ABM ALLMÄNNA BESTÄMMELSER

Transkript

1 ABM ALLMÄNNA BESTÄMMELSER FÖR MEKANISKA ANORDNINGAR Utgåva: 4 Detta dokument är gemensamt framtaget av de svenska kärnkraftsföretagen. All uppdatering skall ske i samråd dem emellan. Godkänd Barsebäcksverket PER-GUNNAR CEDER Oskarshamnsverket BJÖRN GUSTAFSSON Forsmarksverket TOMAS SMED Ringhalsverket JAN EDBERG

2 ABM 2(53) Innehållsförteckning REVISIONSFÖRTECKNING - ABM TILLÄMPNINGSOMRÅDE OCH DEFINITIONER INLEDNING SYFTE OCH ANVÄNDNING GILTIGHETSOMRÅDE Juridiska begrepp Indelning i säkerhets- och kvalitetsklass Indelning i kontrollgrupper Indelning i objektgrupper Tillämpningsområde DEFINITIONER FÖRKORTNINGAR GRUNDLÄGGANDE VILLKOR FÖR ANVÄNDNING, DRIFTBEGRÄNSNINGAR, ÅTGÄRDER VID SKADA M.M VILLKOR FÖR ANVÄNDNING AV MEKANISKA ANORDNINGAR TILLÅTNA TRYCK OCH TEMPERATURER I TRYCKBÄRANDE ANORDNINGAR Tillåtna tryck och temperaturer i systemdelar ej tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär Tillåtna tryck och temperaturer för reaktortryckkärl Bestämning av tryck- och temperaturgränser för reaktortryckkärlet (HTG) HTG för reaktortryckkärlet med avseende på temperaturändringshastigheten Tillåtna tryck och temperaturer för rörsystem tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär (RCPB) Konsekvens vid överskridande av HTG UPPFÖLJNING OCH RAPPORTERING AV TRANSIENTA BELASTNINGAR Förutsättningar Bokföring av inträffade signifikanta, avvikande drifthändelser Bedömning av signifikanta, avvikande drifthändelser Sammanställning och redovisning Dokumentation HANTERING AV STORA BELASTNINGAR Stora belastningsvariationen - Definition Stora belastningsvariationer - åtgärder UTREDNING, BEDÖMNING OCH RAPPORTERING AV SKADOR Skador av ej ringa betydelse för säkerheten Tillräckliga säkerhetsmarginaler Skadetålighetsanalys Rapportering, redovisning ANLÄGGNINGENS SÄKERHETSORGANISATION AVSEENDE MEKANISKA ANORDNINGAR Allmänt Säkerhetsfunktionens uppgifter Säkerhetsfunktionens kompetens Säkerhetsgranskning MILJÖ OCH MILJÖPÅVERKAN BAKGRUND OCH SYFTE MILJÖPÅVERKAD DEGRADERING AV KONSTRUKTIONSMATERIAL Allmän korrosion Allmän korrosionsangrepp på PWR ånggeneratortuber ("Wastage") IGSCC - Interkristallin spänningskorrosion TGSCC - Transkristallin spänningskorrosion IASCC - Bestrålningsinducerad spänningskorrosion IGSCC/IGA i PWR ånggeneratorer Punktangrepp i PWR ånggeneratorer (Pitting) PWSCC Denting i PWR ånggeneratorer...26

3 ABM 3(53) Korrosionsutmattning Erosionskorrosion Miljö Flödeshastighet Material EFFEKTER AV KEMIPARAMETRAR I BWR Konduktivitet Sulfat Klorid Fluorid Kromat Kisel Syre, väteperoxid Korrosionspotential i BWR EFFEKTER AV KEMIPARAMETRAR I PWR Löst syre Löst väte Klorid Fluorid Sulfat/svavelföreningar Litium/pH ph Löst syre Natrium Klorid Sulfat ph Korrosionsprodukter/metaller KEMISK RENGÖRING/DEKONTAMINERING RENHETSKRAV VID SERVICE, REPARATIONS- OCH MODIFIERINGSARBETEN Allmänt Renhetskrav Reaktorhallsstandard Renhetsspecifikationer Rostfria rör, tankar och bassänger för rent systemvatten invändigt Rostfria tankar invändigt Kolstålssystem invändigt Gummerade tankar för totalavsaltat vatten Sköljning tryckprovning Krav på sköljning Förenklad sköljning Krav på sköljvatten KEMIPROGRAM Yttre miljö Utformning av kemiprogrammet KVALITETSSÄKRINGSPROGRAM FÖR UPPFÖLJNING AV MILJÖ Utrustning Kemimanual Dokumentation och utvärdering UPPDATERING SPRICKTILLVÄXT OCH SKADEUTVECKLING I REAKTORMILJÖ BERÄKNINGSDATA VID BEDÖMNING AV SKADOR OCH SKADETÅLIGHET TILLVÄXT AV IGSCC I REAKTORMILJÖ Tillväxt i ren reaktormiljö Tillväxt i BWR-miljö med föroreningar Tillväxthastigheter vid varierande driftmiljöer i BWR UTMATTNINGSTILLVÄXT I REAKTORMILJÖ BEDÖMNING AV EROSIONSKORRISION BEDÖMNING AV SKADOR OCH SKADETÅLIGHET INLEDNING...46

4 ABM 4(53) 5.2 KRAV FÖR FORTSATT DRIFT KLARLÄGGANDE AV SKADEORSAK RIKTLINJER FÖR BEDÖMNING AV SKADOR OCH SKADETÅLIGHET Förutsättningar Bedömning av acceptabla sprickstorlekar Tillväxt med avseende på lågcykelutmattning och spänningskorrosion Högcykelutmattning Erosionskorrosionsskador Skador i ånggeneratortuber BESTÄMMELSER OM KONTROLL AV ÖVERENSSTÄMMELSE OCH ÅRLIG RAPPORTERING BAKGRUND TILLÄMPNINGSOMRÅDE ÅRLIG RAPPORTERING KRAV FÖR INTYG OM ÖVERENSSTÄMMELSE ÖVRIGA BESTÄMMELSER AVVIKELSER OCH ÖVERGÅNGSBESTÄMMELSER REFERENSER...53 Bilaga 1 Rapportering och utredning av skador skadedatabas Bilaga 2 Kontroll av överensstämmelse enligt SKIFS 2000:2, 5 kap, 1 Bilaga 3 Kontroll av överensstämmelse enligt SKIFS 2000:2, 5 kap, 2 Bilaga 4 Årlig rapportering - Innehåll Bilaga 5 Renhetskrav vid service och reparationsarbeten Bilaga 6 Definitioner Bilaga 7A Materialdatahandboken MD-01 rev. 3 Spänningskorrosionstillväxt BWR-miljö Bilaga 7B DNVs granskning av MD-01 rev. 3 Bilaga 8A Spricktillväxtlag för alloy 182 i PWR-miljö Bilaga 8B DNVs granskning av Spricktillväxtlag för alloy 182 i PWR-miljö Bilaga 9A Materialdatabok - etapp 2 (MD - 02) Bilaga 9B Tillägg till Kraftbolagens Materialdatabok - Etapp 2 (MD-02)

