DE60127503T2

DE60127503T2 - Kernkraftwerk mit Ventilen aus korrosionsbeständiger und verschleißfester Legierung

Info

Publication number: DE60127503T2
Application number: DE60127503T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Hitachinaka-shi Kiyotoki; Yoshiteru Hitachi-shi Chiba; Shin Naka-gun Kumagai; Yasuhiro Choshi-shi Ogawa; Akira Mito-shi Sakamoto; Hiroyuki 3-13 Towa Shinohara
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Kyowa Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd; Hitachi Kyowa Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: EP1741795B1; US20020064678A1; EP1193316A1; EP1193316B1; CA2356026A1; US20030180175A1; DE60127503D1; JP2002146486A; EP1602741A1; JP3978004B2; CA2356026C; DE60138431D1; EP1741795A1; US20030147769A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kernkraftwerke mit Ventilen aus einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung.
Um an Ventilen wie den Sicherheitsventilen in Kraftwerkanlagen wie Einrichtungen zur Erzeugung von Energie mittels Turbinen Erosionsschäden am Ventilsitz während des Betriebs oder durch den Abrieb während der Bewegung des Ventils zu vermeiden, wird der Ventilsitz oder gleitende Teil mit einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis beschichtet, die Cr und/oder W enthält und die hervorragende korrosionsbeständige und verschleißfeste Eigenschaften und einen hohen Härtegrad aufweist.
In den letzten Jahren wird in Kraftwerkanlagen wie Einrichtungen zur Erzeugung von Energie mittels Turbinen zur Einstellung der Wasserqualität dem Wasser eine Wasserstoffperoxidlösung und dergleichen zugesetzt. Nach der Zugabestelle steigt dadurch der Gehalt an gelöstem Sauerstoff an, und an den eutektischen Karbiden der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit Cr und/oder W, die in der Gußstruktur das eutektische Karbid und das Basismaterial enthält und mit der die Oberfläche des Ventilsitzes und die Gleitfläche beschichtet sind, um Erosion und Abrieb zu verhindern, treten Erosionsschäden auf.
Es wird auch berichtet, daß sich nach einem Erosionsschaden am eutektischen Karbid in einer Strömung (wie einer Wasserströmung) das Basismaterial der Gußstruktur ablöst, wodurch Korrosion auftritt.
Solche Berichte sind zum Beispiel den Literaturstellen "Thermal and Nuclear Power Vol. 30-5 Processing Method for Boiler Water with Oxygen and Ammonia in a Steam System in a Thermal Power Plant", "Damage on Machinery 1982 2 VEW Operation Experience in a Combined Operation Method at Gerstein Power Genrating Plant" und "Materials and Environment Vol. 47 No. 3, Effect of Heat Treatment Condition on Grain Boundary Erosion at Welded Part of Cobalt-Base Alloy" zu entnehmen.
Das Problem ist, daß es nach diesen Berichten kein wirksames Mittel gegen die Erosion gibt.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 08-334280 (entspricht dem US-Patent Nr. 6164624 ) ist ein Expansionsventil beschrieben, bei dem gegen die Erosion die Ventilöffnung mit einem Öffnungselement aus einem metallischen Material mit einem höheren Grad an Härte (Vickers-Härte 150 bis 500) als der Ventilkörper versehen ist.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 05-208325 (entspricht dem US-Patent Nr. 5183390 ) ist eine Turbinenschaufel für eine Dampfturbine beschrieben, bei der zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit ein Stab aus einem verschleißfesten Material, das Kobalt, Nickel, Wolfram, Mangan und Selen enthält, mittels Reib-Auftragschweißen an der hinteren Kante der Schaufel angebracht wird. Es wird auch beschrieben, daß darauf zu achten ist, daß beim Anbringen des verschleißfesten Materials durch das Reib-Auftrag schweißen an der Turbinenschaufel dieses stabförmige verschleißfeste Material nicht schmilzt, um zu verhindern, daß sich die Härte verändert und Risse auftreten.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 59-179283 ist ein Ventil beschrieben, bei dem ein Ventilsitz aus 30 bis 45 Gew.-% Cr, 3,0 bis 8,0 Gew.-% Ti, 0 bis 10 Gew.-% Mo und dem Rest Ni mit dem Ventilelement und dem Ventilgehäuse durch Diffusionsschweißen verbunden wird.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 60-86239 ist ein Ventil beschrieben, bei dem ein Ventilsitz aus 10 bis 45 Gew.-% Cr, 1,5 bis 6 Gew.-% Al und/oder Ti, und 20 Gew.-% oder weniger Mo und dem Rest Ni mit dem Ventilelement und/oder dem Ventilgehäuse durch Diffusionsschweißen verbunden wird.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 4-19476 ist ein Ventil beschrieben, bei dem ein Ventilsitz aus einem Karbid-Hartmetall oder einem hitzefesten Material über eine amorphe Legierungsschicht auf den Ventilsitzteil des Ventilgehäuses aufgelötet wird.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 7-16610 ist eine Technik beschrieben, bei der ein Material aus einem martensitischen Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt durch eine plastische Warmverformung in ein Zwischenmaterial mit einer Zwischenabmessung umgestaltet wird, das Zwischenmaterial dann plastisch kaltverformt und dann bei 850 °C erneut plastisch warmverformt wird, um ein Stahlmaterial mit den vorgesehenen Abmessungen zu erhalten. Die mittlere Größe des eutektischen Karbids in dem Stahlmaterial mit den vorgesehenen Abmessungen erreicht mit der beschriebenen Technik 4,2 Mikrometer.
Bei Ventilen wie den Sicherheitsventilen in Anlagen zur Erzeugung von Energie mittels Turbinen tritt am Ventilsitz im Betrieb eine hohe Fließgeschwindigkeit auf. Kobalt ist sehr hart und hat ausgezeichnete korrosionsbeständige und verschleißfeste Eigenschaften. Für diese Ventile wird ein Ventilsitz aus einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W verwendet.
