15H2MFA reaktor tartályacél mikroszerkezetének vizsgálata

Pintérné Csordás Anna¹, Horváth Lászlóné¹, Gillemot László² és Uri Gábor¹

¹KFKI Atomenergia Kutató Intézet, Budapest

²ABB Power Generation Kft., Budapest

Az atomreaktorokban használt szerkezeti anyagok élettartamának meghatározásához és menedzseléséhez rendkívül fontos a reaktor tartályacél öregedésének tanulmányozása. Az öregedés nagyon bonyolult, mivel a termikus és a sugárzás által okozott folyamatok egyidejűleg és egymással kölcsönhatásban játszódnak le.

A reaktor tartályacélok öregedését számos tényező befolyásolja többek között nemfémes szennyezők, mint például a kén és a foszfor jelenléte.

Vizsgálataink célja az volt, hogy kimutassuk és összehasonlítsuk a 15H2MFA acél alapanyagában és az öregített acélban lévő nemfémes szennyezőket tartalmazó kiválásokat. Az összehasonlításhoz főként mikroszerkezet vizsgálati módszereket használtunk, de megvizsgáltuk a fenti anyagok mechanikai tulajdonságait is.

A 15H2MFA alapanyagot és a tartályoknál használt hegesztési varratot Oroszországban az Izhora Üzemben gyártották. Ezek az anyagok az orosz WWER-440 RPV típusú reaktor tartályacél anyagának követelményeit elégíti ki. A termikus öregedést 350°C-on
2500 órán át tartó hőkezelésssel való szimuláltuk. A mikroszerkezet vizsgálatát PC-vel felszerelt optikai mikroszkóppal végeztük. A pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) és energiadiszperzív mikroanalízis (EDS) vizsgálatok új vonása az, hogy a vizsgálatokat a képlékeny-szívós átmeneti hőmérséklet alatt és felett eltört Charpy-féle töretfelületeken végeztük el. Az ilyen típusú töretek kiválóan alkalmasak a SEM-mel felbontható kiválások megfigyelésére és analizálására.

Az alapanyag és az öregített acél szívós töreteinek mikroüregeiben általában gömb alakú kiválásokat mutattunk ki. Ezek a kiválások részben Mn-szulfidok, részben egyéb, nemfémes - pl. S, Cl, Si, kevés K, Ca és egyes esetekben P - elemeket tartalmazó szemcsék. A rideg töretek kiválásai gyakran lemezes alakúak, de gömb és szabálytalan forma is előfordul. Kémiai összetételük hasonló a rideg töretekben talált kiválásokhoz. Gyakran mutattunk ki nemfémes elemeket a képlékeny és a rideg töret közötti átmeneteknél is.

A hegesztési varratok alapanyagában és az öregített hegesztési varratokban gyakran mutattunk ki gömb alakú Mn, Si és Ti tartalmú kiválásokat. Úgy tűnik, hogy a kiválások száma kismértékben csökkent a termikus öregítés után.

Mind az alapanyag, mind a hegesztési varrat szilárdsága kissé növekedett a 350°C-os termikus öregítés hatására, ugyanakkor nyúlásuk csökkent.

VISSZA