5 ABM 5(53) REVISIONSFÖRTECKNING - ABM 4 Genomgripande uppdatering på grund av Statens kärnkraftinspektions föreskrifter om ändring i kärnkraftinspektionens föreskrifter,skifs 2000:2 samt samt synpunkter och erfarenheter från tillståndshavarna. Utgåva Ändringsorsak Berörda sidor 2 Uppdatering på grund av nytillkomna föreskrifter SKIFS 1995:1 och SKIFS 1996:1 samt synpunkter från tillståndshavarna och SAQ Kontroll AB Kärntekniks granskning av utgåva 1 3 Uppdatering på grund av nya erfarenheter och synpunkter Se marke- från tillståndshavarna ring i marginalen Till stora delar helt omarbetad Datum

6 ABM Kapitel 1 6(53) 1 TILLÄMPNINGSOMRÅDE OCH DEFINITIONER 1.1 Inledning Med anledning av vunna erfarenheter vid tillämpningen av Statens Kärnkraftinspektions, SKI, föreskrifter om mekaniska anordningar i kärntekniska anläggningar, SKIFS 1994:1, SKIFS 1995:1 och SKIFS 1996:1 samt behovet av anpassning till den nya föreskriften SKIFS 2000:2 har föreliggande tillämpningsdokument ABM, Allmänna bestämmelser för Mekaniska anordningar, uppdaterats till utgåva 4. Til1sammans utgör ABM, TBM, KBM, PBM och TBY kärnkraftföretagens gemensamma uttolkning för att uppfylla kraven i Statens Kärnkraftinspektions föreskrifter SKIFS 2000:2 samt däri hänvisade krav i SKIFS 1998:1 kraven i den av Arbetarskyddsstyrelsen utgivna föreskriften AFS 1999:6 tillståndshavarnas egna krav den omfattning och inriktning på provning, kontroll och redovisning tillståndshavarna anser krävs för att ackrediterat kontrollorgan skall kunna intyga överensstämmelse med kraven i SKIFS 2000:2 1.2 Syfte och användning Dessa allmänna bestämmelser, ABM, avser att klarställa och uttolka krav i SKIFS 2000:2 kapitlen 1, 2, 5 och 6. ABM kapitel 1 svarar mot SKIFS 1 kap Tillämpningsområde och definitioner ABM kapitel 2 svarar mot SKIFS 2 kap 1, 2, 3 Grundläggande bestämmelser (Villkor för användning och Driftbegränsningar) ABM kapitel 3 svarar mot SKIFS 2 kap 4 Grundläggande bestämmelser (Driftbegränsningar/Inre och yttre miljö) ABM kapitel 4 svarar mot SKIFS 2 kap 5, 6 Grundläggande bestämmelser (Åtgärder vid skada) ABM kapitel 5 svarar mot SKIFS 2 kap 5, 6 Grundläggande bestämmelser (Åtgärder vid skada) ABM kapitel 6 svarar mot SKIFS 5 kap Bestämmelser om kontroll av överensstämmelse och årlig rapportering ABM kapitel 7 svarar mot SKIFS 6 kap Undantag

7 ABM Kapitel 1 7(53) Bestämmelser om återkommande kontroll enligt SKIFS 2000:2 3 kap beaktas i: PBM1 - Provningsbestämmelser för mekaniska anordningar PBM2 Kvalificeringsordning för kvalificering av OFP-system i Sverige Bestämmelser om reparationer, utbyten, om- och tillbyggnader enligt SKIFS 2000:2 4 kap beaktas i: TBM Tekniska bestämmelser för mekaniska anordningar KBM Kvalitetsbestämmelser för mekaniska anordningar TBY Tekniska bestämmelser för ytskydd Bestämmelserna skall användas som generella riktlinjer för att uppfylla kraven i SKIFS 2000:2 vid konstruktion tillverkning installation återkommande kontroll av mekaniska anordningar i kärntekniska anläggningar.

8 ABM Kapitel 1 8(53) 1.3 Giltighetsområde Dokumentet skall tillämpas för Ringhals 1-4, Barsebäck 1-2, Oskarshamn 1-3 med CLAB samt Forsmark Juridiska begrepp Lag KTL, kärntekniklagen Lagen har utfärdats av riksdagen. Gällande utgåva 1984:3 (omtryckt 1992:1536) Förordning Förordningen om kärnteknisk verksamhet Förordningen har utfärdats av regeringen. Gällande utgåva 1984:14 med bilaga 1993:142. Föreskrift SKIFS 2000:2 OCH SKIFS 1998:1 Innehåller direktiv som skall uppfyllas av tillståndshavaren Allmänna råd SKIFS 2000:2 och SKIFS 1998:1 gula sidorna Visar hur uppgifter kan lösas och vilken nivå som myndigheten anser skall uppnås. Tillståndshavaren får använda alternativa metoder om det kan visas att grundläggande säkerhetsnivå kan uppfyllas Indelning i säkerhets- och kvalitetsklass Enligt General Design Criteria 1 (US 10CFR50 App A) skall konstruktionen av strukturer, system och komponenter vara så utformad att kvalitén svarar mot hur viktiga de aktuella funktionerna är ur säkerhetssynpunkt. Säkerhetsklass Detta kan beskrivas genom att dela in den utrustning som erfordras i säkerhetsklasser. Indelningen skall ske på basis av ANSI/ANS års utgåva för BWR-anläggningar och ANSI/ANS års utgåva för PWR-anläggningar. Kvalitetsklass Baserat på säkerhetsklass är tryck- och kraftbärande mekaniska anordningar samt reaktortryckkärlets interna delar indelade i kvalitetsklasser som styr konstruktionskrav och kontrollåtgärder vid reparationer, om- och tillbyggnader. Utgående från respektive anläggnings FSAR/SAR återfinns generella klassningsregler i TBM punkt Indelning i kontrollgrupper Mekaniska anordningar i kärntekniska anläggningar skall indelas i kontrollgrupper för återkommande kontroll och avsyning, utgående från sannolikhet för skada och konsekvens av skada, för styrning av omfattning och inriktning av återkommande kontroll. Indelningen i kontrollgrupper styrs enligt regler som återfinns i PBM1.

