Mengapa baja tahan karat dupleks digunakan dalam sistem air pendingin pembangkit listrik tenaga nuklir?
Sebagai sumber energi ramah lingkungan, tenaga nuklir merupakan kontributor utama pengurangan emisi karbon di seluruh dunia. Sistem perpipaan air pendingin adalah kunci keselamatan pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir. Terdiri dari ribuan kaki pipa dengan berbagai diameter dan ukuran. Ini menyediakan pasokan air yang dapat diandalkan untuk pendinginan peralatan pabrik. Sistem perpipaan non-keselamatan harus menyediakan air pendingin yang cukup untuk mendinginkan pembangkit listrik, sedangkan sistem keselamatan harus menyediakan air pendingin yang cukup untuk mengendalikan reaktor dan mematikannya dengan aman jika terjadi keadaan darurat.
Material pipa ini harus tahan terhadap korosi air pendingin sepanjang masa pakai peralatan. Tergantung pada lokasi pabrik, jenis air pendingin dapat berkisar dari air tawar yang relatif bersih hingga air laut yang terkontaminasi. Pengalaman menunjukkan bahwa seiring bertambahnya usia sistem, berbagai masalah korosi dan tingkat korosi yang berbeda-beda dapat terjadi, merusak sistem dan mencegahnya menyediakan air pendingin yang diperlukan.
Masalah pada perpipaan air pendingin sering kali melibatkan material dan interaksinya dengan air pendingin. Kebocoran akibat pengotoran (plugging) dan korosi pada sistem adalah masalah yang paling umum, termasuk akumulasi sedimen, keterikatan biologis laut (biofouling), akumulasi produk korosi, dan penyumbatan benda asing. Kebocoran biasanya disebabkan oleh mikroba korosi (MIC), yaitu korosi yang sangat korosif yang disebabkan oleh mikroorganisme tertentu di dalam air. Bentuk korosi ini sering terjadi pada baja karbon dan baja tahan karat paduan rendah.
Baja tahan karat telah lama dianggap sebagai pilihan yang layak untuk membangun sistem perpipaan pasokan air baru dan untuk memperbaiki atau mengganti sistem baja karbon yang ada. Baja tahan karat yang biasa digunakan dalam solusi peningkatan perpipaan adalah baja tahan karat 304L, 316L, atau 6%-Mo. Baja tahan karat 316L dan 6% Mo memiliki perbedaan besar dalam kinerja dan harga. Jika media pendinginnya adalah air yang tidak diolah, yang sangat korosif dan berisiko menimbulkan korosi mikroba, 304L dan 316L bukanlah pilihan yang cocok. Akibatnya, pembangkit listrik tenaga nuklir harus meningkatkan ke baja tahan karat 6%-Mo atau menerima biaya pemeliharaan sistem baja karbon yang tinggi. Beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir masih menggunakan pipa pelapis baja karbon karena biaya awal yang lebih rendah. Menurut ASTM A240, sistem perpipaan pasokan air industri sering kali terbuat dari baja tahan karat di bawah ini:
| Nilai | UNS | C | N | Kr | Tidak | Mo | Cu |
| 304L | S30403 | 0.03 | / | 18.0-20.0 | 8.0-12.0 | / | / |
| 316L | S31603 | 0.03 | / | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.0-3.0 | / |
| 6%Mo | N08367 | 0.03 | 0.18-0.25 | 20.0-22.0 | 23.0-25.0 | 6.0-7.0 | 0.75 |
| 2205 | S32205 | 0.03 | 0.14-0.2 | 22.0-23.0 | 4.5-6.5 | 3.0-3.5 | / |
Baja tahan karat dupleks 2205 terbukti menjadi pilihan yang sangat baik. Pembangkit listrik tenaga nuklir Catawba milik Duke Power di Carolina Selatan adalah pembangkit listrik tenaga nuklir pertama yang menggunakan baja tahan karat fase ganda 2205 (UNS S32205) dalam sistemnya. Kelas ini mengandung sekitar 3,2% molibdenum dan telah meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan ketahanan korosi mikroba yang jauh lebih baik dibandingkan baja tahan karat 304L dan 316L.
Perpipaan lapisan baja karbon pada bagian atas tanah dari sistem perpipaan yang menyalurkan pasokan air ke menara pendingin kondensor utama diganti dengan perpipaan baja tahan karat dupleks 2205.
Pengganti baru 2205 pipa stainless steel duplex dipasang pada tahun 2002. Panjang pipa 60 meter, diameter 76,2 cm dan 91,4 cm, serta tebal dinding pipa 0,95 cm. Sistem yang ditentukan sesuai dengan ASME B31.1 Power piping yang merupakan salah satu kode manajemen untuk penggunaan sistem perpipaan pembangkit listrik yang aman dan banyak digunakan di dunia. Setelah 500 hari pelayanan, sistem diperiksa secara menyeluruh. Tidak ada kerak atau korosi yang ditemukan selama pemeriksaan. Baja tahan karat dupleks 2205 berkinerja sangat baik. Perpipaan baja tahan karat 2205 telah bekerja dengan baik selama lebih dari satu dekade sejak pemasangannya. Berdasarkan pengalaman ini, Duke Power telah menggunakannya 2205 pipa baja tahan karat dupleks di bagian lain dari sistemnya.
Bagian dalam pipa 2205 setelah penggunaan 500 hari.
Perancang sistem air pembangkit listrik tenaga nuklir kini memiliki satu pilihan lagi dalam memilih bahan perpipaan untuk air pendingin yang tahan korosi. Keberhasilan penerapan baja tahan karat dupleks 2205 dapat mengurangi biaya pemeliharaan, mengurangi waktu henti, dan menjamin keselamatan pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir.
