ML20057B632: Difference between revisions

From kanterella
Jump to navigation Jump to search
StriderTol Bot insert
 
StriderTol Bot change
 
Line 16: Line 16:


=Text=
=Text=
{{#Wiki_filter:I     l
{{#Wiki_filter:I
#(joorog ',  jo,'
#(joorog l
* UNIT ED STATES                                   '
jo,
NUCLEAR REGULATORY COMMISSION h             ; *$                    WASHINGTON, D. C. 20555
* UNIT ED STATES NUCLEAR REGULATORY COMMISSION h
      ...../                                       Septster 9,1993                           ,
WASHINGTON, D. C. 20555
Docket No. 50-325 LICENSEE:     Carolina Power & Light Company FACILITIES:   Brunswick Steam Electric Plant, Unit 1
,.,...../
Septster 9,1993 Docket No. 50-325 LICENSEE:
Carolina Power & Light Company FACILITIES:
Brunswick Steam Electric Plant, Unit 1


==SUBJECT:==
==SUBJECT:==
MEETING  
MEETING  


==SUMMARY==
==SUMMARY==
  - SELECTED TECHNICAL ISSUES AFFECTING UNIT 1 RESTART 1
  - SELECTED TECHNICAL ISSUES AFFECTING UNIT 1 RESTART 1
l l
Representatives from Carolina Power & Light Company (the licensee) met with the Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on August 26, 1993, at the NRC offices in Rockville, Maryland.
Representatives from Carolina Power & Light Company (the licensee) met with         l the Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on August 26, 1993, at the NRC offices in Rockville, Maryland. The meeting was requested by the NRC to             l discuss the status of activities associated with the restart of Unit 1               {
The meeting was requested by the NRC to l
following its present refueling outage. The topics discussed were (1) Unit 1         '
discuss the status of activities associated with the restart of Unit 1
outage status, (2) cracks in the core shroud, (3) cracks in the core spray sparger, and (4) metal turnings found in the fuel assemblies. The attendees at the meeting are listed in Enclosure 1 and a copy of the slides presented at the meeting are given in Enclosure 2.                     '
{
i' l
following its present refueling outage. The topics discussed were (1) Unit 1 outage status, (2) cracks in the core shroud, (3) cracks in the core spray sparger, and (4) metal turnings found in the fuel assemblies.
The licensee stated that the Unit 1 outage status was on track, but that the         !
The attendees at the meeting are listed in Enclosure 1 and a copy of the slides presented at the meeting are given in Enclosure 2.
fuel reload is being held up pending the completion of the inspection of the         !
The licensee stated that the Unit 1 outage status was on track, but that the fuel reload is being held up pending the completion of the inspection of the core shroud, and the final determination of the safety of operation for another cycle.
core shroud, and the final determination of the safety of operation for another cycle. The licensee and representatives of General Electric Nuclear Engineering (GENE) then discussed the findings to date of their examinations of the core shroud cracking. A sample of the cracked area has been removed from the shroud and is undergoing various tests to determine the mechanism of the cracking and the severity. The licensee also has a third party review underway of the crack to assure correct characterization. The licensee is reviewing mitigation and repair options; developing future inspection criteria / scope; and determining the scope of future activities as the inspection and analysis results develop.
The licensee and representatives of General Electric Nuclear Engineering (GENE) then discussed the findings to date of their examinations of the core shroud cracking. A sample of the cracked area has been removed from the shroud and is undergoing various tests to determine the mechanism of the cracking and the severity.
The licensee also has a third party review underway of the crack to assure correct characterization.
The licensee is reviewing mitigation and repair options; developing future inspection criteria / scope; and determining the scope of future activities as the inspection and analysis results develop.
Also discussed were the cracks found in core spray sparger and the corrective actions undertaken. The licensee plans further inspections of this crack during the next refueling outage.
Also discussed were the cracks found in core spray sparger and the corrective actions undertaken. The licensee plans further inspections of this crack during the next refueling outage.
Finally, the licensee presented its findings on the metal turnings found in the fuel assemblies. All of the fuel bundles were inspected and 212 out of             i 453 had these turnings. No other turnings were found and no damage to the             i fuel, internals or associated equipment is expected. The staff has no further concern with this issue.
Finally, the licensee presented its findings on the metal turnings found in the fuel assemblies. All of the fuel bundles were inspected and 212 out of i
[ b bkk It 9309230038 930909 5 PDR     ADOCK 0500                                                               @ /lI ,
453 had these turnings. No other turnings were found and no damage to the i
fuel, internals or associated equipment is expected.
The staff has no further concern with this issue.
[ b bkk It
/lI 9309230038 930909 PDR ADOCK 0500 5
jf)
jf)
P
P 1
 