9 ABM Kapitel 1 9(53) Indelning i objektgrupper Tryck- och kraftbärande mekaniska anordningar i kvalitetsklass 4 och övriga anordningar som har betydelse för personalens skydd mot ohälsa och olycksfall indelas i objektgrupper enligt kraven i AFS 1999:6 för styrning av tillverkningskontroll och återkommande kontroll Tillämpningsområde SKIFS 2000:2 skall tillämpas på mekaniska anordningar som ingår i barriärer och som har betydelse för djupförsvaret vid kärntekniska anläggningar för vilka tillstånd till kärnteknisk verksamhet är meddelade med stöd av lagen (1984:3) om kärnteknisk verksamhet. Med mekaniska anordningar enligt ovan avses alla anordningar som skall säkra följande funktioner: Inneslutning och kylning av kärnbränsle Kylning av bränslet skall kunna ske genom tillförsel av kylmedel samt genom bortförsel av resteffekt. Befintliga barriärer mot frigörelse av radioaktivitet skall hållas intakta. Inneslutning av radioaktiva ämnen som bildas vid kärnteknisk process Detta omfattar inneslutning av fasta, flytande eller gasformiga radioaktiva fissionsprodukter. Krav på täthet i system innehållande sådana ämnen skall uppfyllas. Upprätthållande av härdgeometri och avstängningsreaktivitet Upprätthållande av avstängningsreaktivitet tolkas här som avstängningsmarginal. Härdens stödstruktur, patronuppställningsplatta, härdgaller, baffelplåtar m m skall vara konstruerad på ett sådant sätt att härden inte kollapsar i samband med konstruktionsstyrande händelser som exempelvis en LOCA. Härdens kylning får inte äventyras genom att kylflödet blockeras. Kylvattnet skall kunna nå alla delar av härden i samband med ett haveri. Styrstavarna skall kunna införas i härden och därmed möjliggöra avställning av reaktorn. Inneslutning av kärnämne Omfattar kärnbränslet och dess inneslutning. Övrigt Omfattningen gäller även andra mekaniska anordningar som är anslutna till eller kan påverka anordningar som är nödvändiga för att säkra ovanstående funktioner och som hänförs till någon av kvalitetsklasserna 1-4 enligt bestämmelserna i TBM. Exempel är rörstöd och upphängningar. Omfattas inte av reglerna i SKIFS 2000:2 och dessa tillämpningsdokument En viss andel av kärntekniska mekaniska anordningar omfattas inte av reglerna enligt SKIFS 2000:2. Detta gäller:

10 ABM Kapitel 1 10(53) Mekaniska delar i kärnbränsle. Exempelvis kapslingsrör, styrstavsledrör (PWR), spridarehållare, bränsleboxar, skruvar, topp- respektive bottenplattor. Mekaniska anordningar som används vid hantering, bearbetning, lagring eller slutlig förvaring av kärnavfall. Öppna cisterner avsedd för brandfarlig vätska, exempelvis öppna cisterner för bränsle till diesel- eller gasturbinaggregat. Sådana öppna cisterner omfattas av föreskrifter som utgivits i enlighet med förordning SFS 1988:1145. Rörledningar för brandfarlig vätska som används mellan objekt som inte är tryck- eller vakuumkärl. Även dessa omfattas av föreskrifter för brandfarliga vätskor. Traverser, bränslehanteringsmaskiner och andra lyftanordningar samt lyftredskap. Dessa omfattas av lyftdonsnormer. Rörliga maskindelar i pumpar, turbiner, motorer och generatorer samt i drivdon för reaktivitetskontroll.

11 ABM Kapitel 1 11(53) 1.4 Definitioner I Bilaga 6 återfinns definitioner som förutom i ABM även förekommer i TBM, KBM, PBM1 och PBM2. Definitionerna har främst hämtats ur KTL, SKIFS, STAFS, AFS samt svensk standard. 1.5 Förkortningar I tillämpningsanvisningarna förekommande förkortningar anges nedan: ABM AC AFS AK AL ANS AO ANSI ASME BWR CFR CLAB EPRI EU FSAR GDC HTG IGSCC IASCC KBM KTL Allmänna bestämmelser för mekaniska anordningar Ackrediterat certifieringsorgan Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling Ackrediterat kontrollorgan Ackrediterat laboratorium American Nuclear Society Ackrediterat organ American National Standards Institute, Inc. The American Society of Mechanical Engineers Boiling Water Reactor Code of Federal Regulations Centralt lager för använt bränsle Electric Power Research Institute Europeiska unionen Final Safety Analysis Report General Design Criteria Högsta tillåtna gränsvärde Intergranular Stress Corrosion Cracking Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking Kvalitetsbestämmelser för mekaniska anordningar Kärntekniklagen

12 ABM Kapitel 1 12(53) LOCA NRC NUREG PBM PWR PWSCC RCPB Loss of Coolant Accident U.S. Nuclear Regulatory Commission Nuclear Reactor Regulation Provningsbestämmelser för mekaniska anordningar Pressurized Water Reactor Primary Water Stress Corrosion Cracking Reactor Coolant Pressure Boundary RN Rörledningsnorm 1978 SAR SFS SKIFS SKI-TR SRP STAFS SWEDAC TBM TBY TGSCC TH Safety Analysis Report Svensk författningssamling Statens Kärnkraftinspektions författningssamling Statens Kärnkraftinspektion - Teknisk rapport Standard Review Plan Styrelsens för teknisk ackreditering och teknisk kontroll författningssamling Styrelsens för teknisk ackreditering och teknisk kontroll Tekniska bestämmelser för mekaniska anordningar Tekniska bestämmelser för ytskydd Transgranular Stress Corrosion Cracking Tillståndshavare TKN Tryckkärlsnorm 1987

13 ABM Kapitel 2 13(53) 2 GRUNDLÄGGANDE VILLKOR FÖR ANVÄNDNING, DRIFTBEGRÄNSNINGAR, ÅTGÄRDER VID SKADA M.M. Referens: SKIFS 2000:2, 2 kap 2.1 Villkor för användning av mekaniska anordningar Det andra kapitlet i SKIFS 2000:2 utgör en central del av föreskriften. Där anges grundläggande villkor för användning av mekaniska anordningar. Detta gäller särskilt 1 som åberopas i övriga kapitel och kan ses som den del av föreskriften som anknyter till lagstiftningen (kärntekniklagen och kärnteknikförordningen). Mekaniska anordningar skall vara konstruerade, tillverkade, installerade och kontrollerade enligt kraven i Tekniska Bestämmelser för Mekaniska anordningar, TBM och Kvalitetsbestämmelser för Mekaniska anordningar, KBM, och Tekniska Bestämmelser för ytskydd, TBY. Mekaniska anordningar skall regelbundet tillses, övervakas och kontrolleras enligt kraven i Provningsbestämmelser för Mekaniska anordningar, PBM 1och Kvalificeringsordning för kvalificering av OFP-system i Sverige, PBM 2. Mekaniska anordningar får endast utnyttjas inom avsett användningsområde och under förutsättning att de genomgått kontroll i tillämplig omfattning samt att intyg om överensstämmelse med SKIFS 2000:2 föreligger. Kraven i sista stycket är normalt straffsanktionerade, d v s uppsåtligt åsidosättande av dessa krav kan leda till bötes- eller fängelsestraff.