Für ein Käfigventil wird dabei ein Ventilgehäuse verwendet, bei der an der Führungsfläche zum Führen des Ventilelements und an der Innenseite des Käfigs eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung verwendet wird, um einen Abrieb im Betrieb zu verhindern.
Wenn ein solcher Ventilsitz aus einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung in einer Hochtemperatur/Hochdruckwasser/Dampfatmosphäre mit einem hohen Gehalt an gelöstem Sauerstoff verwendet wird, unterliegt die Basismaterialschicht mit einer Gußstruktur, die von eutektischem Karbid in Gitterform umgeben ist, durch den im Fluid gelösten Sauerstoff einer selektiven Korrosion. Dadurch wird die Oberfläche des Ventilsitzes aufgerauht. Das eutektische Karbid korrodiert und löst sich mit dem zusätzlichen Effekt eines Tunneleffekts ab (F.J. Heymann: Machine Design 42, 118 (1970)), der durch das Eindringen eines Wasserstrahls mit hoher Geschwindigkeit in den korrodierten und beschädigten Teil verursacht wird. Das Basismaterial mit Gußstruktur, das von dem Gitter aus eutektischem Karbid nicht mehr gehalten wird, löst sich im Fluß leicht ab, mit dem Ergebnis, daß die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung einer Erosion unterliegt.
Ein weiteres Beispiel für den Stand der Technik ist die US 5651842 , die ein Schnellstahlelement und ein Herstellungsverfahren dafür beschreibt. Das Element weist eine hohe Festigkeit und eine Härte von HRC 60 und mehr auf. Insbesondere wird angegeben, daß der Schnellstahl für eine plastische Bearbeitung geeignet ist.
Ein andere Stelle des Standes der Technik, das ein Verfahren zum Bearbeiten einer Legierung beschreibt, ist die JP-A-62267413 , bei der ein Gußeisen, das ein Netzwerk aus eutektischem Karbid enthält, auf etwa die Temperatur der Soliduslinie plus 80 °C aufgeheizt und dort für 1 bis 100 Stunden gehalten wird. Die Wärmebehandlung soll die Form des Netzwerks aus eutektischem Karbid verändern und eine erhöhte Abrieb- und Hitzefestigkeit ergeben.
Die JP-A-54040220 beschreibt eine Legierung mit verbesserter Festigkeit gegen Festfressen. Dazu wird der Kohlenstoffgehalt der Legierung erhöht. Es wird auch das Hinzufügen von Chrom erwähnt, das die Korrosionsfestigkeit der Legierung verbessern soll. Das sich bildende Karbidnetzwerk soll die Hitzefestigkeit der Legierung erhöhen. Das Hinzufügen von Vanadium soll das Netzwerk aus eutektischen Karbiden in eine granulare Form umwandeln.
Die US 4789412 beschreibt eine durch Gießen einer Legierung hergestellte Gasturbinendüse. Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen einer Legierung auf Kobaltbasis mit einer eutektischen Karbidstruktur erwähnt, die eine hohe Temperaturfestigkeit und einen hohen Widerstand gegen die durch die thermischen Spannungen aufgrund der thermischen Zyklen verursachte Ermüdung ergibt.
Vorzugsweise ist es Zweck der vorliegenden Erfindung, eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung zu schaffen, die dadurch eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit und Erosionsbeständigkeit aufweist, daß die fortschreitende Korrosion des eutektischen Karbids in der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung in einer Atmosphäre mit gelöstem Sauserstoff eingeschränkt wird. Vorzugsweise ist es auch Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung mit erhöhter Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit an den einem Verschleiß unterliegenden und eine Erosion verhindernden Teilen verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Kernkraftwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 3.
Der wesentliche Teil der vorliegenden Erfindung zum Erreichen des genannten Zwecks ist folgender.
Es wird dadurch eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung erhalten, daß ein Material auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W, ein Material auf Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr oder ein Material auf Eisenbasis mit hinzu gefügtem Cr und/oder Ni ausgewählt wird und das Material als Zwischenmaterial zu einem Rohblock oder eine Bramme gegossen wird. Dann wird an dem Zwischenmaterial, das eine Struktur mit einem netzartigen eutektischen Karbid und einem davon umgebenen Basismaterial aufweist, eine plastische Warmverformung bei einer Temperatur ausgeführt, die zwischen 650 °C oder mehr und der Solidustemperatur oder weniger liegt. Das eutektische Karbid wird dadurch in der Form einer Vielzahl von Körnern oder Cluster unregelmäßig verteilt. Der Reibungskoeffizient der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung beträgt 0,1 bis 0,5 und die Vickers-Härte ohne einen Aushärteprozeß 300 bis 600 Hv.
Die Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W enthält in Gewichtsanteilen 0,1 bis 3,5 % C, 25 % oder weniger Ni, 25 bis 35 % Cr, 5 % oder weniger Fe, 20 % oder weniger W, 1,5 % oder weniger Mn und 1,5 % oder weniger Si. Der Rest ist Co und unvermeidliche Verunreinigungen. Die Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr enthält in Gewichtsanteilen 0,1 bis 2,5 % C, 3 bis 9 % Si, 7 bis 25 % Cr, 0,5 bis 5 % B, 2 bis 6 % Fe, 1 bis 5 % W und 17 % oder weniger Mo. Der Rest ist Ni und unvermeidliche Verunreinigungen. Die Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni enthält in Gewichtsanteilen 0,1 bis 1,5 % C, 0,3 bis 4 % Si, 4 bis 9 % Ni, 3 % oder weniger Mo, 6 bis 10 % Mn und 15 bis 25 % Cr. Der Rest ist Fe und unvermeidliche Verunreinigungen.