The meeting concluded with a commitment to meet again when further information on'the core shroud cracks is available.
1 The meeting concluded with a commitment to meet again when further information on'the core shroud cracks is available.
Original signed by:
Original signed by:
Patrick D. Milano, Senior Project Manager Project Directorate II-1 Division of Reactor Projects - I/II Office of Nuclear Reactor Regulation
Patrick D. Milano, Senior Project Manager Project Directorate II-1 Division of Reactor Projects - I/II Office of Nuclear Reactor Regulation


==Enclosures:==
==Enclosures:==
: 1. List of Attendees
1.
: 2. Slides Presented cc w/ enclosures:
List of Attendees 2.
See next page DISTRIBUTION:
Slides Presented cc w/ enclosures:
Enclosure 1 & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading                   .
See next page DISTRIBUTION: & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading P. Milano C. E. Carpenter E. Merschoff, R-II J. Johnson, R-II T. Murley/F. Miraglia 12-G-18 J. Partlow 12-G-18 W. Russell 12-G-18 J. Richardson S. Varga G. Lainas R. Hermann 14-C-7 T. Collins 8-E-23 L. Phillips 8-E-23 G. Hornseth 7-D-4 G. Hubbard 8-D-1 P. Anderson ACRS (10)
P. Milano C. E. Carpenter E. Merschoff, R-II J. Johnson, R-II Enclosure 1 T. Murley/F. Miraglia     12-G-18 J. Partlow                 12-G-18 W. Russell                 12-G-18 J. Richardson S. Varga G. Lainas R. Hermann                 14-C-7 T. Collins                 8-E-23 L. Phillips               8-E-23 G. Hornseth               7-D-4 G. Hubbard                 8-D-1 P. Anderson ACRS (10)
OGC L. Plisco 17-G-21 0FFICE L M '1(M PE PE:PD21;DRP.E PM:PD21:QRPE AD:PD21:DRPE NAME PAN CECarpYn5 D PDMilanoN SSBajwaIk DATE 9/9/93 9 / 9 /93 3/3/93 6 / 4 /93 Document Name:
OGC L. Plisco                 17-G-21 0FFICE       L M '1(M PE     PE:PD21;DRP.E     PM:PD21:QRPE     AD:PD21:DRPE NAME         PAN             CECarpYn5 D PDMilanoN               SSBajwaIk DATE         9/9/93         9 / 9 /93         3/3/93           6 / 4 /93 Document Name:     BR827.MTS                             -    - - '        -
BR827.MTS