14 ABM Kapitel 2 14(53) 2.2 Tillåtna tryck och temperaturer i tryckbärande anordningar Bakgrund I SKIFS 2000:2 2 kap 2 anges grundläggande villkor för tryck och temperaturer som mekaniska anordningar får utsättas för. I 2 kap 2-4 anges driftbegränsningar då villkor beträffande belastningar och variationer avseende tryck, temperatur och miljö ej uppfylls. Uppdelning av kraven görs på följande områden: Tillåtna tryck och temperaturer i systemdelar ej tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär (RCPB) (se 2.2.1). Tillåtna tryck och temperaturer för reaktortryckkärlet (se 2.2.2). Tillåtna tryck och temperaturer för rörsystem tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär (RCPB) (se 2.2.3) Tillåtna tryck och temperaturer i systemdelar ej tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär Mekaniska anordningar skall konstrueras enligt krav i SKIFS 2000:2, 4 kapitlet, och detaljerade anvisningar i tillämpningsdokument varvid beräkningstryck och -temperatur anges. Anordningarna får inte varaktigt användas vid högre tryck än beräkningstrycket och inte heller vid högre temperatur än beräkningstemperaturen. Under transienta förhållanden tillåts att beräkningstrycket kortvarigt (max 10 sek) överskrids med upp till 10 %. Mekaniska anordningarna får inte heller användas vid lägre tryck och temperatur än som angivits i konstruktionsförutsättningarna. Vid drift utanför tillåtet område skall noggrann analys av grundorsaker göras, konsekvens för berörda anordningar omedelbart utredas och dokumenteras med förslag till åtgärder. Tillståndshavaren skall omgående bedöma om anläggningsdelen fortfarande uppfyller krav enligt föreskriften Tillåtna tryck och temperaturer för reaktortryckkärl Reaktortryckkärlet skall ges ett specificerat driftområde så att det i alla driftsituationer uppvisar tillräckliga marginaler mot sprött brott. Avsnittet preciserar de krav som gäller för de kombinationer av tryck och temperatur som är tillåtna för reaktortryckkärlet. Hänsyn måste tas till försprödning av reaktortankmaterialet i härdzonen på grund av neutronbestrålningen från reaktorhärden. Begränsningen benämns Högsta Tillåtna Gränsvärde, HTG. Driftsituationer utanför tillåtna HTG-gränser skall klassas som onormal händelse enligt definitioner i Säkerhetstekniska driftförutsättningar (STF).

15 ABM Kapitel 2 15(53) Bestämning av tryck- och temperaturgränser för reaktortryckkärlet (HTG) Bestämningen av HTG baseras på en fastställd så kallad justerad referenstemperatur (RT NDT ). Beräkningen förutsätter att slagseghetsprovning och utvärdering av omslagstemperaturerna, RT NDT och RT EOL NDT (referenstemperatur baserat på omslagstemperatur vid slagseghetsprovning enligt definitioner i ASME III, respektive dito omräknat till driftperiodens slut, End of Life ), samt slagsegheten i övre platåområdet Upper-Shelf- Energy har genomförts och rapporterats (se SKIFS 2000:2, 3 kapitlet 6 ). Bestämningen av HTG skall beakta driftsituationer som tryck- och täthetsprovning av reaktortryckkärlet (eventuellt förekommande) ej kritisk reaktor kritisk reaktor inkluderande värmning och kylning av reaktorn Detaljerade anvisningar för utvärdering framgår av Section IV av appendix G i 10 CFR Part 50, Fracture Toughness Requirements och av NUREG Pressure- Temperature Limits inklusive Branch Technical Position - MTEB 5-2 Fracture Toughness Requirements. HTG presenteras sedan som begränsningskurvor med angivande av maximalt tillåtet tryck vid olika godstemperaturer på reaktortryckkärlet. Anvisningar för provning av bestrålat reaktortryckkärlsmaterial, s.k. surveillanceprovning och beräkning av den justerade referenstemperaturen återfinns i PBM HTG för reaktortryckkärlet med avseende på temperaturändringshastigheten Förutom HTG-villkor enligt ovan skall termiska spänningar begränsas. HTG med avseende på temperaturändringshastigheten hos reaktorvattnet anges i respektive anläggningarnas SAR och STF Tillåtna tryck och temperaturer för rörsystem tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär (RCPB) Högsta tillåtna tryck och temperatur för rörsystem tillhörande primärsystemets tryckbärande barriär (RCPB) är tryck i systemet = beräkningstrycket. Kortvarigt (max 10 sek) tillåts ett överskridande av beräkningstrycket med upp till 10% under transienta förhållanden temperatur i systemet = beräkningstemperaturen Dessa gränser för rörsystem tillhörande RCPB är att betrakta som HTG Konsekvens vid överskridande av HTG Överskrids HTG skall åtgärder enligt bilaga 1 i SKIFS 1998:1 följas.

16 ABM Kapitel 2 16(53) 2.3 Uppföljning och rapportering av transienta belastningar Bakgrund Allmänna råd i SKIFS 2000:2 2 kap 2 och SKIFS 1998:1 5 kap medför krav på bokföring och analys av inträffade belastningsfall för att konstatera att kraftverket drivs inom de förutsättningar som det konstruerats/analyserats för vad beträffar transienta belastningar. Sådan bokföring och analys syftar också till att i god tid spåra avvikande trender så att erforderliga motåtgärder kan vidtas. Verksamheten med bokföring och analys av inträffade belastningsfall benämns transientuppföljning. Bokföring av transienter sker enligt gällande rutiner vid respektive kärnkraftanläggning. Nedan beskrivs normalt hur sådan transientuppföljning bör ske för att den skall uppfylla krav enligt SKIFS 2000:2 och möjliggöra en meningsfull analys av eventuella avvikelser Förutsättningar Utgångspunkten för transientuppföljning är det för anläggningen gällande belastningsunderlaget, som redovisar vilka transienter som verkets komponenter dimensionerats gentemot. Så länge som driften sker inom belastningsunderlagets ramar är normenliga krav uppfyllda vad beträffar transienta belastningar och syftet med transientuppföljningen är att kontrollera att så är fallet. Belastningsunderlaget baserar sig på erfarenheter och statistik från kärnkraftverk i drift som sammanställts till förväntade frekvenser för ett antal förutsedda drifthändelser i anläggningen. Sådana förutsedda drifthändelser benämns i fortsättningen belastningsfall. Exempel på belastningsfall är kall start, turbinsnabbstängning, reaktorsnabbstopp och nedgång till kall reaktor. Utgående från de förväntade belastningsfallen har utarbetats systemvisa och ibland även komponentvisa belastningsspecifikationer som ger en mer detaljerad bild av drifthändelsens konsekvenser för ett visst system eller för en viss komponent Bokföring av inträffade signifikanta, avvikande drifthändelser Under drift noteras inträffade drifthändelser löpande. Varje drifthändelse jämförs med listan över förväntade belastningsfall och i de fall överensstämmelse föreligger bokförs att aktuellt belastningsfall inträffat. Om något belastningsfall närmar sig sitt budgeterade antal bör detta rapporteras omedelbart för närmare utredning. Drifthändelser av signifikant betydelse, som avviker från de förutsedda belastningsfallen dokumenteras för närmare analys. Dokumentationen bör innehålla en beskrivning av händelsens tryck- och temperaturförlopp samt uppgifter om när, hur och varför händelsen inträffat. Signifikanta avvikelser bör rapporteras omedelbart för närmare utredning. Notering av drifthändelser, identifiering/bokföring av belastningsfall, dokumentation av signifikanta, avvikande drifthändelser samt rapportering skall ske enligt en godkänd instruktion. Anm: Instruktionen bör bl a definiera begreppet signifikanta drifthändelser. Vägledning kan erhållas från normenliga tumregler i t ex ASME III. Exempel på sådana tumregler