Zum Beispiel wird die Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W zu einem Zwischenmaterial gegossen, das als Rohblock oder Bramme bezeichnet werden kann. Dieses Gußmaterial enthält das Basismaterial und eutektisches Karbid in einer Gußstruktur. Das eutektische Karbid, das eine hohe Härte und eine geringe Verformbarkeit aufweist und das brüchig und kontinuierlich gitterartig verteilt ist, wird einer plastischen Warmverformung unterzogen. Im Zwischenmaterial bilden sich dadurch feine Körner oder Cluster. Die Struktur des Basismaterials dringt in die Lücken ein, die in dem eutektischen Karbid entstehen. Das Basismaterial, das eine geringe Härte sowie eine hohe Verformbarkeit und Festigkeit aufweist, verteilt sich um das kornartige oder clusterartige eutektische Karbid, wodurch die Verteilung des eutektischen Karbids diskontinuierlich wird.
Durch das Aufrechterhalten einer Temperatur von 650 °C oder mehr wird gleichzeitig die Diffusion einer großen Menge von Chrom aus dem eutektischen Karbid beschleunigt, wodurch die chromarmen Schichten um das eutektische Karbid verkleinert werden. Das Ergebnis ist eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung, bei der gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit des eutektischen Karbids verbessert ist.
Damit wird das eutektische Karbid, das als Gitter verteilt ist und sich in der Gußstruktur befindet, die durch Auflösen von Kobalt als Basis zusammen mit Cr und/oder W entsteht und die das Basismaterial und das eutektische Karbid umfaßt, als diskontinuierliches eutektisches Karbid in eine Vielzahl von Cluster und Körnern aufgeteilt, wodurch das Erosionsphänomen diskontinuierlich und sehr flach wird und nur noch teilweise auftritt.
Im Ergebnis wird ein Fortschreiten der Erosion verhindert, und der Tunneleffekt (F.J. Heymann: Machine Design 42, 118 (1970)), der durch das Eindringen eines Strahls mit hoher Geschwindigkeit in den korrodierten und beschädigten Teil verursacht wird, wird eingeschränkt. Dadurch erhöht sich die Erosions/Korrosionsfestigkeit.
Der beschriebene Effekt erhöht die Erosionsbeständigkeit und die Korrosionsfestigkeit.
Durch das Aufrechterhalten einer Temperatur von 650 °C oder mehr wird die Diffusion einer großen Menge von Chrom aus dem eutektischen Karbid in die Umgebung des eutektischen Karbids beschleunigt, wodurch die chromarmen Schichten um das eutektische Karbid mit dem Cr verkleinert werden. Das Ergebnis ist eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung, bei der gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit des eutektischen Karbids verbessert ist.
Auf die gleiche Weise wird bei einem Material auf Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr und einem Material auf Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni ein korrosionsbeständiges und verschleißfestes Material erhalten und dadurch die Erosionsbeständigkeit und die Korrosionsfestigkeit erhöht.
Wenn die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung teilweise oder ganz geschmolzen wird, bildet das eutektische Karbid im geschmolzenen Teil wieder ein gitterartiges eutektisches Karbid mit geringer Korrosionsbeständigkeit. Die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung wird in eine beliebige Form gebracht und verwendet, nachdem sie, ohne zu schmelzen, mit einem Basismetall verbunden wurde, das die Basis bildet, an der die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung angebracht wird.
Da es kein gitterartiges eutektisches Karbid gibt, sondern dieses in Cluster und Körnern vorliegt, weist eine Fluidmaschine mit dieser Legierung wie eine Pumpe, ein Ventil, eine Druckvorrichtung oder eine Turbine in einer korrosiven Atmosphäre eine hohe Korrosion- und Erosionsbeständigkeit auf.
Eine dynamische Maschine wie eine Pumpe, ein Ventil, eine Turbine und ein Motor, bei der die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung ohne Veränderung der Metallzusammensetzung mit einem Basismetall verbunden wird und für gleitende Teile oder in Kontakt stehende Teile verwendet wird, zeigt in einer korrosiven Atmosphäre eine hohe Korrosions- und Erosionsbeständigkeit.
Der erhaltene Reibungskoeffizient kann im Bereich von 0,1 bis 0,3 liegen und ist damit so klein wie bei Diamant (Reibungskoeffizient ohne Schmiermittel 0,1), Saphir (Reibungskoeffizient ohne Schmiermittel 0,2) und Rubin, so daß sich der Reibungswiderstand im Vergleich zu den 0,35 bis 0,8 von anderen Metallen wie Messing (Reibungskoeffizient ohne Schmiermittel 0,35) und Stahl (Reibungskoeffizient ohne Schmiermittel 0,8) verringert.
Die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung wird bei den einem Verschleiß unterliegenden Teilen oder der Erosionsabschirmung einer Fluidmaschine verwendet und bei den gleitenden Teilen oder in Kontakt stehenden Teilen einer dynamischen Maschine.
Wenn die bei der vorliegenden Erfindung verwendete korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung bei einer Fluidmaschine oder einer dynamischen Maschine angebracht wird, wird sie an den einem Verschleiß unterliegenden Teilen oder den eine Erosion abschirmenden Teilen bzw. an den gleitenden Teilen oder den in Kontakt stehenden Teilen angebracht, wobei die Zusammensetzung der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung so weit wie möglich erhalten bleibt. Als Anbringungsverfahren wird ein Verbindungsverfahren angewendet, bei dem die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung nicht schmilzt. Ein Beispiel für ein Verbindungsverfahren ist das Flüssigphasen-Diffusionsschweißen.
Insbesondere wird die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung bei Ventilsitzen an der Kontaktfläche des Ventilelements mit dem Ventilgehäuse im Leitungssystem eines Kernkraftwerks und dergleichen verwendet, wobei sie das Kontaktflächenmaterial für wenigstens eine der Kontaktflächen des Sitzes oder einer Ringscheibe bildet, die sich relativ zueinander um die rotierende Welle einer Pumpe drehen.