8 t
l t
l
8 Brunswick Steam Electric Plant Units 1 and 2 cc:
        ,                              Brunswick Steam Electric Plant       !
t Mr. Mark S. Calvert Karen E. Long Associate General Counsel Assistant Attorney General Post Carolina Power & Light Company State of North Carolina Post Office Box 1551 Post Office Box 629 Raleigh, North Carolina 27602 Raleigh, North Carolina 27602 l
    ,                                      Units 1 and 2                     -
Mr. Kelly Holden, Chairman Mr. Robert P. Gruber Board of Commissioners Executive Director l
cc:
Post Office Box 249 Public Staff - NCUC i
t Mr. Mark S. Calvert                 Karen E. Long Associate General Counsel           Assistant Attorney General Post Carolina Power & Light Company     State of North Carolina             '
Southport, North Carolina 28422 Post Office Box 29520 Raleigh, North Carolina 27626-0520 Resident Inspector U.S. Nuclear Regulatory Commission Mr. H. W. Habermeyer, Jr.
Post Office Box 1551               Post Office Box 629 Raleigh, North Carolina 27602       Raleigh, North Carolina 27602     l Mr. Kelly Holden, Chairman         Mr. Robert P. Gruber               .!
l Star Route 1, PO Box 208 Vice President Southport, North Carolina 28461 Nuclear Services Department Carolina Power & Light Company Regional Administrator, Region Il Post Office Box 1551 - Mail OHS 7 U.S. Nuclear Regulatory Commission Raleigh, North Carolina 27602 101 Marietta St., N.W.,
Board of Commissioners             Executive Director                 l Post Office Box 249                 Public Staff - NCUC                 i Southport, North Carolina 28422     Post Office Box 29520               ;
Ste. 2900 Atlanta, Georgia 30323 j
Raleigh, North Carolina 27626-0520 Resident Inspector                                                     ;
Mr. Dayne H. Brown, Director Division of Radiation Protection i
U.S. Nuclear Regulatory Commission Mr. H. W. Habermeyer, Jr.           l Star Route 1, PO Box 208           Vice President                     '
N. C. Department of Environmental, i
Southport, North Carolina 28461     Nuclear Services Department         ,
Commerce and Natural Resources Post Office Box 27687 Raleigh, North Carolina 27611-7687 Mr. J. M. Brown Plant Manager - Unit 1 Carolina Power & Light Company Brunswick Steam Electric Plant Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461 Public Service Commission State of South Carolina Post Office Drawer 11649 Columbia, South Carolina 29211 Mr. C. C. Warren Plant Manager - Unit 2 i
Carolina Power & Light Company     !
Brunswick Steam Electric Plant Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461 Mr. R. A. Anderson, Vice President Carolira Power & Light Company i
Regional Administrator, Region Il   Post Office Box 1551 - Mail OHS 7 U.S. Nuclear Regulatory Commission Raleigh, North Carolina 27602 101 Marietta St., N.W., Ste. 2900 Atlanta, Georgia 30323                                                   j Mr. Dayne H. Brown, Director Division of Radiation Protection                                         i N. C. Department of Environmental,                                       i Commerce and Natural Resources                                           l Post Office Box 27687 Raleigh, North Carolina 27611-7687 Mr. J. M. Brown Plant Manager - Unit 1 Carolina Power & Light Company Brunswick Steam Electric Plant Post Office Box 10429         -
Brunswick Steam Electric Plant i
Southport, North Carolina 28461                                         ;
Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461
Public Service Commission State of South Carolina Post Office Drawer 11649 Columbia, South Carolina 29211 Mr. C. C. Warren Plant Manager - Unit 2                                                   i Brunswick Steam Electric Plant                                           l Post Office Box 10429                                                   :
Southport, North Carolina 28461                                         !
Mr. R. A. Anderson, Vice President                                       l Carolira Power & Light Company                                           i Brunswick Steam Electric Plant                                           i Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461                                         ,