17 ABM Kapitel 2 17(53) är att snabba temperaturändringar som underskrider c:a 25 o C, temperaturändringar som är långsammare än 40 o C/h och tryckvariationer som underskrider c:a 10 % av konstruktionstrycket ej behöver betraktas som signifikanta Bedömning av signifikanta, avvikande drifthändelser Efter att en signifikant, avvikande drifthändelse inträffat skall en omedelbar utredning göras för att klarställa om säkerheten fortfarande är betryggande. Om avvikelsen är att betrakta som en stor belastningsvariation enligt avsnitt 2.4 nedan förfars enligt riktlinjerna där. Utredningen bör göras av en person som är väl insatt i hållfasthetsberäkning av kärnkraftkomponenter och som dessutom är förtrogen med belastningsunderlaget. Utredningen dokumenteras skriftligt för att ingå i årssammanställningen (se nedan) och bör innefatta vilka system/komponenter som beaktats, vilka bedömningar som gjorts och vad bedömningarna grundats på. Resultaten skall granskas av oberoende person inom anläggningens säkerhetsfunktion. Anm: Bedömningar kan exempelvis göras enligt följande principer: Fastställ vilken komponent som påverkas mest av drifthändelsen. Undersök om händelsen kan likställas med någon specificerad transient för denna komponent. Om så är fallet; antag att motsvarande belastningsfall inträffat och studera effekten enligt "bokföringsprincipen". Om händelsen inte kan likställas med någon specificerad transient; gör en separat uppskattning av effekterna på utnyttjningsgraden och kontrollera att tillräckliga marginaler finns Sammanställning och redovisning En gång per år eller enligt rutiner vid respektive kärnkraftverk skall en sammanställning av bokförda förväntade belastningsfall och rapporterade signifikanta, avvikande drifthändelser göras. Sammanställningen skall verifiera att anläggningen drivits inom belastningsunderlagets ramar och att eventuella avvikande drifthändelser inte inkräktat på marginalerna i oacceptabel utsträckning. Av sammanställningen skall även kunna utläsas ackumulerat antal gånger varje belastningsfall inträffat och trender vad avser anläggningens återstående drifttid. Trender som avviker från belastningsunderlaget bör kommenteras och lämpliga korrigeringsåtgärder föreslås där så bedöms erforderligt. Anm: Exempel på tänkbara korrigeringsåtgärder är: Revision av belastningsunderlaget och revision av utmattningsanalyser för komponenter som påverkas signifikant av det ändrade belastningsunderlaget. Ändrat driftsätt. Reparation eller utbyte av komponenter. Förändring av kontrollgruppstillhörighet. Sammanställningen skall granskas enligt gällande rutiner vid respektive kärnkraftverk och sändas till SKI senast den 31 mars året efter rapportåret.

18 ABM Kapitel 2 18(53) Dokumentation Följande dokumentation skall arkiveras vid anläggningen: Utredningar beträffande avvikande drifthändelser Årssammanställning inkluderande tidigare års transienter Redovisning till och eventuella yttranden från kärnkraftinspektionen

19 ABM Kapitel 2 19(53) 2.4 Hantering av stora belastningar Bakgrund I SKIFS 2000:2 2 kap 3 talas om stora belastningsvariationer, varmed avses belastningar som kan ha stor säkerhetsmässig betydelse. Det andra stycket i 3 ställer krav på att de säkerhetsåtgärder som bedöms nödvändiga vidtas utan dröjsmål. Begreppet stora belastningsvariationer diskuteras nedan och vägledning ges hur SKIFS krav skall mötas Stora belastningsvariationen - Definition Med stora belastningsvariationer avses dels sådana belastningskombinationer som i konstruktionsförutsättningarna hänförts till Level C och D Service Limits enligt ASME III, dels andra stora belastningar till vilka hänsyn ej tagits vid konstruktionen. Exempel på sådana stora belastningar är s.k. kalla trycksättningar och vissa typer av tvångsnedblåsningar. För belastningar hänförda till Level C och D Service Limits gäller normalt att de orsakas av postulerade haverier med låg sannolikhet exempelvis rörbrott och jordbävning. De förväntas inte inträffa under anläggningens drifttid och beaktas i analysen enbart för att visa att de inte skulle medföra oacceptabla säkerhetskonsekvenser om de skulle inträffa. Exempel på andra stora belastningar är varaktigt överskridande av beräkningstrycket eller beräkningstemperaturen, överskridande av beräkningstrycket med mer än 10 % och andra fall som innebär att HTG överskrids - jämför avsnitt 2.2 ovan. Avvikande drifthändelser enligt avsnitt 2.3, som kan ha stor säkerhetsmässig betydelse skall också klassificeras som stora belastningsvariationer Stora belastningsvariationer - åtgärder Om stora belastningsvariationer inträffar skall åtgärder snarast vidtas för att klarställa om säkerheten fortfarande är betryggande. Åtgärder kan exempelvis bestå i analys, inspektion och funktionsprovning. Om stora belastningsvariationer drabbar primärsystemets tryckbärande barriär skall åtgärder vidtagas som anges i bilaga 1 i SKIFS 1998:1.

20 ABM Kapitel 2 20(53) 2.5 Utredning, bedömning och rapportering av skador Bakgrund SKIFS 2000:2 2 kap 5 kräver att skador i en mekanisk anordning som upptäcks under drift eller avställning av en anläggning och som ej är av ringa betydelse för säkerheten snarast skall skyndsamt utredas enligt bestämmelserna i 1998:1 5 kap 6 och åtgärdas samt rapporteras till kärnkraftinspektionen. En anordning i vilken det har uppstått skador får dock behållas i drift utan reparationsåtgärder under den tid betryggande säkerhetsmarginaler mot brott, funktionshindrande läckage eller annan felfunktion föreligger. Vid tillämpning av dessa krav är begreppen "ej av ringa betydelse för säkerheten" och "betryggande säkerhetsmarginaler" av avgörande betydelse och de diskuteras nedan. Anvisningar ges även för hur skaderapportering skall ske Skador av ej ringa betydelse för säkerheten Med skador av ej ringa betydelse för säkerheten avses sådana skador som medför, eller i ett senare skede kunde ha medfört, att marginaler mot härdskador, personskador eller utsläpp av radioaktivt material inte längre är tillräckliga. När skador, t ex läckage, upptäcks under drift kan det i regel avgöras direkt huruvida betydelsen för säkerheten är ringa eller ej. Skador som upptäcks under avställning, t ex sprickor eller korrosions-/erosionsskador, är svårare att bedöma. Normalt krävs en specialistutredning, en s k skadetålighetsanalys, såvida det inte rör sig om rena bagatellfall. En sådan utredning skall undersöka om betryggande säkerhetsmarginaler kommer att upprätthållas under komponentens återstående drifttid. Om det ej kan visas att så är fallet skall skadan anses vara av ej ringa betydelse för säkerheten Tillräckliga säkerhetsmarginaler Generellt gäller att betryggande säkerhetsmarginaler mot brott eller funktionshindrande läckage anses föreligga så länge som tillämpliga normkrav är uppfyllda. Konstaterade brister med avseende på säkerheten skall värderas enligt allmänna råd till SKIFS 2000:2 2 kap 6.

