Почему дуплексная нержавеющая сталь используется в системах водяного охлаждения атомных электростанций?
Как чистый источник энергии, ядерная энергия вносит основной вклад в сокращение выбросов углерода во всем мире. Система трубопроводов охлаждающей воды является ключом к безопасной эксплуатации атомной электростанции. Он состоит из тысяч футов труб различного диаметра и размера. Он обеспечивает надежное водоснабжение для охлаждения заводского оборудования. Небезопасная трубопроводная система должна обеспечивать достаточное количество охлаждающей воды для охлаждения станции, в то время как система безопасности должна обеспечивать достаточное количество охлаждающей воды, чтобы поставить реактор под контроль и безопасно остановить его в случае аварии.
Эти материалы труб должны быть устойчивы к коррозии охлаждающей водой в течение всего срока службы оборудования. В зависимости от расположения завода тип охлаждающей воды может варьироваться от относительно чистой пресной воды до загрязненной морской воды. Опыт показал, что по мере старения систем могут возникать различные проблемы с коррозией и коррозия различной степени, что приводит к повреждению системы и не позволяет ей обеспечивать необходимую охлаждающую воду.
Проблемы с трубопроводом охлаждающей воды часто связаны с материалами и их взаимодействием с охлаждающей водой. Утечка из-за загрязнения (закупорка) и коррозия системы являются наиболее распространенными проблемами, включая накопление отложений, морские биологические загрязнения (биообрастание), накопление продуктов коррозии и засорение инородных тел. Утечка обычно вызывается микробной коррозией (MIC), которая представляет собой очень коррозионную коррозию, вызываемую некоторыми микроорганизмами в воде. Эта форма коррозии часто встречается в углеродистой и низколегированной нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь долгое время считалась жизнеспособным вариантом для строительства новых систем водоснабжения, а также для ремонта или замены существующих систем из углеродистой стали. Нержавеющая сталь, обычно используемая в решениях по модернизации трубопроводов, - это нержавеющая сталь 304L, 316L или 6% -ная нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь 316L и 6% Mo имеет большие различия в производительности и цене. Если охлаждающей средой является неочищенная вода, которая является очень коррозионной и несет в себе риск микробной коррозии, 304L и 316L не подходят. В результате атомные станции были вынуждены перейти на нержавеющую сталь с содержанием 6% Мо или смириться с высокими затратами на техническое обслуживание систем из углеродистой стали. Некоторые атомные электростанции по-прежнему используют трубы футеровки из углеродистой стали из-за более низкой начальной стоимости. Согласно ASTM A240 ， Промышленные трубопроводные системы водоснабжения часто изготавливаются из нержавеющей стали:
| Оценки | UNS | C | N | Cr | Ni | 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% мес. | 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 | / |
Дуплексная нержавеющая сталь 2205 оказалась отличным выбором. Атомная электростанция Duke Power в Катобе в Южной Каролине - первая атомная электростанция, использующая в своих системах двухфазную нержавеющую сталь 2205 (UNS S32205). Этот сорт содержит примерно 3.2% молибдена и имеет улучшенную коррозионную стойкость и значительно лучшую стойкость к микробной коррозии, чем нержавеющие стали 304L и 316L.
Трубопровод футеровки из углеродистой стали на надземной части системы трубопроводов, по которой подаваемая вода поступает в градирню главного конденсатора, был заменен на трубопровод из дуплексной нержавеющей стали 2205.
Новая замена 2205 Дуплексная труба из нержавеющей стали была установлена в 2002 году. Длина трубы составляет 60 метров, диаметр 76.2 см и 91.4 см, а толщина стенки трубы составляет 0.95 см. Система, указанная в соответствии со стандартом ASME B31.1 Power piping, который является одним из правил управления безопасным использованием трубопроводных систем электростанций и широко используется в мире. После 500 дней эксплуатации система была тщательно проверена. При осмотре не было обнаружено окалины или коррозии. Дуплекс из нержавеющей стали 2205 показал себя очень хорошо. Трубопровод из нержавеющей стали 2205 работает более десяти лет с момента установки. Основываясь на этом опыте, Duke Power использовал 2205 дуплексные трубы из нержавеющей стали в других частях своей системы.
Внутренняя часть трубы 2205 после использования 500 дней.
У проектировщиков систем водоснабжения атомных электростанций появилась еще одна возможность выбора материалов трубопроводов для антикоррозийной охлаждающей воды. Успешное применение дуплексной нержавеющей стали 2205 может снизить затраты на техническое обслуживание, сократить время простоя и обеспечить безопасность эксплуатации атомных электростанций.