i i
i i
Enclosure 1     l 1
1 MEETING ATTENDANCE LIST CAROLINA POWER & LIGHT COMPANY BRUNSWICK, HARRIS, AND ROBINSON i
MEETING ATTENDANCE LIST                                               .
NAME TITLE ORGANIZATION fjiQE I
CAROLINA POWER & LIGHT COMPANY                                         -
S. S. Bajwa Acting Project Director NRC/NRR/PD21 301-554-1466 l
BRUNSWICK, HARRIS, AND ROBINSON                                             i NAME                 TITLE                           ORGANIZATION               fjiQE                 l I       S. S. Bajwa         Acting Project Director         NRC/NRR/PD21               301-554-1466           l l        P. D. Milano         Project Manager                 NRC/NRR/PD21               301-504-1457         l C. E. Carpenter     Project Engineer               NRC/NRR/PD21               301-504-1457         ;
P. D. Milano Project Manager NRC/NRR/PD21 301-504-1457 l
G. D. Miller         Manager - Technical Support     CP&L - BRUNSWICK 919-457-2352 Larry Phillips       Chief Core Performance SRXB     NRC/NRR/DSSA               301-504-3232 G. Hornseth         Materials Engineer NRR/EMCB                   301-504-2756 Tony Harris         Sr. Specialist                 CP&L/ Licensing           919-457-3312         i John Langdon         NDE Supervisor                 CP&L/NDE Services 919-457-2072                   -
C. E. Carpenter Project Engineer NRC/NRR/PD21 301-504-1457 G. D. Miller Manager - Technical Support CP&L - BRUNSWICK 919-457-2352 Larry Phillips Chief Core Performance SRXB NRC/NRR/DSSA 301-504-3232 G. Hornseth Materials Engineer NRR/EMCB 301-504-2756 Tony Harris Sr. Specialist CP&L/ Licensing 919-457-3312 i
Robert Grazio       Mgr Eng. Support               CP&L/NED                   919-457-3470
John Langdon NDE Supervisor CP&L/NDE Services 919-457-2072 Robert Grazio Mgr Eng. Support CP&L/NED 919-457-3470 Vauhan Waeoner Mgr Mech Unit CP&L/NED 919-546-7959 l
;        Vauhan Waeoner       Mgr Mech Unit                   CP&L/NED                   919-546-7959         l l       Ray Hanford         Chief Materials Engineer       CP&L/NED                   919-546-7603 Bill Campbell       V. P., Nuc. Engineer           CP&L/NED                   919-546-3780 Carl R. Osman       Principal NDE Specialist       CP&L/ Tech Dept.           919-362-3375         '
l Ray Hanford Chief Materials Engineer CP&L/NED 919-546-7603 Bill Campbell V. P., Nuc. Engineer CP&L/NED 919-546-3780 Carl R. Osman Principal NDE Specialist CP&L/ Tech Dept.
Gus Lainas           AD RII Reactors                 NRR/DRPE                   301-504-1453 l       Gary Vine           EPRI Wash. DC Rep.             EPRI                       202-293-6347 i       Morris Brown         Plant Manger                   CP&L                       919-457-2210         !
919-362-3375 Gus Lainas AD RII Reactors NRR/DRPE 301-504-1453 l
William Koo         Sr. Materials Engr.             EMCB/0E/NRR               301-504-2706       .l M. Banie             Acting Project Director         NRR                       301-504-2771         ;
Gary Vine EPRI Wash. DC Rep.
R. Dermann           Section Chief EMCB             NRR                       301-504-2768         ,
EPRI 202-293-6347 i
R. Frahm             Sr. Syst. Engr                 NRR                       301-504-2886         i S. L. Wu             Reactor Engr                   NRR                       301-504-3284         .
Morris Brown Plant Manger CP&L 919-457-2210 William Koo Sr. Materials Engr.
M. B. Sims           Nuclear Specialist             SNC/ Hatch                 205-877-7473 Sam Ranganath       Manager Struce Mech.           GENE                       408-925-6825 Gerry Gordon         Chief Materials                 GENE                       408-925-6421         1 Ed Black             SRNDE Specialist               CP&L                       919-457-3639         :
EMCB/0E/NRR 301-504-2706
Steven Bertz         NED Engineer                   CP&L                       919-546-2658         !
.l M. Banie Acting Project Director NRR 301-504-2771 R. Dermann Section Chief EMCB NRR 301-504-2768 R. Frahm Sr. Syst. Engr NRR 301-504-2886 i
James Medoff         Chem. Eng. Mat. E.BR/NRR       NRR                       301-504-2715         l Paul M. Byron       Resident Inspector             NRC/RII                   919-547-9531         i James L. Cokyely Reactor Inspector                   NRC/RII                   404-331-5584         .
S. L. Wu Reactor Engr NRR 301-504-3284 M. B. Sims Nuclear Specialist SNC/ Hatch 205-877-7473 Sam Ranganath Manager Struce Mech.
Michael Markley OPS. Engineer                       NRR/RPEB                   301-504-1011         :
GENE 408-925-6825 Gerry Gordon Chief Materials GENE 408-925-6421 1
1 l
Ed Black SRNDE Specialist CP&L 919-457-3639 Steven Bertz NED Engineer CP&L 919-546-2658 James Medoff Chem. Eng. Mat. E.BR/NRR NRR 301-504-2715 l
1 i
Paul M. Byron Resident Inspector NRC/RII 919-547-9531 i
l l
James L. Cokyely Reactor Inspector NRC/RII 404-331-5584 Michael Markley OPS. Engineer NRR/RPEB 301-504-1011 1
l 1
i l
l
l