21 ABM Kapitel 2 21(53) Skadetålighetsanalys Skadetålighetsanalys går i princip ut på att fastställa hur stor en defekt får vara med hänsyn till alla förutsedda belastningar och sedan kontrollera att det inte föreligger någon risk för att defekten uppnår denna storlek under den tid som studeras. Beräkningarna kan vara relativt komplicerade och här ges endast en principiell beskrivning av förfaringssättet. Defektens tillåtna storlek (vid end-of-life ) bestäms av hur stora belastningar det betraktade snittet utsätts för och vilka mekaniska egenskaper materialet har. Förändringar i materialegenskaper på grund av bestrålning, temperatur m.m. skall också beaktas. Maximala belastningar både vid normal drift och störda tillstånd samt relevanta haverilaster skall beaktas. Om det inte föreligger någon skademekanism som ger tillväxt under drift kan den upptäckta defekten betraktas som acceptabel om den är mindre än den tillåtna enligt ovan. Det förutsätts att defekten kan kvantifieras på ett tillförlitligt sätt, t ex både vad gäller djup och längd för en spricka. Om det föreligger skademekanismer, t ex spricktillväxt på grund av spänningskorrosion eller utmattning, måste den tillväxt som kan ske under den studerade tidsperioden uppskattas och läggas till den upptäckta defektens storlek innan jämförelse med tillåten storlek görs. Villkoret för att den upptäckta defekten skall kunna betraktas som acceptabel för en viss driftperiod är att den inte tillväxer så att den överstiger den tillåtna storleken under denna period. Defekter som riskerar bli större än den tillåtna storleken under komponentens återstående drifttid (jämför anläggningens konstruktionslivslängd, exempelvis 40 år) skall betraktas som skada av ej ringa betydelse för säkerheten enligt definitionen i ovan. Se i övrigt 5 kap. Bedömning av skador och skadetålighet Rapportering, redovisning Upptäckta skador enligt SKIFS 2000:2 2 kap 5 som konstateras vara av ej ringa betydelse för säkerheten skall skyndsamt utredas enligt bestämmelserna i 5 kap 6 i SKIFS 1998:1 och åtgärdas samt rapporteras till kärnkraftinspektionen. Även andra skador, med undantag för bagatellartade fel, bör rapporteras för att säkerställa en effektiv erfarenhetsåterföring. Förslag till mall för rapportering och utredning av skador framgår av bilaga 1. Klarläggande av skadeorsaker kräver vanligtvis en rad undersökningar med användning av olika metoder där metallografiska undersökningar av uttagna materialprov anses ge mest tillförlitliga resultat. Beräkningar som ligger till grund för att behålla en anordning med sprickbildning eller annan degradering i drift viss tid utan reparationsåtgärder skall granskas av ackrediterat kontrollorgan.

22 ABM Kapitel 2 22(53) 2.6 Anläggningens säkerhetsorganisation avseende mekaniska anordningar Referens: SKIFS 1998:1, 2 kap 3, punkt 4 och Allmänt Anläggningen skall vara bemannad med en egen säkerhetsfunktion vilken skall vara anpassad för sitt ändamål. Det är fritt för respektive anläggning att bestämma organisationens struktur, identifiera vilka uppgifter som måste utföras och avgöra vilken del av organisationen som är ansvarig. Detta innebär att ansvaret kan fördelas mellan olika organisatoriska enheter. Helheten måste dock alltid kunna ses. Kvalitetsmanual alternativt styr- och ledningshandbok skall finnas och innehålla beskrivning av organisation och funktionsbeskrivning inom berörda områden Säkerhetsfunktionens uppgifter Verksamheten vid anläggningen styrs och utvecklas enligt gällande kvalitetssystem. Dess tillämpning och effektivitet skall systematiskt och periodiskt följas upp genom att: Tillse att konstruktion, tillverkning och installation utförs på ett sådant sätt att erforderliga säkerhetsfunktioner kan upprätthållas. Bevaka och initiera att tillsyn, övervakning, kontroll och underhåll sker på ett sådant sätt att säkerheten upprätthålls. Kontrollera att tryckbärande anordningar inte används för högre eller lägre tryck och temperatur än de är beräknade för. Följa upp att transientbudgeten inte överskrids. Kontrollera yttre och inre miljö för mekaniska anordningar. Bevaka och initiera utredning och rapportering om sprickbildning och annan degradering Säkerhetsfunktionens kompetens Säkerhetsfunktionen skall innehålla för uppgifterna tillräckligt antal tillsvidareanställd personal med utbildning, praktik, erfarenheter samt tekniskt kunnande för att kunna klara ovanstående uppgifter. Kompetensläget för personalen skall framgå ur befattningsbeskrivningarna eller annan likvärdig dokumentation Säkerhetsgranskning Vid respektive kärnkraftverk sker säkerhetsgranskning enligt gällande rutiner baserade på bestämmelserna i 4 kap. 3 i SKIFS 1998:1. De underlag och åtgärder som ska säkerhetsgranskas enligt SKIFS 2000:2 utförs i enlighet med dessa rutiner.

23 ABM Kapitel 3 23(53) 3 MILJÖ OCH MILJÖPÅVERKAN 3.1 Bakgrund och syfte Målsättningen med avsnittet är att ge bakgrund till och riktlinjer för hur vattenkemin i svenska BWR- och PWR-anläggningar skall styras. Avsikten är att presentera underlag för att styra kärnkraftanläggningarnas drift så att uppställda mål för säkerhet och livslängder kan uppfyllas. Vidare syftar riktlinjerna till att ge underlag för beräkningar av skadetålighet och inspektionsintervall. Med hjälp av underlag som presenteras kan indata för livslängdsanalys, bestämning av inspektionsintervall och utvärdering/bedömning av skador göras. Avsnittet beaktar bara aspekter som har direkt påverkan på mekaniska anordningar enligt tillämpningar och definitioner i SKIFS 2000:2. För att kunna utarbeta ett komplett kemiprogram krävs även att påverkan på bränslets integritet, kort- och långsiktig påverkan på dosrater i anläggningen, spridning av aktivitet utanför anläggningen liksom reaktivitetsparametrar som kan påverka reaktorsäkerheten också vägs in. Med stöd av dessa riktlinjer skall det sedan för varje anläggning framtas ett anläggningsspecifikt kemiprogram som tar hänsyn till aktuella material och systemuppbyggnad och som anger hur kemin skall övervakas, rapporteras och styras. Kärnkraftinspektionens föreskrift, SKIFS 2000:2, ställer krav på att en mekanisk anordning inte får utsättas för inre och yttre miljöer eller annan påverkan som erfarenhetsmässigt visat sig kunna leda till sådan korrosiv påverkan för vilken anordningen inte har konstruerats (kapitel 2, 4 ). Detta innebär att miljön skall hållas inom sådana begränsningar att gällande bestämning av inspektionsintervall inte påverkas. Om avvikelser sker skall konsekvenserna för inspektionsintervall och skadetålighet kunna bedömas.