Die vorliegende Erfindung verringert die Verschlechterung der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Eigenschaften durch die Korrosion des und die Schäden am eutektischen Karbid in einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung.
Das Aufbringen der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung der vorliegenden Erfindung auf die gleitenden Teile und die in Kontakt stehenden Teile von verschiedenen Vorrichtungen verringert die Rauhigkeit der gleitenden Teile und der in Kontakt stehenden Teile, die durch die Korrosion und die Schädigung des eutektischen Karbids in einer korrosiven Umgebung entsteht, wodurch an den gleitenden Teilen und den in Kontakt stehenden Teilen der richtige Reibungswiderstand erhalten bleibt. Im Ergebnis ergibt die vorliegende Erfindung Vorrichtungen mit Gleitflächen und Kontaktflächen mit geringer Reibung.
Eine rotierende Vorrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt eine mechanische Dichtvorrichtung, die eine rotierende Welle gegen ein Gehäuse abdichtet. Die mechanische Dichtvorrichtung umfaßt eine erste Dichtung, die sich mit der rotierenden Welle dreht, und eine zweite Dichtung, die am Gehäuse angebracht ist und die mit der ersten Dichtung in Kontakt steht. Die erste Dichtung und/oder die zweite Dichtung ist jeweils ein korrosionsbeständiges und verschleißfestes Element, bei dem körnerartiges oder clusterartiges eutektisches Karbid in der Matrix der Metall-Mikrostruktur verteilt ist, und umfaßt das Element aus der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung, das mit dem anderen Dichtungselement in Kontakt kommt, und einen Hauptkörper. Das Element aus der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung ist mittels Diffusionsschweißen an den Hauptkörper angeschweißt. Da das Dichtungselement das Element aus der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung beinhaltet, das mittels Diffusionsschweißen an den Hauptkörper angeschweißt ist, umfaßt das diffusionsverschweißte Element aus der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung wie beschrieben körnerartiges oder clusterartiges eutektisches Karbid und kein gitterartiges eutektisches Karbid. Festfressen, Abrieb und eine beschleunigte Korrosion des Dichtungselements durch die erhöhte Temperatur an der Abdichtung durch am Kontaktelement der ersten und zweiten Abdichtung erzeugten Wärme ist eingeschränkt, wodurch die korrosionsbeständigen und verschleißfesten Eigenschaften der Abdichtung zunehmen, die Häufigkeit der Wartung an der mechanischen Dichtvorrichtung mit der ersten und der zweiten Dichtung geringer wird und die Lebensdauer der mechanischen Dichtvorrichtung zunimmt. Die Wartungsarbeiten an der rotierenden Vorrichtung werden dadurch weniger. Da die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung einen kleinen Reibungskoeffizienten aufweist, nimmt die an der Kontaktstelle der ersten Dichtung mit der zweiten Dichtung erzeugte Wärmeenergie ab. Dadurch verringert sich die Leistung, mit der die rotierende Welle der rotierenden Vorrichtung gedreht werden muß.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine REM-Photographie der Metallstruktur an der Oberfläche einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W (a) und eine schematische Darstellung davon (b).
2 ist eine vergrößerte Darstellung der Metallstruktur der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung der 1(a) und eine schematische Darstellung davon (b).
3 zeigt die durch eine Flächenanalyse erhaltene Metallstruktur der Oberfläche einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W (a) und eine schematische Darstellung davon (b).
4 zeigt die Metallstruktur der Oberfläche einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügten Cr und/oder W nach einer plastischen Warmverformung (a) und eine schematische Darstellung davon (b).
5 zeigt die durch eine Flächenanalyse erhaltene Metallstruktur der Oberfläche einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W nach einer plastischen Warmverformung (a) und eine schematische Darstellung davon (b).
6 zeigt schematisch das Voranschreiten eines durch gelösten Sauerstoff an einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W verursachten Schadens.
7 zeigt schematisch die Begrenzung des durch gelösten Sauerstoff an einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W verursachten Schadens nach einer plastischen Warmverformung.
8 zeigt eine REM-Photographie der Metallstruktur, die bei einem Strauss-Test an einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W nach einer plastischen Warmverformung erhalten wird.
9 zeigt eine graphische Darstellung des Reibungskoeffizienten, der bei einem Gleittest mit einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W nach einer plastischen Warmverformung erhalten wird.
10 zeigt das Rohrleitungssystem eines Kernkraftwerks.
11 zeigt einen Längsschnitt durch ein Schieberventil für das Rohrleitungssystem des Kernkraftwerks.
12 ist eine Schnittansicht, die die Kontaktzustände zwischen einem Ventilelement und den einzelnen Ventilsitzen und zwischen dem Ventilgehäuse und den einzelnen Ventilsitzen des Schieberventils der 11 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die 1 zeigt eine typische REM-Photographie der Oberfläche einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W ((a) ist eine REM-Photographie und (b) eine schematische Darstellung von (a). Die Anordnung ist in den 2 bis 5 die gleiche). Die 2 zeigt eine REM-Photographie mit starker Vergrößerung. Die 3 zeigt eine REM-Photographie für eine Cr-Flächenanalyse, die an der gleichen Stelle auf der Fläche der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung aufgenommen wurde wie die 2.
Die 4 zeigt das REM-Bild der Metallstruktur auf einer Fläche der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung nach einer plastischen Warmverformung wie Schmieden oder Walzen. Die 5 zeigt eine REM-Photographie für eine Cr-Flächenanalyse, die an der gleichen Stelle auf der Fläche der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung aufgenommen wurde wie die 4.
