyfathrebu'n llawn â'r datrysiad lleol yn y crac, ac mae gan yr ateb tip crac hefyd ddigon o amser i ryngweithio â'r atomau metel tip crac, gan ganiatáu i'r tip crac cemegol ac electrocemegol adweithiau i symud ymlaen yn esmwyth, gan achosi'r hydoddiant alcalïaidd i ganolbwyntio'n lleol ar flaen y crac, gan achosi cyflymiad SCC y plât sy'n gwrthsefyll traul.
Ar ôl i'r plât sy'n gwrthsefyll traul gael ei arbelydru â gronynnau wedi'u cyhuddo, mae ffenomen IASCC yn digwydd oherwydd dylanwad diffygion arbelydru ac anffurfiad lleol ar gychwyn crac, sy'n cynyddu'n sylweddol sensitifrwydd SCC y plât sy'n gwrthsefyll traul. Oherwydd cyfyngiad dyfnder difrod arbelydru ïon, ni ellir arsylwi unrhyw newidiadau amlwg ym morffoleg torri asgwrn SSRT.