24 ABM Kapitel 3 24(53) 3.2 Miljöpåverkad degradering av konstruktionsmaterial Allmän korrosion Vid korrosion av metalliska material i vatten eller ånga sker en oxidering av metallerna i materialet och en omvandling av dessa till i första hand metalloxider och metallhydroxider. Allmänkorrosion är beteckningen på korrosionsangrepp som sker jämnt över hela materialytan. På de konstruktionsmaterial som normalt används på primär- och sekundärsidan i BWR och PWR bildas genom initial allmänkorrosion ett tunt oxidskikt (passivskikt) som dämpar ytterligare korrosionsangrepp. Så länge passivskiktet är intakt och allmänkorrosionen sker långsamt är materialavverkningen försumbar. Normal allmänkorrosion utgör således inget hot mot materialens integritet. Dock bidrar allmänkorrosion av systemytorna i anläggningen till att korrosionsprodukter tillförs primär- och sekundärvattnet vilket leder till lokala ansamlingar av deponat, vilket indirekt kan orsaka korrosionsangrepp. Förhöjd allmänkorrosion uppträder främst vid förekomst av oxidationsmedel såsom syre och väteperoxid samt av föroreningar Allmän korrosionsangrepp på PWR ånggeneratortuber ("Wastage") Allmänkorrosionsangrepp på ånggeneratortuber kan uppträda i områden med stagnanta förhållanden där föroreningar uppkoncentrerats. Speciellt gäller detta spalter mellan tub och tubplatta, spalter mellan tub och stödplattor och de delar av tuberna som står i kontakt med ansamlat slam på tubplattan. Denna typ av korrosionsangrepp är numera ovanlig men var tidigare vanligt förekommande i anläggningar där fosfat doserades till sekundärsidan. Allmänkorrosionsangrepp på ånggeneratortuber kan dock även orsakas av andra föroreningar, exempelvis sulfat IGSCC - Interkristallin spänningskorrosion Interkristallin spänningskorrosion, IGSCC, kan inträffa i austenitiska rostfria stål och nickelbaslegeringar som sensibiliserats för ett angrepp genom olämplig värmebehandling eller kallbearbetning. Tre krav måste uppfyllas samtidigt i högtemperaturvatten för att fenomenet skall uppstå, nämligen sensibiliserat material, tillräckligt höga belastningar samt en oxiderande miljö Sprickor orsakade av IGSCC har varit relativt vanligt förekommande i BWR. Faktorerna bakom IGSCC är väl studerade. En olämplig påverkan vid exempelvis svetsning leder till att krom binds som kromkarbider i korngränserna där den resterande halten av löst krom blir för låg för upprätthållande av de rostfria egenskaperna. Material med höga halter krom och molybden och med låga kolhalter klarar sig bäst. Initiering och propagering av IGSCC påverkas kraftigt av föroreningar i reaktorvattnet, då speciellt sulfater och klorider. Vid inträffande av allvarligare kemitransienter i BWR kan tillväxthastigheten öka med en faktor 100 jämfört med när normalkemidrift tilllämpas. Låga korrosionspotentialer vid PWR-kemi samt vid vätekemi i BWR ger en väsentlig minskning av föroreningarnas påverkan på materialen (se även avsnitten 3.3 och 4.2 nedan).

25 ABM Kapitel 3 25(53) Orienteringen av IGSCC är vanliga i svetsskarvar i den värmepåverkade zonen (HAZ) i svetsens omedelbara närhet. HAZ har mycket begränsad utsträckning tvärs svetsriktningen vilket medför att IGSCC i konventionella svetsar i rörsystem endast behöver beaktas parallellt med svetsens längdriktning. I övriga konstruktioner får IGSCC-risken bedömas specifikt med avseende på spänningsnivån i konstruktionen och den lokala miljön. Exempel på det sistnämnda är påsvetsningar (buttringar) med IGSCC-känsliga svetsgods som alloy TGSCC - Transkristallin spänningskorrosion Transkristallin spänningskorrosion TGSCC kan uppstå i rostfria material om kloridhalten i vattnet blir hög som under havsvatteninläckage i kondensorn. Det har även spekulerats om möjligheter för TGSCC i kolstål. I det senare fallet finns det emellertid endast laboratoriedata att stödja sig på. I sällsynta fall har TGSCC hittats i låglegerat stål, då i samband med aggressiv vattenkemi och höga spänningar. Materialsammansättningen, främst höga halter av svavel, som ger en stor areaandel mangansulfider, förväntas ge ökad risk för spänningskorrosion i låglegerat stål. Föroreningar i vattnet som sulfat och klorid ger ökad risk för TGSCC i låglegerat stål IASCC - Bestrålningsinducerad spänningskorrosion IASCC-fenomenet betraktas i grunden vara samma fenomen som IGSCC. Den huvudsakliga skillnaden är att den kromutarmade zonen i korngränserna är mycket tunn och framkallas av neutronbestrålningen i stället för av termisk sensibilisering. Det finns ett tröskelvärde vad gäller neutronbestrålning över vilket rostfria stål och nickelbaslegeringar blir känsliga för denna typ av interkristallin korrosion. Tröskelvärdet skiljer en del mellan olika stål men är något högre i molybdenlegerat material. På samma sätt som för IGSCC är tröskelvärdet för fluensen beroende av den spänningsnivå och den miljö som materialet upplever. Idag finns inga allmänt accepterade formuleringar som beskriver risken för IASCC som funktion av spänning och miljö. Preliminära provningsresultat pekar på att tröskelvärdet för IASCC kan ökas med en faktor 2-3 i BWR vid övergång från normalkemi till vätekemi IGSCC/IGA i PWR ånggeneratorer Interkristallin spänningskorrosion (IGSCC) och korngränsattack (IGA) kan uppstå i ånggeneratortuber på sekundärsidan. Angreppen orsakas av föroreningar som uppkoncentreras på ställen i ånggeneratorerna där vattenomsättningen är låg och är beroende av inbyggda spänningar i tuberna, tubmaterialets känslighet för interkristallin attack och temperatur. IGA kan till skillnad från IGSCC även förekomma utan höga spänningar i tubmaterialet. Speciellt känsliga är de tubdelar som omges av en trång spalt: vid toppen av tubplattan inklusive slamzoner eller vid stödplåtarna. Här finns en potentiell risk för lokal koncentration av föroreningar till mycket höga värden. Modern ÅG-design har så långt som möjligt eliminerat dessa spalter och därmed kraftigt reducerat risken för IGSCC. Kombinerat med mycket resistentare material, som Inconel 690 TT, har utbytesånggeneratorer en avsevärd förbättrad situation med avseende på IGSCC i jämförelse med den traditionella konstruktionen. För kraven på kemistyrning innebär detta att en liberalare syn på transienta kemiförhållanden kan tolereras för modernare ånggeneratorer.