i -
i G
G N
N IT N
I T
EE O
N       E E
M d
O I      M   d           3           .
3 I
T             n         9 L     a A       A   l y
T n
9 1
9 L
T       C     r a            ,
a 9
N I
A A
M           6 E       H               2 S
y 1
C     e         T E       E   l l
l T
i           S R       T     v         U P       L   k          G c
C ra I
C        &    o         U R
N N
P   R           A C
M 62 E
N        /
H S
C R
C e
T E
E l
S l
i R
T v
U k
P L
G c
o U
C P
R A
R C
N
N
: ;    .        ; l -    -
/
CR N
l


AGENDA a OPENING REMARKS                                                 J. M. Brown a UNIT 1 OUTAGE STATUS                                             J. M. Brown a CORE SHROUD                                                     R. E. Grazio/GE a CORE SPRAY SPARGER                                               R. E. Grazio a METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES                               G. D. Miller a CLOSING REMARKS                                                 J. M. Brown
AGENDA a
OPENING REMARKS J. M. Brown a
UNIT 1 OUTAGE STATUS J. M. Brown a
CORE SHROUD R. E. Grazio/GE a
CORE SPRAY SPARGER R. E. Grazio a
METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES G. D. Miller a
CLOSING REMARKS J. M. Brown


i I
i I
UNIT                       1 OUTAGE STATUS u       CRD SYSTEM e       NEUTRON MONITORING SYSTEM                                                                                                                                                                             i a       NUCLEAR SERVICE WATER SYSTEM u       CORE SHROUD INSPECTION s       CORE RELOAD u       VESSEL ASSEMBLY / HYDRO u       REACTOR STARTUP                                                                                                                                                                                       ,
UNIT 1 OUTAGE STATUS u
a      POWER ASCENSION                                                                                                                                                                                       -
CRD SYSTEM e
  . ._m  __ _a  __.--.._a- *__... u - _ _ . . _ - _ _ _ __.____-___._____u-s._. _.___ _ __.u_-___ ____m __ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___-_ 4 _ _ _ _ < _ _ ___''_2._.enJs _.* MW mi wep.Jun eW i'rwy'ev   vN- ' ' ' _
NEUTRON MONITORING SYSTEM i
a NUCLEAR SERVICE WATER SYSTEM u
CORE SHROUD INSPECTION s
CORE RELOAD u
VESSEL ASSEMBLY / HYDRO u
REACTOR STARTUP a
POWER ASCENSION
. m a
.--.. a-u -
u-s..
.u -
m 4
'' 2..enJs MW mi wep.Jun eW i'rwy'ev vN- ' ' '


