Jännityskorroosio kiehutusvesilaitoksen reaktoripaineastian yhdehitseissä
2.13 MB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset2
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Ydinvoimaloiden pitkät käyttöiät asettavat vaatimuksia niiden rakenteille ja materiaaleille. Viime vuosisadalla rakennetut ydinvoimalaitokset ja niissä käytetyt materiaalit alkavat ikääntyä ja vaurioitua. Odottamattomat viat voivat johtaa pitkäaikaisiin käyttökatkoihin laitoksella. Jännityskorroosio on ympäristön, materiaalin ja jännitysten samanaikaisesta vaikutuksesta aiheutuva materiaalin vaurioitumismekanismi. Se vaurioittaa laitosten rakenteita ja voi aiheuttaa vuotoja. OL1- ja OL2-laitosten reaktoripaineastian yhteiden eripariliitoshitsit ja niiden Inconel 182 -hitsien on havaittu olevan jännityskorroosiolle alttiita kiehutusvesilaitoksen olosuhteissa. Jännityskorroosion syntymekanismia ei vielä tunneta tarkalleen ja yhteet, joissa sitä esiintyy, ovat ahtaissa, korkeasti säteilevissä ja vaikeasti tavoitettavissa paikoissa. Ongelmaa esiintyy myös useilla muilla kiehutus- ja painevesilaitoksilla.
Työn tarkoituksena on esitellä ongelma ja sen taustat sekä tehdä ajankohtaiskatsaus siitä, mitä yhteiden eripariliitoshitsien Inconel 182 -materiaalin jännityskorroosion synnystä, etenemisestä ja mitigaatiomenetelmistä jo tiedetään tähän mennessä. Työ on kooste yhteiden jännityskorroosioilmiöstä, jonka tarkoituksena on tuoda näkyvyyttä olemassa olevalle riskille, jotta Teollisuuden Voima Oyj:llä on valmius toimia asian tiimoilta. Teollisuuden Voima Oyj:n ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n laatimista asiakirjoista tehdään kirjallisuuskatsaus ja asiakirjat koostetaan taulukkoon. Taulukko tekee yrityksen aiheeseen liittyvästä sisäisestä tiedonhallinnasta helpompaa. Kirjallisuuskatsaukseen sisällytetään myös julkisesti saatavilla olevia lähteitä.
Jännityskorroosiota ei esiinny, jos jännityskorroosiolle altis materiaali, sille altistava ympäristö tai sille altistavat jännitykset poistetaan. Työssä käsitellään keinoja, joilla säröjen syntyminen ja eteneminen voidaan estää tai hidastaa. Merkittäviä tekijöitä, jotka saavat säröilyn käynnistymään tai sen etenemisen kiihtymään voivat olla muun muassa hitsauksesta jääneet jäännösjännitykset, reaktoriveden epäpuhtaudet sekä materiaalien sähkökemiallinen potentiaali kyseisessä ympäristössä. Joskus taas vika saattaa aiheutua valmistusvirheistä yhteessä tai sattumasta, joka aiheuttaa yhteeseen kuormituksia. Juurisyyn määrittäminen on haastavaa, koska kaikkien yhteeseen vaikuttaneiden kuormitusten ja niiden merkittävyyden selvittäminen sen koko elinkaaren ajalta on mahdotonta. Työssä hitsausjäännösjännitysten todistettiin lujuuslaskelmien avulla olevan merkittävässä asemassa jännityskorroosion muodostumisessa. Särön kasvun seuraaminen on myös haastavaa, koska yhteiden ainetta rikkomattomista tarkastuksissa havaitut indikaatiot eivät aina vastaa todellista särökokoa, jolloin putki voi päästä vioittumaan yllättäen.
Jännityskorroosion mitigoimiseksi on kuitenkin monia eri menetelmiä, joita voidaan hyödyntää samanaikaisesti ilmiön torjumiseksi. Tiedostamalla mahdollisuus ongelmaan ja varautumalla siihen voidaan välttyä turvallisuusriskeiltä, pitkiltä laitoksen käyttökatkoilta ja suurilta taloudellisilta tappioilta tai vähintään pienentää riskiä merkittävästi.