Металлические трубы играют ключевую роль в транспортировке водяного теплоносителя к парогенераторам на атомных электростанциях. Но по причинам, которые остаются неуловимыми, в этом применении сплав 600, высокопрочный сплав на основе никеля, широко используемый и считающийся надежным в других ситуациях с высокими эксплуатационными характеристиками, подвержен дорогостоящим отказам, вызванным межкристаллитным коррозионным растрескиванием под напряжением.
Команда исследователей углубилась в эту давнюю техническую проблему, используя метод дифракции рентгеновских лучей для измерения структурных изменений в микроскопических областях на металлических трубках, которые они описывают в статье в журнале CORROSION.
«Разрушениям сплава 600 предшествуют механические деформации, но локализация этого типа деформации часто представляет собой крошечную область шириной всего несколько микрон, которая была механически повреждена физическим процессом, таким как микроцарапина, или химическим процессом, например, быстрым местная коррозия », – объясняет Стюарт Макинтайр, соавтор статьи и заслуженный профессор кафедры химии Университета Западного Онтарио в Лондоне, Канада.
По словам Макинтайра, важно «идентифицировать очень крошечные области на образцах, которые подвергаются локальным растягивающим напряжениям, потому что эти напряжения могут разрывать материал на границе между двумя металлическими зернами».
Чтобы сосредоточить внимание на этих областях под локальными растягивающими напряжениями, Макинтайр и его коллеги обратились к очень маленькому и когерентному рентгеновскому лучу, который производят в синхротронах, таких как усовершенствованный источник света в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.
«С такими установками мы можем« нанести на карту »расположение деформаций, чтобы определить, может ли их направление привести к распространению трещин в будущем», – говорит Макинтайр.
Следующий? Исследователи планируют изучить влияние внешних напряжений разной величины, воздействующих на трубы котла из сплава 600, а также его новую замену, сплав 690.