                                                                                                                                                                                    ~
~
CORE SHROUD CRACKING                                                                                                                     !
CORE SHROUD CRACKING s'
s'           NED LEADING EVALUATIONS m             KEY ISSUE - CRACK CHARACTERIZATION
NED LEADING EVALUATIONS m
* Best Available Examination Technique e         Best Available Examination Expertise                                                                                                                   ,
KEY ISSUE - CRACK CHARACTERIZATION Best Available Examination Technique e
o          EPRI - Third Party Review a             ENGINEERING REVIEWS CONTINUING e         CP&L - NDE, Metallurgy, Structural e         GE - Metallurgical / Structural Detailed Analyses                                                                                                     '
Best Available Examination Expertise o
e          SIA - Third Party Review
EPRI - Third Party Review a
              .=     -3   w   4-- wwe 4% .g--     w y er=- .*      ..*-.w.-.-+ ,, ~w               w. m .-n< + - - - = - , e ~.%--               w-   ++- -~% , -*-=. - .--- ,    = -e--e u- .
ENGINEERING REVIEWS CONTINUING e
CP&L - NDE, Metallurgy, Structural e
GE - Metallurgical / Structural Detailed Analyses e
SIA - Third Party Review
.=
-3 w
4--
wwe 4%
.g--
w y
er=-
..*-.w.-.-+
~w w.
m
.-n<
+ - - - = -,
e
~.%--
w-
++-
-~%
, -*-=.
=
-e--e u-


m.
m.
l
l
                                                                                                                                                                    ~
~
CORE SHROUD CRACKING (CONT.)
CORE SHROUD CRACKING (CONT.)
a                     COMPLETE BOAT SAMPLE ANALYSES u                   . OTHER CONTINUING ACTIVITES e         Review Mitigation / Repair Options e         Develop Future inspection Criteria / Scope e        Scope of Future Actions Dependent Upon inspection / Analysis Results a                    
a COMPLETE BOAT SAMPLE ANALYSES u
. OTHER CONTINUING ACTIVITES e
Review Mitigation / Repair Options e
Develop Future inspection Criteria / Scope Scope of Future Actions Dependent Upon inspection / Analysis e
Results a


==SUMMARY==
==SUMMARY==
e Outage Progressing Well e
Further Evaluation Necessary Prior To Fuel Reload
.z


e         Outage Progressing Well e         Further Evaluation Necessary Prior To Fuel Reload
i CORE SPRAY SPARGER CRACKING 1
_ _ _ _ _ .. _ .._ _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _                                            _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ _ . . - _ - _      .z
n a
CRACKS FOUND AT TWO NEW LOCATIONS (B-LOOP) e Upper Tee Box Circ Weld HAZ,3" in Length e
Lower Sparger Arm,18" from Tee Box in HAZ of Circ Weld, 2" in Length a
EVALUATION FOR CONTINUED OPERATION COMPLETED e
Submitted to NRC July 26,1993 e
Significant Structural Margin Exists Possible Loose Parts Will Not Adversely Affect Safe Operation e
Similar To Unit 2. Experience e
Acceptable For Cycle 9 Operation s
FUTURE PLANS i-e inspect During Next RFO e
implement Repair Similar to Unit 2 i
~-


i CORE SPRAY SPARGER CRACKING                                                                                                                      '
o METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES a
1 n
FUEL LEAKAGE IDENTIFIED DURING CYCLE 8 OPERATION m
a            CRACKS FOUND AT TWO NEW LOCATIONS (B-LOOP) e                              Upper Tee Box Circ Weld HAZ,3" in Length e                                Lower Sparger Arm,18" from Tee Box in HAZ of Circ Weld, 2" in Length a            EVALUATION FOR CONTINUED OPERATION COMPLETED e                                Submitted to NRC July 26,1993 e                                Significant Structural Margin Exists
FUEL. SIPPING IDENTIFIED TWO FAILED ASSEMBLIES LYL815 - Small Hole identified During UT With Metal Turning in Place - Assembly Repaired LYG577 - Not Being Reloaded, No Repair Made a
* Possible Loose Parts Will Not Adversely Affect Safe Operation e                              Similar To Unit 2. Experience e                              Acceptable For Cycle 9 Operation s            FUTURE PLANS i-e                                inspect During Next RFO e                                implement Repair Similar to Unit 2 i
FUEL BUNDLE INSPECTIONS GE SIL 552 Recommendation initially inspected 60 Assembiies - 60% With Turnings e
_ _ _ _ _ . _ _ . - - - ~- .. . - - - - _ . . . . . . _ _ _ . - . _ . ,
i e
 
