تُعدّ الطاقة النووية مصدراً آمناً ونظيفاً واقتصادياً وموثوقاً للطاقة. ولا يقتصر استبدال بعض محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري بالطاقة النووية على الحفاظ على الوقود الأحفوري للاستخدام طويل الأمد، وبالتالي حماية البيئة، بل يساهم أيضاً في خفض تكاليف نقل الوقود. وهذا أمر بالغ الأهمية لتنفيذ استراتيجيات التنمية المستدامة.
تُستخدم مواد سبائك النيكل عالية الحرارة في مجال الطاقة النووية منذ فترة طويلة. وتُستخدم بشكل أساسي كأنابيب لنقل الحرارة، وإطارات للمكونات، ونوابض ضغط في مولدات البخار في مفاعلات الماء المضغوط، بالإضافة إلى مكونات أنابيب نقل الحرارة في المسخنات الفائقة والمسخنات المعاد تسخينها في المفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية وبعض المفاعلات السريعة.
مواد حلقة المفاعل
تُعد أنابيب الحلقة في مفاعل الماء المضغوط (الطاقة) هي القناة التي تحافظ على سائل التبريد وتتحكم فيهالدورة الدموية.
تتمثل وظيفتها الأساسية في احتواء سائل التبريد ذي درجة الحرارة العالية والضغط العالي والإشعاع العالي، مما يضمن
سلامة المفاعل وتشغيله الطبيعي.
يجب أن تتمتع المواد المستخدمة في أنابيب الحلقة بالخصائص التالية: مقاومة عالية للإجهاد
التآكل، والتآكل بين الحبيبات، والتآكل المنتظم؛ بنية مصفوفة مستقرة مع شوائب قليلة؛ كافية
قوة، وليونة، ومقاومة حرارية؛ خصائص صب ولحام جيدة؛ عمليات إنتاج ناضجة؛ منخفض
التكلفة؛ والخبرة السابقة في تطبيقات مماثلة.
إنكولوي 800H (الأمم المتحدة N08810)
يوفر إنكولوي 800H أداءً ممتازًا في درجات الحرارة العالية، ومقاومة للزحف، وقابلية شاملة للحام.
يُستخدم على نطاق واسع في زعانف التبادل الحراري، والأقواس، والتجهيزات في معدات التبادل الحراري؛ والتوربينات البخارية.
والمشغولات المطروقة في صناعة الطاقة النووية؛ ومعدات الهدرجة الباردة للسيليكون متعدد البلورات للطاقة الشمسية
النباتات.
مواد مولد البخار للمفاعل السريع
مولد البخار في المفاعل السريع عبارة عن مبادل حراري من الصوديوم والماء، يتكون من عنصرين: مولد البخار ومسخن فائق. ولأن أنابيب المسخن الفائق مملوءة بالكامل بالبخار، فهي أقل عرضة للتآكل الناتج عن الإجهاد، مما يسمح باستخدام نطاق أوسع من المواد مقارنةً بأنابيب مولد البخار. عندما تتجاوز درجة حرارة التسخين الفائق للبخار 490 درجة مئوية، يُستخدم غالبًا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو سبائك النيكل، مثل 316 أو 304 أو إنكونيل 600.
أنا
كونيل 600 (الأمم المتحدة N06600)
تتميز هذه السبيكة المصنوعة من النيكل والكروم بمقاومتها للتآكل الناتج عن الأكسدة في درجات الحرارة العالية، والتآكل الناتج عن الإجهاد الأيوني للكلوريد.
يُسبب التشقق والتآكل في الماء عالي النقاء، والتآكل في القلويات المحتوية على الكبريت. ويمكن استخدامه في
يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1093 درجة مئوية. ويستخدم على نطاق واسع في السخانات، والمبادلات الحرارية، والمبخرات، وأجهزة التقطير، وغيرها.
المعدات في صناعات الطاقة النووية والبتروكيماويات والمعالجة الحرارية.
مواد مولدات البخار للمفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية
تُصنع مولدات البخار في المفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز من حزمة أنابيب حلزونية، مثبتة داخل وعاء ضغط خرساني مسبق الإجهاد. يعمل كل من المُسخِّن المُعاد تسخينه والمُسخِّن الفائق عند درجات حرارة أعلى، لذا تُصنع أنابيب نقل الحرارة من سبيكة إنكونيل 690. أما مولد البخار والمُقتصد فيعملان عند درجات حرارة أقل (450-340 درجة مئوية)، لذا يُستخدم عادةً فولاذ 2.25Cr-1Mo لأنابيب نقل الحرارة. لا يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مناسبًا نظرًا لميله للتآكل الإجهادي.
إنكونيل 690 (الأمم المتحدة N06690)
توفر سبيكة إنكونيل 690 مقاومة ممتازة للتآكل بين الحبيبات والتآكل الناتج عن الإجهاد بين الحبيبات
التصدع. يُستخدم بشكل أساسي في أنابيب نقل الحرارة في مولدات البخار المستخدمة في مفاعلات الماء المضغوط
(محطات الطاقة النووية التي تعمل بمفاعلات الماء المضغوط (الطاقة). منذ بدء استخدامها في التسعينيات، لم ترد أي تقارير عن حدوث أضرار.
لسبائك إنكونيل 690 المستخدمة في أنابيب نقل الحرارة لمولدات البخار الطاقة.
مواد شبكة التباعد
كانت شبكات التباعد تُصنع في الأصل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، ولكنها تُصنع الآن بشكل أساسي من سبائك النيكل أو سبائك الزركونيوم. تُعد سبائك النيكل عالية الحرارة الأكثر شيوعًا من بين المواد الثلاث المذكورة أعلاه نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل، وقوة خضوعها العالية، وقوة شدها، وقوة تحملها، بالإضافة إلى خصائص تصنيعها الجيدة. تشمل سبائك درجات الحرارة العالية المستخدمة في الشبكات: إنكونيل 718، وإنكونيل 625، وإنكونيل X-750.
إنكونيل 718 (الأمم المتحدة N07718 / GH4169)
إنكونيل 718 عبارة عن سبيكة من النيكل والحديد والكروم مُقسّاة بالترسيب، تتميز بقوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة و
مقاومة ممتازة للزحف. يُستخدم بشكل أساسي في صناعة الطيران والفضاء، وتوربينات الغاز، والطاقة النووية. ويمكن استخدامه لـ
تصنيع شفرات توربينات محركات الطائرات، وريش التوجيه، وأقراص التوربينات، وبطانات غرف الاحتراق، والضواغط.