26 ABM Kapitel 3 26(53) Punktangrepp i PWR ånggeneratorer (Pitting) Lokal korrosion i form av punktangrepp på ånggeneratortuber kan uppstå i de delar av tuberna som står i kontakt med ansamlat slam på tubplattan. Punktangreppen kan leda till genomgående hål. Punktangreppen initieras av föroreningar som anrikats i slamkakan och accelereras av oxiderande miljö på sekundärsidan PWSCC PWSCC (Primary Water Stress Corrosion Cracking) kan uppträda på primärsidan i PWR. PWSCC kan uppkomma vid höga temperaturer i spänningskorrosions-känsligt material med höga spänningstillstånd. Speciellt känsliga är U-böjar i de inre tubraderna i ånggeneratorerna (liten krökningsradie), ånggeneratortubernas infästningar i tubplattan och genomföringar i reaktortanklock och tryckhållningskärlet. Risken för uppkomst av PWSCC påverkas av kemin i primärsystemet Denting i PWR ånggeneratorer Denting innebär en uppbyggnad av voluminösa korrosionsprodukter i spalten mellan ånggeneratortuberna och stödplattorna, vilket leder till höga spänningar och deformering av tuberna. Dessa spänningar kan orsaka att spänningskorrosionsangrepp uppstår i ånggeneratortuberna. Föroreningarnas ansamling i spalterna kan resultera i en kraftigt sur miljö som leder till korrosivt angrepp på materialet i stödplattan. Denna typ av korrosionsangrepp är numera ovanlig Korrosionsutmattning Begreppet korrosionsutmattning delas upp i en initierings- och en tillväxtdel. Mekaniska anordningar är dimensionerade med tanke på att initiering av sprickor skall undvikas. I konstruktionsskedet tillförsäkrar beräkningsreglerna i ASME att marginalerna mot sprickinitiering innehålls. Tillståndshavarna skall dessutom vid planering av återkommande kontroll och vid skadeutredningar bedöma hur tänkbara eller konstaterade sprickor kommer att tillväxa. Om en konstruktion utsätts för växlande last kommer sprickor att tillväxa genom så kallad korrosionsutmattning, spricktillväxt på grund av cykliska laster under samtidig miljöinverkan. Tillväxthastigheten beror på belastningsväxlingarnas storlek, frekvens och aktuell miljö. Teoretiskt ansätts att man för varje belastnings-cykel får en liten tillväxt. Vid tillräckligt låga amplituder på belastningsväxlingarna fås ingen mätbar tillväxt, man når tröskelvärdet för utmattningstillväxt, ofta betecknat med K th. Kvantifiering av tillväxten framgår av avsnitt 4.3 nedan Erosionskorrosion Uppkomsten av erosionskorrosion bestäms av tre huvudfaktorer: Miljö Flödeshastighet Material

27 ABM Kapitel 3 27(53) Miljö Det strömmande mediet gynnar korrosionsangrepp genom upplösning av materialets ytskikt. Graden av korrosiv upplösning är beroende av faktorer som mediets temperatur, ph, syrehalt och konduktivitet. Erosionskorrosion avtar vid högre ph och syrehalter. Lösligheten för magnetit kan vara upp till två tiopotenser lägre vid ph >9 jämfört med neutralt ph. Av denna anledning phregleras sekundärsidan i PWR-reaktorer. Syrehalter som erfordras för att ge ett skydd mot erosionskorrosion är både material- och stationsspecifika. I system där kolstål används fordras 3-4 gånger högre syrehalter för att minimera erosionskorrosionshastigheten i jämförelse med låglegerade stål. Ovanstående samband gäller för absolut rent vatten. Innehåller mediet förhöjda halter av föroreningar som klorid- och sulfatjoner accelereras magnetitens avverkningshastighet, speciellt vid höga syrehalter. Erosionskorrosion i tvåfasflöde, som i ångledningarna, är ett mer komplext fenomen och beror bland annat på fuktinnehållet i ångan. Eftersom syre företrädesvis förekommer i ångan kommer halten syre i kondensatet att vara låg vilket därmed skapar förutsättningar för erosionskorrosion enligt ovan Flödeshastighet Erosionskorrosion förutsätter turbulent strömning vilket bestäms av strömningshastighet och geometri. Det är framförallt geometriska diskontinuiteter som rörböjar, T-stycken och strypningar som gynnar turbulens. Avverkningshastigheten accelereras vid högre strömningshastigheter beroende på att upplösningen av metalliskt järn eller magnetit aldrig uppnår jämvikt med omgivande medium Material Härdighet mot mediets angrepp bestäms av stålets legeringsinnehåll. Effekten av erosionskorrosion är störst på kolstål, medan låglegerade stål har avsevärt bättre beständighet. Rostfritt stål anses helt immunt. Kromets gynnsamma inverkan härrör från kromoxidens mycket låga löslighet i vatten.

28 ABM Kapitel 3 28(53) 3.3 Effekter av kemiparametrar i BWR Spricktillväxthastigheten hos spänningskorrosionssprickor beror på faktorer som vattnets konduktivitet och innehåll av oxidationsmedel samt spänningar och materialets sensibiliseringsgrad. Det är känt att det inte går att helt undvika risken för sprickbildning enbart genom att förlita sig på rent vatten. Radiolysen av vattnet vid dess passage upp igenom härden ger en ur spänningskorrosionssynpunkt ogynnsam miljö. Halterna oxidationsmedel blir tillräckligt höga för att risken för spänningskorrosion skall kvarstå även i mycket rent reaktorvatten. Vattnets renhet är emellertid den viktigaste styrparametern för att påverka säkerhet och livslängd på mekaniska anordningar Konduktivitet Konduktiviteten har sedan lång tid använts som en styrande parameter vid uppföljning av kokvattenreaktorernas miljö och vattnets aggressivitet vad gäller korrosion. Konduktiviteten är ett känsligt mått på närvaron av många föroreningar och är dessutom lätt att följa kontinuerligt. Den skall hållas så låg som möjligt. Höjd konduktivitet är alarmerande och måste alltid resultera i en undersökning om orsaken är inläckage av sulfat eller klorid Sulfat Sulfat anses ofta vara den ur IGSCC-synpunkt mest aggressiva föroreningen. Vanligen härrör förhöjda sulfathalter från nedbrytning av jonbytarmassa som läckt in i reaktorvattnet. Från genomförda laboratorieprovningar kan man konstatera den dramatiska påverkan sulfat har på tillväxthastigheten för IGSCC. Som framgår av Figur 3-1 kommer tillväxthastigheten att kunna öka med en faktor 100 när sulfathalten stiger från 5 till 100 ppb. I avsnitt 4.2 kvantifieras hur IGSCC-tillväxten påverkas av olika föroreningsnivåer. Figur 3-1 Spricktillväxthastighet som funktion av sulfathalt vid olika korrosionspotentialer [1] och [5].