100% inspected - 47% With Turnings (212 Out of 453) i i
o METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES a FUEL LEAKAGE IDENTIFIED DURING CYCLE 8 OPERATION m FUEL. SIPPING IDENTIFIED TWO FAILED ASSEMBLIES
1
* LYL815 - Small Hole identified During UT With Metal Turning in Place - Assembly Repaired
.l
* LYG577 - Not Being Reloaded, No Repair Made a FUEL BUNDLE INSPECTIONS
)
* GE SIL 552 Recommendation initially inspected 60 Assembiies - 60% With Turnings e 100% inspected - 47% With Turnings (212 Out of 453) 1


I E
I E
                                                                                                                              ~
METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES
METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES                                                                                                               .
~
t m   METAL TURNING ORIGIN INVESTIGATION o'. Reviewed pre-Cycle 8 outage scope e   Sample Analyzed Typical Of Type 304 Austenitic Stainless Filing Sample Sent To independent Lab For- Further Analysis a   ADDITIONAL ACTIONS TAKEN 4
t m
e   System Engineers Reviewed Job Scope Of Current Outage To                                                                                 ,
METAL TURNING ORIGIN INVESTIGATION 1
Determine System Flush Needs e   Fuel Debris Prevention. Control Program - Audit Of Cleanliness-Control Procedures               -
o'.
* Training Provided By Nuclear Fuels and Tec.hnical Support o   Lessons Learned From Hatch Experience
Reviewed pre-Cycle 8 outage scope e
____.m.__a__.__  - __ _ _ _ _ _ _ _-m.-_.m._____=v _m.__ _______.-, .-__--.-___m-e. --* _=,- __  ww- *._r - _ m- =,'.-
Sample Analyzed Typical Of Type 304 Austenitic Stainless Filing Sample Sent To independent Lab For-Further Analysis e
a ADDITIONAL ACTIONS TAKEN 4
e System Engineers Reviewed Job Scope Of Current Outage To Determine System Flush Needs e
Fuel Debris Prevention. Control Program - Audit Of Cleanliness-Control Procedures Training Provided By Nuclear Fuels and Tec.hnical Support o
Lessons Learned From Hatch Experience
.m.
a
-m.-.m.
=v m.
m-e.
--* _=,-
ww-
*. r m-
=, '. -


UNIT     1 OUTAGE  
UNIT 1 OUTAGE  


==SUMMARY==
==SUMMARY==
1 m METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES e   Inspections Complete And Assemblies Are Ready For Reload m CORE SPRAY SPARGER e   Acceptable Structural Margin For Cycle 9 Operation m CORE SHROUD e   Resolve Crack Characterization issue Core Reload Delayed Until Analyses / Evaluations Completed
1 m
METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES e
Inspections Complete And Assemblies Are Ready For Reload m
CORE SPRAY SPARGER e
Acceptable Structural Margin For Cycle 9 Operation m
CORE SHROUD e
Resolve Crack Characterization issue Core Reload Delayed Until Analyses / Evaluations Completed e


l' 1
l' 1
Overview of Brunswick Units 1,2 Shroud SCC Status Presented to US NRC in Support of Carolina Power & Light G.M. Gordon, S. Ranganath                                                                                                           ,
Overview of Brunswick Units 1,2 Shroud SCC Status Presented to US NRC in Support of Carolina Power & Light G.M. Gordon, S. Ranganath GE Nuclear Energy I
GE Nuclear Energy I
August 26,1993 4 l-
        .,.                                                                                                                August 26,1993 4 l-