Eutektisches Karbid 1 mit den Hauptbestandteilen Cr und C ist in den 1, 2 und 3 im Basismaterial 2 mit Gußstruktur und Kobalt als Hauptkomponente auf der Oberfläche der oberflächlich geschmolzenen Legierung kontinuierlich als Gitter verteilt.
Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das eutektische Karbid 1 ist bezüglich des Basismaterials 2 gleichmäßig, aber diskontinuierlich als Körner oder Cluster auf der Oberfläche der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung verteilt. Das eutektische Karbid 1 wechselt vom Gitter zu Körnern oder Clustern, wodurch sich das Verhältnis verändert, mit dem das eutektische Karbid die Oberfläche bedeckt.
Die 6 zeigt das Voranschreiten des Schadens an der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W aufgrund von gelöstem Sauerstoff.
Mit dem Fortschreiten der Korrosion/Erosion der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung neigt die Basisschicht 2 der Gußstruktur zum Ablösen, da der gelöste Sauerstoff das eutektische Karbid 1 korrodiert.
Wie die REM-Photographie der 3 zeigt, liegt das eutektische Karbid 1 in der herkömmlichen korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W in kontinuierlicher Gitterform vor. Die Korrosion des eutektischen Karbids 1 und das Ablösen der Basisschicht 2 der Gußstruktur aufgrund des gelö sten Sauerstoffs erfolgen kontinuierlich, mit der Folge eines Voranschreiten der Korrosion/Erosion in einer Atmosphäre mit gelöstem Sauerstoff.
In einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W, das einer plastischen Warmverformung unterzogen wurde, liegt dagegen das eutektische Karbid 1 diskontinuierlich als Körner oder Cluster vor. Der korrosive Schaden am eutektischen Karbid 1 aufgrund des gelösten Sauerstoffs wird dadurch auf das eutektische Karbid 1 an der Oberfläche begrenzt, die dem gelösten Sauerstoff ausgesetzt ist.
Nachdem das eutektische Karbid 1 an der Oberfläche korrodiert und verschwunden ist, schreitet der korrosive Schaden nicht weiter fort. Die 7 zeigt dies schematisch, es ist ersichtlich, daß der Schaden durch den gelösten Sauerstoff beschränkt ist.
Um diesen Effekt zu überprüfen, wird ein Test nach JIS G 0575 "Schwefelsäure/Kupfersulfat-Korrosionstest an Edelstahl" (Strauss-Test) durchgeführt. Bei einem von Takahisa und Honda durchgeführten, ähnlichen Test an einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit einer gitterartigen kontinuierlichen Verteilung von eutektischem Karbid (Materials and Environment Bd. 47 Nr. 3, Effect of Heat Treatment Condition on Grain Boundary Erosion at Welded Part of Cobalt-Base-Alloy) wurde beobachtet, daß bei der oberflächlich geschmolzenen, korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis die Korrosion fortschreitet.

Ein ähnlicher Test wurde bei einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W nach einer plastischen Warmverformung wie Schmieden und Walzen durchgeführt. An der Oberfläche wurde nur eine geringe Ätzung beobachtet, und die Korrosion schritt nicht in die Tiefe fort. Es wurden ausgezeichnete korrosionsbeständige Eigenschaften bestätigt. Das Testergebnis ist in der 8 und der Tabelle 1 dargestellt. Die 9 zeigt das Meßergebnis für den Reibungskoeffizienten bezüglich der Anzahl von Gleitvorgängen. TABELLE 1 Strauss-Test: Korrosionstiefe in Legierungen auf Kobaltbasis (mm)

Material	Legierung auf Co-Basis mit eutektischem Karbid in kontinuierlicher gitterartiger Verteilung	Legierung auf Co-Basis mit eutektischem Karbid mit diskontinuierlicher körner- oder clusterartiger Verteilung
Vorwärm-Temperatur	600 °C	600 °C	700 °C
Testdauer 16 Stunden	0,51 bis 0,62 mm	So gering wie geätzt (nicht meßbar)	Kein Schaden
Testdauer 150 Stunden	3 mm und mehr	Bis zu 0,1 mm	So gering wie geätzt (nicht meßbar)

In einer korrosiven Umgebung ist bei der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W, in der das eutektische Karbid 1 diskontinuierlich als Körner oder Cluster verteilt ist, die Korrosionstiefe auf etwa 1/30 der Korrosionstiefe bei der herkömmlichen Legierung beschränkt. Durch Erhöhen der Vorwärmtemperatur, wodurch das Cr weiter diffundiert, wird die Korrosionstiefe weiter eingeschränkt.
Im Ergebnis ist die Korrosion durch den gelösten Sauerstoff bei der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung mit dem eutektischen Karbid 1, das diskontinuierlich in der Form von Körnern oder Cluster verteilt ist, eingeschränkt. Dadurch wird die Erosion beschränkt.
Wenn die beiden Fälle verglichen werden, in denen die Vorwärmtemperatur der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W 600 °C und 700 °C beträgt, so ist bei 700 °C die Korrosionsbeständigkeit des körnerartigen oder clusterartigen eutektischen Karbids 1 höher, da das Cr stärker diffundiert. Das Verbinden der Legierung mit dem Basismaterial bei einer höheren Vorwärmtemperatur ergibt bessere korrosionsbeständige und verschleißfeste Eigenschaften.
Bei einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr und einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni werden durch plastisches Warmverformen bei einer Hufheizung bis zur Solidustemperatur oder weniger die korrosionsbeständigen und verschleißfesten Eigenschaften wie bei der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W verbessert und gleichzeitig eine Gleitfläche mit geringer Reibung geschaffen.
Bei einer korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni werden durch plastisches Warmverformen bei einer Aufheizung bis zur Solidustemperatur oder weniger die korrosionsbeständigen und verschleißfesten Eigenschaften wie bei der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W verbessert und gleichzeitig eine Gleitfläche mit geringer Reibung geschaffen.
