등급 식별 및 표준 기준
A381108은 이 사이트에서 증기 발생기 및 1차{3}}회로 부품에 대한 원자력 규정 요구 사항에 공급되는 니켈{1}}크롬-철 합금 파이프에 사용되는 명칭으로, 재료는 NC30Fe로 기록됩니다. ASTM 및 ASME 시스템에서 동일한 계열은 니켈-크롬-철 합금 690, UNS N06690이며, 이음매 없는 용접 니켈-크롬-철 합금 튜브에 대한 제품 사양과 로드 및 바에 대한 일치 사양이 적용됩니다.
합금에는 명목상 니켈 60%, 크롬 30%, 철 함량이 조절되어 있습니다. 이러한 높은 크롬 수준은 고온수에서 응력 부식 균열과 부식성 및 산화 환경에서의 공격에 대한 저항성의 원천이며, 이는 핵 증기 발생기 배관 및 1차 회로 관통부에서 높은-크롬 니켈 합금이 낮은-크롬 등급을 대체하는 이유입니다. 이 등급은 이음매 없는 튜브, 용접된 튜브 및 바로 공급되며 온도에서 긴 설계 수명과 매우 낮은 균열 확률이 결합되어야 하는 곳에 사용됩니다.
화학 성분
| 요소 | 요구 사항, % |
|---|---|
| 니켈, 최소 | 58.00 |
| 크롬 | 27.00 - 31.00 |
| 철 | 7.00 - 11.00 |
| 탄소, 최대 | 0.05 |
| 망간, 최대 | 0.50 |
| 실리콘, 최대 | 0.50 |
| 구리, 최대 | 0.50 |
| 유황, 최대 | 0.015 |
크롬 범위는 의도적으로 좁습니다. 크롬 수준이 높을 때와 낮을 때 모두 온도에서 장기간 노출되는 동안 합금의 석출 거동을 변화시키기 때문입니다. 탄소와 황은 낮게 유지되어 사용 시 연성을 감소시키는 결정립계 석출물의 형성을 제한합니다. 원자력 구매 사양에는 잔류 원소 제어가 추가되어 있으며 완제품에 적용되는 용융 관행 및 열처리에 대한 문서와 함께 모든 열에 대해 보고되는 화학 분석이 필요합니다.
기계적 특성 및 고온-거동
| 특성, 단련된 상태 | 요구 사항 |
|---|---|
| 인장 강도, 최소 | 586MPa |
| 항복 강도, 최소 | 241MPa |
| 신장, 최소 | 30 % |
| 일반적인 서비스 범위 | 설계 코드에 따라 최대 약 섭씨 700도까지 높은{0}}온도 서비스 제공 |
이 합금은 증기 발생기 및 1차 회로 부품이 작동하는 범위에서 우수한 크리프 및 응력 파열 강도를 가지며, 온도에 장기간 노출된 후에도 유용한 연성을 유지합니다. 열팽창은 오스테나이트계 스테인리스 강의 열팽창보다 낮기 때문에 서로 다른 재료 사이의 전환 접합부에서 열피로 패널티가 줄어듭니다. 완제품에 대해 인장 및 경도 테스트를 수행하고 그 결과를 히트별, 로트별로 보고합니다.
부식 저항 및 원자력 서비스 동작
세 가지 특성이 이 합금을 선택하는 데 영향을 미칩니다. 첫째, 고온-물에서 응력 부식 균열에 대한 저항성: 고니켈과 고크롬의 조합은 저크롬 합금에서 형성된 것보다 훨씬 더 안정적인 표면 산화물을 생성합니다. 둘째, 합금이 스테인리스강을 쉽게 깨뜨리는 농축된 알칼리 조건을 견디는 부식성 환경에 대한 저항성입니다. 셋째, 산화 조건 및 입계 공격에 대한 저항성은 황산제2철 및 황산 용액을 사용하여 니켈{5}}크롬-철 합금에 적용되는 부식 테스트를 통해 검증됩니다.
