2022:17 Spricktillväxtmätning i tryckkärlsstål med mellanhög svavelhalt och kloridtransienter

SSM perspektiv

Bakgrund

De svenska kokvattenreaktorerna av internpumpstyp körs alla med normal­vattenkemi. I laboratorieförsök har en tydlig känslighet för spännings­korrosion i låglegerat tryckkärlsstål vid normalvattenkemi och förhöjd svavelhalt i materialet eller sulfat/kloridkontamination i vattnet kunnat påvisas. På senare tid har studier visat på förhöjd känslighet för spännings­korrosion redan vid 3 ppb klorid, vilket föranlett sänkning av EPRIs BWR water chemistry guideline level 1 från 5 till 3 ppb klorid. Driftserfarenheterna från reaktordrift indikerar dock inte någon sådan tydlig känslighet för spänningskorrosion i tankstål. Vidare visade en litteratur­genomgång att spricktillväxtdata vid höga spännings­intensitets­faktorer var få, speciellt för tryckkärlsstål med svavelhalter som är relevanta för svenska kokvattenreaktorer.

Syftet med projektet var att studera spännings­korrosions­tillväxt i reaktortank­stål med medelhög svavelhalt i kokvatten­reaktormiljö med normalvattenkemi. Fokus lades på att studera effekten av olika halter klorider, samt kloridspikar vid höga spännings­intensitets­faktorer (K inom intervallet 50-70 MPa√m).

Resultat

Materialet som användes vid provningen var ett tryckkärlsstål av typ ASTM 533 Gr. B Cl. 1 med 0,011 % Svavel, en för svenska förhållanden konservativt hög svavelhalt. Provningen genomfördes i simulerad kokvatten­­reaktormiljö med kloridhalter mellan 0 och 90 ppb. Utifrån resultaten kunde konstateras att materialet uppvisat ett högt motstånd mot spricktillväxt i såväl ren miljö som med klorid­transienter av anläggnings­relevant längd och att dynamisk last är den främsta drivkraften för spricktillväxt. Resultaten i studien stödjer slutsatserna i EPRIs guideline BWRVIP-233 rev.2 avseende tillräckliga marginaler i föreslagna tillväxtkurvor.

Relevans

Resultaten ger ökad insikt i spännings­korrosions­känsligheten hos låglegerat tryckkärlsstål där svavelhalten är relevant för svenska reaktorer. Provningen har genererat kunskap som är viktig vid framtida granskningar och bedömningar av påträffade defekter som är i kontakt eller som kan komma i kontakt med reaktortankstålet.