Die Materialkomponenten der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Kobaltbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder W umfassen in Gewichtsanteilen 0,1 bis 3,5 % C, 25 % oder weniger Ni, 25 bis 35 % Cr, 5 % oder weniger Fe, 20 % oder weniger W, 1,5 % oder weniger Mo und 1,5 % oder weniger Si. Der Rest ist Co und unvermeidliche Verunreinigungen.
Die Materialkomponenten der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr umfassen in Gewichtsanteilen 0,1 bis 2,5 % C, 3 bis 9 % Si, 7 bis 25 % Cr, 0,5 bis 5 % B, 2 bis 6 % Fe, 1 bis 5 % W und 17 % oder weniger Mo. Der Rest ist Ni und unvermeidliche Verunreinigungen.
Die Materialkomponenten der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung auf Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni umfassen in Gewichtsanteilen 0,1 bis 1,5 % C, 0,3 bis 4 % Si, 4 bis 9 % Ni, 3 % oder weniger Mo, 6 bis 10 % Mn und 15 bis 25 % Cr. Der Rest ist Fe und unvermeidliche Verunreinigungen.
Das Durchführen einer plastischen Warmverformung an diesen korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierungen erhöht die korrosionsbeständigen und verschleißfesten Eigenschaften und ergibt gleichzeitig eine korrosionsbeständige und verschleißfeste Gleitfläche mit geringer Reibung.
Der mittlere Reibungskoeffizient, der beim Messen der Reibung an einer Oberfläche der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung erhalten wird, beträgt ohne Schmierstoff bei Raumtemperatur 0,16 und in einer gesättigten Dampfatmosphäre bei 288 °C 0,19. Die Metallkomponenten der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung, die für die Reibungsmessung verwendet wurde, sind in der Tabelle 2 beschrieben. Das eutektische Karbid in der korrosionsbeständigen und verschleißfesten Legierung hat die Form einer diskontinuierlichen Verteilung vieler Körner oder Cluster. TABELLE 2

Zusammensetzung Ni Fe Mo C Si Cr Co W

Gew.-% 2,59 2,67 0,07 1,03 0,59 29,73 Rest 3,86
Die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung der vorliegenden Erfindung wird, wie im folgenden beschrieben, für verschiedene Vorrichtungen verwendet. Die 10 zeigt das Rohrleitungssystem eines Kernkraftwerks. An der Wasserzuführleitung 11 des Rohrleitungssystems 10 ist eine große Anzahl von Schieberventilen und Sperrventilen angebracht. Da die Schieberventile und Sperrventile in der Wasserzuführleitung 11 kleiner sind als die Wasserzuführpumpe 12, die einzelnen Zuführwasserheizer 13, 14 und die anderen Vorrichtungen, die im Verlauf der Wasserzuführleitung 11 angeordnet sind, und die Anzahl der Schieberventile und Sperrventile sehr groß ist, sind die Schieberventile und Sperrventile graphisch nicht dargestellt.
Bei einem Kernkraftwerk wird der Hochtemperatur-Hochdruckdampf, der innerhalb des Reaktor-Druckbehälters 16 erhalten wird, durch eine Hauptdampfleitung 15 zu einer Hochdruckturbine 18 geführt. Der von der Hochdruckturbine 18 abgegebene Dampf wird zu einer Niederdruckturbine 19 geführt. Die Drehkräfte dieser Turbinen treiben einen Generator 20 an. Der Dampf, der durch die Hochdruckturbine 18 und die Niederdruckturbine 19 gelaufen ist, wird nach dem Verlassen der Hochdruckturbine 18 und der Niederdruckturbine 19 in einem Hauptkondensator 22 und einem Sperrdampfkondensator 21 zu Wasser verflüssigt. Das Wasser kehrt durch das Wasserzuführsystem 10 mit den Schieberventilen und den Sperrventilen sowie der Wasserzuführpumpe 12, den einzelnen Zuführwasserheizern 13, 14 und der Wasserzuführleitung 11 in den Reaktor-Druckbehälter 16 zurück.
Der folgende Abschnitt beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein Schieberventil für die Ventile in den Leitungen eines Wasserzuführsystems 46 angewendet wird.
Die 11 zeigt einen Längsschnitt durch das Schieberventil, das in der Wasserzuführleitung 11 des Wasserzuführsystems 10 angeordnet ist. Wie in der 12 zu sehen, ist als Ventilsitz auf der Seite des Ventilelements 30 des Schieberventils eine ringförmige Platte 31 aus einer Legierung auf Kobaltbasis angeordnet. Die ringförmige Platte 31 aus der Legierung auf Kobaltbasis ist auch an der Seitenfläche des Ventilsitzes 33 auf der Seite des Ventilgehäuses 32 angebracht.
Die Legierung auf Kobaltbasis umfaßt 1,0 Gew.-% C, 30 Gew.-% Cr und 3,9 Gew.-% W. Durch Warmschmieden oder Warmwalzen der Legierung auf Kobaltbasis wurde das eutektische Karbid in der Legierung auf Kobaltbasis in Cluster oder Körner mit weniger als 30 Mikrometer umgeformt. Die Platte 31 aus der Legierung auf Kobaltbasis wird mittels Flüssigphasen-Diffusionsschweißen wie in der 12 gezeigt mit dem Ventilsitz 33 des Ventilgehäuses 32 und dem Ventilsitzteil des Ventilelements 30 verbunden.
Das Ventilelement 30 des Schieberventils hat eine scheibenartige Form und ist an der Oberseite dick und an der Unterseite dünn. Es wird in Verbindung mit der Auf/Abwärtsbewegung eines Ventilschafts nach oben/unten bewegt, wodurch der Wasserfluß oder Dampffluß im Ventilgehäuse 32 in der Richtung nach links oder rechts in der Darstellung zugelassen/gesperrt wird.