이 재료는 안전 관련 시스템에 사용되기 때문에 마감된 표면과 모든 용접의 품질은 외관상의 문제가 아닌 부식 변수로 처리됩니다. 내장된 철, 열 착색, 연삭 흔적 및 불완전한 세척은 모두 공격을 시작할 수 있는 국지적 화학 물질을 생성하므로 이 합금의 제조 절차에는 툴링, 세척 및 표면 복원에 대한 명시적인 제어가 포함됩니다. 일반적으로 전달된 부품의 부식 성능을 해당 부품을 생산한 공정 단계까지 추적할 수 있도록 전체 제조 경로에 대한 문서화가 필요합니다.
용접, 열처리 및 검사
용접은 니켈-크롬-철 용가재와 가스 텅스텐 아크 용접을 통해 수행되며, 용접 금속 구성이 사양 내에 유지되도록 제어된 열 입력 및 희석을 사용합니다. 예열은 필요하지 않으며 용접 후 열처리는 일반적으로 적용되지 않습니다. 그 이유는 합금이 용체화-어닐링 조건에서 사용되도록 설계되고 재가열로 인해 결정립계 상이 석출될 수 있기 때문입니다. 공장 제품을 용체화 어닐링하는 경우 제어된 분위기에서 처리를 수행한 후 급속 담금질을 수행하고 경도 및 기계적 테스트 결과를 열처리 기록과 함께 보고합니다.
검사에는 일반적으로 치수 확인, 튜브의 수압 테스트, 와전류 또는 초음파 검사, 용접 이음새의 방사선 검사, 마감 표면의 염료 침투 검사 및 각 구성 요소의 확실한 재료 식별이 포함됩니다. 특히 증기 발생기 튜브의 경우 치수 공차, 표면 마감 및 와전류 테스트 결과가 합격을 결정하는 측정값입니다.
응용
가압수형 원자로의 증기 발생기 배관
1차 회로 관통부, 노즐 및 안전한 끝부분
가압기 히터 덮개 및 용기 내부
제어봉 구동기구 부품
원자력 부문 외부의 고온-화학 공정 장비 및 노 내부
FAQ
Q: NC30Fe는 무엇을 의미하나요?
이는 이 니켈-크롬-철 합금에 대한 핵 코드 지정으로, 약 30% 크롬과 제어된 철 함량을 포함하고 합금 690 계열 UNS N06690에 해당하는 니켈-기본 재료를 나타냅니다.
Q: 증기발생기에서 스테인리스강 대신 이 합금을 사용하는 이유는 무엇입니까?
높은 크롬 함량은 고온수에서의 응력 부식 균열과 부식성 공격에 대한 저항력을 현저히 향상시킵니다. 이는 수십 년 동안 누출을 방지해야 하는 부품에 필수적입니다.
Q: 합금에 용접 후 열처리가 필요한가요?-
아니요. 용체화- 어닐링 조건에서 사용되며, 용접 후 열처리보다는 제어된 입열량과 올바른 용가재 선택을 기준으로 용접 절차가 인증되었습니다.
Q: 내식성은 어떻게 입증되나요?
열에 대한 엄격한 화학적 제어, 완제품 또는 용접 영역에 대한 황산 제2철 및 황산 용액의 부식 테스트, 제조 중 문서화된 청결 및 표면 컨디셔닝을 통해 이루어집니다.
Q: 자성 물질인가요?
이는 자기 투자율이 매우 낮은 니켈{0}계 오스테나이트 합금으로, 이는 부품 주위에 자성 공구 및 기구가 사용되는 응용 분야에 중요합니다.
Q: 용접 품질은 어떻게 관리됩니까?
일치하는 용가재를 사용한 절차 적격성 평가, 열 입력 및 희석 제어, 구매 주문서에 지시된 대로 방사선 촬영, 와전류 또는 염료 침투 방법에 의한 검사를 통해 이루어집니다.
