Undersökning av yttillstånd och stabilitet hos AM 316L

Syfte och mål

Det övergripande syftet med projektet är att bana väg för välinformerad användning av additivt tillverkat (AM) rostfritt stål i små modulära reaktorer (SMR), utan att kompromissa med säkerhetsaspekter, spänningskorrosion (SCC) inkluderat. Lite mer specifikt har projektet följande mål:
- Att förstå mekanismerna för SCC i AM-producerat och efterbehandlat 316L (rostfritt stål) i SMR-relevanta miljöer, och att jämföra detta med konventionellt tillverkad 316L.
- Att förstå hur olika processvägar påverkar SCC i 316L-komponenter

Utmaning

Spänningskorrosion i rostfritt stål är ett känt fenomen som man behöver vara medveten om i kärnkraftsreaktorer. Mikrostruktur och ytegenskaper hos AM-material skiljer sig från konventionellt tillverkade delar och påverkar känsligheten för initiering av SCC.

Lösning

Additiv tillverkning är en ny teknologi, som utpekas som särskilt intressant för små modulära reaktorer. Användningen av AM i SMR öppnar helt nya möjligheter med avseende på komponentdesign, tillverkningsledtider och
tillgänglighet av reservdelar. För säker användning, till exempel SMRer av lättvattenreaktor (LWR) -typ, krävs omfattande verifiering av komponenternas egenskaper.

Upplägg och förväntat resultat

Projektet kommer att innehålla en hel kedja av processer, för att bidra till en fullständig förståelse av SCC-mekanismer till följd av exponering i SMR/LWR-miljö för AM-material. AM 316L-material kommer tillverkas med pulverbäddfusion-laserstråle (PBF-LB) och postprocesser tillämpas (till exempel hot isostatic pressing (HIP)). Dessa kommer att i relevant
SMR/LWR miljö utsättas för SCC-initieringstestning. För att fullt förstå mekanismerna kommer materialet karakteriseras i detalj, med tekniker såsom ljusoptisk mikroskopi (LOM), svepelektronmikroskop (SEM), transmissionselektronmikroskop (TEM) och atomsondstomografi (APT). Samtliga resultat kommer att noggrant analyseras med koppling till teori.