Der folgende Abschnitt beschreibt ein bestimmtes Beispiel der Anbringung einer ringartigen Platte aus der Legierung 31 auf Kobaltbasis am Ventilelement 30. Durch das Ausbilden von Stufen an der linken und rechten Oberfläche des Ventilelements 30 des Schieberventils werden Vorsprünge 34 geschaffen, die nach links und rechts vorstehen. In die Vertiefungen, die durch das Ausbilden der Stufen entstehen, wird ein Verbindungs-Einlagematerial eingelegt. Die ringartige Platte 31 mit einer Dicke von etwa 7 mm wird derart auf die Oberfläche des Verbindungs-Einlagematerials gelegt, daß die Platte 31 an den Vorsprüngen 34 anliegt. Zum Befestigen der ringartigen Platte 31 am Ventilelement 30 wird bei einem Flüssigphasen-Diffusionsschweißen nur das Verbindungs-Einlagematerial geschmolzen.
Das für das Flüssigphasen-Diffusionsschweißen verwendete Verbindungs-Einlage material ist eine Legierung auf Ni-Basis, die 4,5 Gew.-% Si und 3 Gew.-% B enthält und die bei etwa 1040 °C oder mehr vollständig geschmolzen ist. Die Bedingungen für das Flüssigphasen-Diffusionsschweißen umfassen 1100 °C für die Verbindungstemperatur, die 1 Stunde aufrecht gehalten wird, 1 bis 2 mal 10^-4 Torr für das Vakuum und 15 g/cm² für den Druck. Das Abkühlen nach dem Verbinden erfolgt von 1000 °C bis 650 °C mit etwa 150 °C/h, von 650 °C bis 425 °C mit etwa 100 °C/h und ab 425 °C durch natürliches Abkühlen mit Luftkühlung in einem Raum.
Am Ventilsitz 33 ist ebenfalls ein ringartiger Vorsprung 35 ausgearbeitet. In die Vertiefung um den Vorsprung wird ein Verbindungs-Einlagematerial eingelegt. Die ringar tige Platte 31 mit einer Dicke von etwa 7 mm wird so auf die Oberfläche des Verbindungs-Einlagematerials gelegt, daß sie an den Vorsprüngen 35 anliegt. Zum Befestigen der ringartigen Platte 31 am Ventilsitz 7 wird beim Flüssigphasen-Diffusionsschweißen nur das Verbindungs-Einlagematerial geschmolzen. Die ringartige Platte 31, das Verbindungs-Einlagematerial, die Bedingungen für das Flüssigphasen-Diffusionsschweißen und die Kühlbedingungen sind jeweils die gleichen wie beim Verbinden des Ventilelements 30 mit der Platte 31.
Das Ventilelement 30, die Platte 31 und der Ventilsitz 33 schmelzen bei der Verbindungstemperatur von 1100 °C nicht. Das Material für die Teile des Ventilelements 30 und den Ventilsitzes 33, an denen die Platten 31 angebracht werden, ist S25C, ein Kohlenstoffstahl für Maschinenbauteile. Der thermische Expansionskoeffizient des Kohlenstoffstahls S25C für Maschinenbauteile ist kleiner als der für die Legierung auf Co-Basis. Die ringartigen Vorsprünge 34, 35 (Stufen) mit einer Höhe von 2 mm sind so vorgesehen, daß sie innen mit ringartigen Platten 6 in Kontakt stehen, die mit den Oberflächen des Ventilelements 30 und des Ventilsitz es 33 einander gegenüberliegend verbunden werden, wie es in der 12 gezeigt ist. Dadurch wird das Anordnen der Platten 31 am Ventilelement 30 und am Ventilsitz 33 beim Verbinden erleichtert, und gleichzeitig wird der Widerstand gegen die Scherkräfte an den gleitenden Teilen und den verbundenen Teilen erhöht, wenn das Schieberventil betrieben wird.
Beide Platten 31, die auf der Seite des Ventilelements 30 als Ventilsitz dienen, erscheinen in der 12 von links und rechts der Seite gesehen als Ring. Die ringartigen Platten 31 sind derart verbunden, daß sie mit dem äußeren Umfang des kreisförmigen Vorsprungs 34 auf der linken und der rechten Seite des Ventilelements 30 in Kontakt stehen.
Der Ventilsitz 33 auf der Seite des Ventilgehäuses 32 ist zylindrisch, und der Ventilsitz 33 ist in das Ventilgehäuse 32 integriert. Die Endfläche auf der Seite des Ventilelements 30 des Ventilsitzes 33 ist eine Gleitfläche. Die Endfläche ist so strukturiert, daß die ringartige Platte 31 mit dem äußeren Umfang des ringartigen Vorsprungs 35 in Kontakt steht und damit durch das Flüssigphasen-Diffusionsschweißen verschweißt wird. Die beiden Vorsprünge 34, 35 sind jeweils 2 mm hoch, was weniger ist als die 7 mm der Dicke der ringartigen Platten 31.
