Nükleer santral soğutma suyu sistemlerinde neden duplex paslanmaz çelik kullanılıyor?
Temiz bir enerji kaynağı olarak nükleer enerji, dünya çapında karbon emisyonlarının azaltılmasına büyük katkı sağlıyor. Soğutma suyu boru sistemi, nükleer enerji santralinin güvenli çalışmasının anahtarıdır. Çeşitli çap ve boyutlarda binlerce fitlik borudan oluşur. Tesis ekipmanlarının soğutulması için güvenilir bir su kaynağı sağlar. Emniyetli olmayan boru sistemi tesisi soğutmak için yeterli soğutma suyu sağlamalı, emniyet sistemi ise reaktörü kontrol altına almak ve acil bir durumda onu güvenli bir şekilde kapatmak için yeterli soğutma suyu sağlamalıdır.
Bu boru malzemeleri, ekipmanın kullanım ömrü boyunca soğutma suyu korozyonuna karşı dayanıklı olmalıdır. Tesisin konumuna bağlı olarak soğutma suyunun türü nispeten temiz tatlı sudan kirli deniz suyuna kadar değişebilir. Deneyimler, sistemler yaşlandıkça çeşitli korozyon sorunlarının ve değişen derecelerde korozyonun meydana gelebileceğini, bunun da sisteme zarar verebileceğini ve sistemin gerekli soğutma suyunu sağlamasını engelleyebileceğini göstermiştir.
Soğutma suyu borularıyla ilgili sorunlar genellikle malzemeleri ve bunların soğutma suyuyla etkileşimlerini içerir. Kirlenmeden (tıkanma) kaynaklanan sızıntı ve sistemin korozyonu, çökelti birikimi, Deniz biyolojik kirlenmesi (biyolojik kirlenme), korozyon ürünlerinin birikmesi ve yabancı maddelerin tıkanması dahil olmak üzere en yaygın sorunlardır. Sızıntıya genellikle sudaki bazı mikroorganizmaların neden olduğu çok aşındırıcı korozyon olan mikrobiyal korozyon (MIC) neden olur. Bu korozyon şekli sıklıkla karbon çeliği ve düşük alaşımlı paslanmaz çelikte meydana gelir.
Paslanmaz çelik uzun süredir yeni su temini boru sistemleri inşa etmek ve mevcut karbon çeliği sistemleri onarmak veya değiştirmek için uygun bir seçenek olarak görülüyor. Boru yükseltme çözümlerinde yaygın olarak kullanılan paslanmaz çelik 304L, 316L veya 6%-Mo paslanmaz çeliktir. 316L ve 6% Mo paslanmaz çelik arasında performans ve fiyat açısından büyük farklar vardır. Soğutma ortamı son derece aşındırıcı ve mikrobiyal korozyon riski taşıyan işlenmemiş su ise 304L ve 316L uygun seçim değildir. Sonuç olarak, nükleer santraller 6%-Mo paslanmaz çeliğe geçmek veya karbon çeliği sistemlerinin yüksek bakım maliyetlerini kabul etmek zorunda kaldı. Bazı nükleer santraller, başlangıç maliyetlerinin düşük olması nedeniyle hala karbon çeliği kaplama boruları kullanıyor. ASTM A240'a göre Endüstriyel su temini boru sistemleri genellikle aşağıdaki paslanmaz çelikten yapılır:
| Notlar | BM | C | N | CR | Ni | Ay | 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 | / |
2205 dubleks paslanmaz çeliğin mükemmel bir seçim olduğu kanıtlandı. Duke Power'ın Güney Carolina'daki Catawba nükleer santrali, sistemlerinde 2205 (UNS S32205) çift fazlı paslanmaz çelik kullanan ilk nükleer enerji santralidir. Bu kalite yaklaşık 3.2% molibden içerir ve 304L ve 316L paslanmaz çeliklere göre geliştirilmiş korozyon direncine ve önemli ölçüde daha iyi mikrobiyal korozyon direncine sahiptir.
Besleme suyunu ana kondenserin soğutma kulesine ileten boru sisteminin yer üstü kısmındaki karbon çelik kaplama borular, 2205 dubleks paslanmaz çelik borularla değiştirildi.
Yeni yedek 2205 2002 yılında dubleks paslanmaz çelik boru montajı yapılmıştır. Boru 60 metre uzunluğunda, 76,2 cm ve 91,4 cm çapında olup borunun et kalınlığı 0,95 cm'dir. Enerji santrali borulama sistemlerinin güvenli kullanımına yönelik yönetim kodlarından biri olan ve dünyada yaygın olarak kullanılan ASME B31.1 Güç boruları'na uygun olarak belirlenmiş sistem. 500 günlük hizmetin ardından sistem kapsamlı bir şekilde denetlendi. Muayene sırasında herhangi bir kireçlenme veya korozyon bulunmadı. 2205 dubleks paslanmaz çelik çok iyi performans gösterdi. 2205 paslanmaz çelik borular kurulumundan bu yana on yılı aşkın bir süredir iyi performans göstermektedir. Bu deneyime dayanarak Duke Power şunu kullandı: 2205 dubleks paslanmaz çelik borular sisteminin diğer kısımlarında.
500 günlük kullanımdan sonra 2205 borunun içi.
Nükleer santral su sistemi tasarımcılarının, korozyona dayanıklı soğutma suyu için boru malzemeleri seçme konusunda artık bir seçeneği daha var. 2205 dubleks paslanmaz çeliğin başarılı bir şekilde uygulanması, bakım maliyetlerini azaltabilir, arıza sürelerini azaltabilir ve nükleer santrallerin işletme güvenliğini sağlayabilir.
