Þættir sem hafa áhrif á streitutæringarsprungur á slitþolnum plötum fyrir innri hluti kjarnaofns
Kjarnakljúfar eru lykilbúnaður í kjarnorkuverum. Þeir hafa það hlutverk að styðja og festa kjarnahluta. Þau tengjast beint rekstraröryggi og skilvirkni kjarnaofnsins og skipta sköpum til að tryggja öryggi og áreiðanleika kjarnakerfisins. Innri íhlutir reactorsins eru aðallega gerðir úr austenitískum slitþolnum plötum með góða tæringarþol. Hins vegar, við rekstrarskilyrði kjarnaofnsins, eru slitþolnu plöturnar sem vinna við erfiðar aðstæður eins og sterka nifteindageislun og tæringu á háhitavatni viðkvæmt fyrir álagi. Umhverfisnæm brot sem táknuð eru með tæringarsprungum (SCC) og geislunarhröðuðu streitutæringarsprungum (IASCC) eru orðin mikilvægustu atriðin sem hafa áhrif á langtíma öruggan rekstur kjarnorkubúnaðar.
Alhliða rannsóknir hafa verið gerðar á alþjóðavettvangi á SCC hegðun innri hluta kjarnaofns. Til dæmis hafa US Electric Power Research Institute (CIR verkefni) og Oak Ridge National Laboratory (Halden Reactor Project) framkvæmt róteindageislunarhermun á nifteindageislunarskemmdum á innri íhlutum kjarnaofnsins og greint áhrif IASCC kerfis, umhverfisbreyta og efni efnafræðileg frumefni á SCC. Áhrifagreining, geislunarniðurbrot og mat á áhrifum vetnisbrots á SCC o.s.frv. Rannsóknarsvið þess nær yfir efni, vatnsefnaumhverfi, tilvikskerfi o.fl. Franska öldrunarstofnunin MAI (INTERNALS verkefnið) hefur framkvæmt rannsóknir á örbyggingu og kornamörkum efnasamsetningargreining á slitþolnum plötum innan kjarnaofnsins, SCC sprungutæringargreiningu og greining á áhrifaþáttum. Japanska kjarnorkuöryggisstofnunin JNES hefur framkvæmt rannsóknir á SCC næmi, brotabilunaraðferðum og sprunguvexti. Hins vegar eru innlendar rannsóknir á slitþolnum plötum fyrir innri hluti kjarnaofnsins á byrjunarstigi og litlar rannsóknir eru til á viðkvæmum þáttum SCC (sérstaklega IASCC eftir geislun) á innlendum slitþolnum plötum af kjarnorku í háhitavatnsumhverfi. Vísindamenn frá Suzhou Thermal Engineering Research Institute gerðu rannsókn á áhrifaþáttum pH-gildis og geislunarskemmda á SCC slitþolinna plötur fyrir innri íhluti heimilisofna í hermdu grunnrásarvatnsumhverfi kjarnorkuvera með þrýstivatnsofnum.
Efnið sem notað er til rannsókna er austenítísk slitþolin plata (franska vörumerkið Z6CND17.12) sem notuð er til að skrúfa plötubolta kjarnahluta kjarnaorkuvera, (1060+/-10) gráðu háhitalausnarmeðferð, og vatnskæling. Efnið hefur 606MPa flutningsstyrk, togstyrk 658MPa og hlutfall 0,92 á móti styrkleika. Rannsóknir sýna að pH-gildi og geislunarskemmdir eru mikilvægir þættir sem hafa áhrif á frammistöðu SCC slitþolinna plötur fyrir innri íhluti kjarnakljúfa.
Í samanburði við háhitavatnsumhverfi með pH 7.0 munu pH gildi 6,4 og 7,5 leiða til minnkunar á lengingu og brottíma slitþolnu plötunnar. SCC næmi slitþolnu plötunnar er minna í pH 7.0 lausninni, sem er 3,9%. Við aðstæður með pH 6,4 og 7,5 vatnslausnum eykst SCC næmi í 7,3% og 15,5% í sömu röð. Þetta sýnir að pH gildi háhita vatnslausnarinnar hefur bein áhrif á SCC frammistöðu slitþolna plötunnar og pH gildið er mikilvægur viðkvæmur þáttur sem hefur áhrif á SCC árangur. Samkvæmt anodic upplausnarlíkani SCC dreifist H+ í súru lausninni inn í sprunguodd efnisins. Undir áhrifum álags á sýnið rifnar aðgerðafilman á málmyfirborðinu og óvarinn ferskur málmur hvarfast við ætandi vökvann til að mynda SCC sprungur. Vegna þess að ætandi vökvi kemst í gegn myndast einnig mikill fjöldi gryfjugryfja á yfirborðinu beggja vegna sprungunnar. Þessi hola tæring verður uppspretta sprungna og veldur örsprungum á yfirborði sýnisins. Myndun örsprungna kemur súru lausninni í snertingu við ferskan málm og stuðlar þannig að sprunguþenslu. . Í basískri lausnarumhverfi, við hægan álagshraða, getur lausnin haft fulla samskipti við staðbundna lausnina í sprungunni og sprunguoddslausnin hefur einnig nægan tíma til að hafa samskipti við sprunguoddinn málm atóm, sem gerir sprunguoddinn efnafræðilega og rafefnafræðilega. efnahvörf ganga snurðulaust fyrir sig, sem veldur því að basíska lausnin þéttist staðbundið við sprunguoddinn, sem veldur SCC hröðun á slitþolnu plötunni.
Eftir að slitþolnu plötunni er geislað með hlaðnum ögnum kemur IASCC fyrirbærið fram vegna áhrifa geislunargalla og staðbundinnar aflögunar á sprungubyrjun, sem eykur verulega SCC næmi slitþolna plötunnar. Vegna takmarkaðrar dýptar á skemmdum á jóngeislun er ekki hægt að sjá neinar augljósar breytingar á formgerð SSRT brota.