Bei dem mit diesem Verfahren hergestellten Schieberventil sind die Kontaktflächen zwischen dem Ventilelement und dem Ventilgehäuse mit den Platten 31 versehen. Da das eutektische Karbid in der Legierung auf Co-Basis, die das Material für die Platte 31 ist, nach dem Flüssigphasen-Diffusionsschweißen diskontinuierlich als eine Vielzahl von Körnern oder Cluster verteilt ist, wird das Phänomen eingeschränkt, daß eine Atmosphäre, die eine korrosive Umgebung erzeugt, etwa gelöster Sauerstoff, das eutektische Karbid kontinuierlich korrodiert. Dadurch wird das Ablösen der Matrix der Gußstruktur der Legierung auf Co-Basis eingeschränkt, so daß das Fortschreiten der Korrosion und Erosion des Ventilsitzes eingeschränkt ist, mit dem Ergebnis, daß eine Verschlechterung der Abdichteigenschaften des Schieberventils verhindert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Platten 31 aus der Legierung auf Co-Basis als die ringartige korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung verwendet. Wie beschrieben kann auch die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung auf Nickelbasis mit hinzugefügtem Fe und/oder Cr und die korrosionsbeständige und verschleißfeste Legierung auf Eisenbasis mit hinzugefügtem Cr und/oder Ni sowie die Legierung auf Ni-Basis und die Legierung auf Fe-Basis, wobei die Legierung die in der Tabelle 2 genannten Komponenten enthält, verwendet werden, wobei die Legierung jeweils einem Warmschmieden oder einem Warmwalzen unterzogen wird, um das eutektische Karbid in der Legierung diskontinuierlich zu verteilen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Legierung auf Ni-Basis mit niedrigem Schmelzpunkt als Einlagematerial verwendet. Es kann aber auch eine Einlage auf Fe-Basis oder Co-Basis mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden. Außer bei einem Schieberventil kann die gleiche Struktur wie bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch bei den gleitenden Teilen und den Kontaktteilen von Ventilsitzen und dergleichen in einem Sperrventil, einem Sicherheitsventil und einem Kugelventil verwendet werden, um den Effekt einer Einschränkung der Abnahme der Dichtfähigkeit, der Steuerbarkeit und der Betriebsbereitschaft der jeweiligen Ventile zu erzielen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bleibt die normale Funktion eines in einem Kernkraftwerk verwendeten Ventils für eine lange Zeit erhalten, wodurch die Zuverlässigkeit des Kernkraftwerks ansteigt.
In einem Kraftwerk mit einem Rohrleitungssystem, in das das bei dieser Ausführungsform beschriebene Ventil integriert ist, sind die Korrosion und die Erosion an gleitenden Teilen wie dem Ventilsitz aufgrund von gelöstem Sauerstoff eingeschränkt, wenn eine Wasserstoffperoxidlösung in die Rohrleitungen eingegeben wird, wodurch die Sicherheit des Kraftwerks zunimmt.
Besonders wenn das Ventil der vorliegenden Ausführungsform in das Wasserzuführsystem eines Kernkraftwerks eingebaut und verwendet wird, sind die Korrosion und das Ablösen des eutektischen Karbids der bei dem Ventilsitz verwendeten Legierung auf Co-Basis eingeschränkt, und die Effusion und Diffusion von Kobalt in das Wasserzuführsystem durch Korrosion und Ablösen sind gering. Im Ergebnis sind die Effusion und Diffusion des Kobalts und die Aktivierung des Kobalts eingeschränkt, wodurch die Arbeiter in dem Kernkraftwerk erheblich weniger Strahlung ausgesetzt sind.

Claims

Kernkraftwerk mit einem Rohrleitungssystem, das an einer von Kühlmittel durchflossenen Rohrleitung ein Ventil mit einem Ventilelement und einem Ventilgehäuse aufweist, wobei an den Kontaktflächen von Ventilelement und Ventilgehäuse Ventilsitze vorgesehen sind und der Grundkörper der Ventilsitze mit einem Bauteil aus einer Legierung auf Kobaltbasis versehen ist, in der körner- oder clusterartiges eutektisches Karbid in einer diskontinuierlichen Verteilung verteilt ist und das einen Reibungskoeffizient von 0,1 bis 0,3 aufweist, wobei die Legierung auf Kobaltbasis in Gewichtsanteilen 0,1 % bis 3,5 % C, 25 % oder weniger Ni, 25 % bis 35 % Cr, 5 % oder weniger Fe, 20 % oder weniger W, 1,5 % oder weniger Mo und 1,5 % oder weniger Si, Rest Co und Verunreinigungen, enthält.
Kernkraftwerk mit einem Rohrleitungssystem, das an einer von Kühlmittel durchflossenen Rohrleitung ein Ventil mit einem Ventilelement und einem Ventilgehäuse aufweist, wobei an den Kontaktflächen von Ventilelement und Ventilgehäuse Ventilsitze vorgesehen sind und der Grundkörper der Ventilsitze mit einem Bauteil aus einer Legierung auf Nickelbasis versehen ist, in der körner- oder clusterartiges eutektisches Karbid in einer diskontinuierlichen Verteilung verteilt ist und das einen Reibungskoeffizient von 0,1 bis 0,3 aufweist, wobei die Legierung auf Nickelbasis in Gewichtsanteilen 0,1 % bis 2,5 % C, 3 % bis 9 % Si, 7 % bis 25 % Cr, 0,5 % bis 5 % B, 2 % bis 6 % Fe, 1 % bis 5 % Wund 17 % oder weniger Mo, Rest Ni und Verunreinigungen, enthält.
Kernkraftwerk mit einem Rohrleitungssystem, das an einer von Kühlmittel durchflossenen Rohrleitung ein Ventil mit einem Ventilelement und einem Ventilgehäuse aufweist, wobei an den Kontaktflächen von Ventilelement und Ventilgehäuse Ventilsitze vorgesehen sind und der Grundkörper der Ventilsitze mit einem Bauteil aus einer Legierung auf Eisenbasis versehen ist, in der körner- oder clusterartiges eutektisches Karbid in einer diskontinuierlichen Verteilung verteilt ist und das einen Reibungskoeffizient von 0,1 bis 0,3 aufweist, wobei die Legierung auf Eisenbasis in Gewichtsanteilen 0,1 % bis 1,5 % C, 0,3 % bis 4 % Si, 4 % bis 9 % Ni, 3 % oder weniger Mo, 6 % bis 10 % Mn und 15 % bis 25 % Cr, Rest Fe und Verunreinigungen, enthält.
Kernkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Korngröße des eutektischen Karbids weniger als 30 μm beträgt.