                                                                                                                                                                                                        ~
~
4
4
(
(
1 Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed
1 Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed at Brunswick Unit 1 4
-                                                                                                                                                                                    at Brunswick Unit 1 4
1 4 -
1 4 -
k 4
k 4


j                                                        Outline j
Outline j
!                  -  introduction - CP&L i
j introduction - CP&L Overview of BNPS Shroud SCC Status - G.M. Gordon, GENE i
                  -  Overview of BNPS Shroud SCC Status - G.M. Gordon, GENE
Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed at BNPS Basis for Understanding
                            -      Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed at BNPS
+ Fabrication History l
                            -      Basis for Understanding
Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility
                                    + Fabrication History l
+
                                      + Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility
Expected Effect of Neutron Fluence on SCC Susceptibility
                                      + Expected Effect of Neutron Fluence on SCC Susceptibility
+
                                      + Predicted Effect of Water Chemistry on SCC
Predicted Effect of Water Chemistry on SCC
                                        + Current Understanding of BNPS Shroud Weld Indications Shroud Weld HAZ SCC Observed at Overseas BWR-4
+
                              -        Shroud indication Boat Sample Status
Current Understanding of BNPS Shroud Weld Indications
                    -  Structural Margin Analysis - S. Ranganath, GENE i
+
                    -  Summary.and Review of Mitigation Options - G.M. Gordon, GENE
Shroud Weld HAZ SCC Observed at Overseas BWR-4 Shroud indication Boat Sample Status Structural Margin Analysis - S. Ranganath, GENE Summary.and Review of Mitigation Options - G.M. Gordon, GENE i
                    -  CP&L Planned Actions - CP&L
CP&L Planned Actions - CP&L
                                                                                                                                                                      )
)
4
4
  ---------_ _ _ -              ---  ______._____---2 --  _.,,--+,n-,- --_ _ , -- -  .n.,- a .- a . ,s ,---- , -,, ,+ . ~   - - ,- ,a-,,,,     , , .e- . . ~,-- ,.
---2
_.,,--+,n-,-
.n.,-
a.- a
,s
, -,,,+. ~
,a-,,,,
.e-
.. ~,--,.


a rr             e                                           -
rr e
y a
a y
g i
a g
8 l          .
i l
            !                                a e         ?w 2 j                    3     =E     f ii?-
8 a
sea           5               :
e
                                /     /   /   \,- .
?w 2 3
I l
=E f
                                      \.
j ii?-
j                     .
sea 5
c O
/ /
i-                                /
/
a
\\,-
                        ~
\\.
                                //
j c
                                ! is
O i
                  ~
/
io a     8a o                           3       g T                           .N I
-a
3                           5                                 l b                           7                               i s                           8                               !
//
~
i
~
is o
a 8a o
3 g
T
.N I
3 5
b 7
i s
8


L                                                 .
L 14.125" p
14.125"           p 4
4 Ol Core Spray Spargers 9
9 Ol Core Spray Spargers Top Guide U                                                                 ,
U 4
4 .
Top Guide Lug I
I                           1 Lug U                         M kI w H2 Weld h                                                                                         'l ik        J w          1025"       r 3.0" 0.18" - 0.4" deep ->                                                         4-                                 y in H.A.Z.                                                                                                                             '
1 U
w H2 Weld h
M kI
'l i k J
1025" r
3.0" w
0.18" - 0.4" deep ->
4-y in H.A.Z.
Topguide Support Ring H3 Weld'
Topguide Support Ring H3 Weld'
                                                                                              > 1.5" 4-                                               36" Vessel Wall OD H4 Weld       >  %
> 1.5" 4-36" Vessel Wall OD H4 Weld i
                                                                                                    >                  *- 0.25"
*- 0.25" y
                                                                                                                                                                                              %          i y
U or5I
U                                                                             or 5I Shroud    ->                      ( 170"                                                                           --
( 170" Shroud f '-
f '-
E,,R i L 20.125" 4
iL 20.125"
x v
                                                                                                                                                                                    .-______>          E,,R x                 4                            _
Location of the Brunswick Unit 1 Shroud Indications Figure 1:
v       .-
a
Figure 1: Location of the Brunswick Unit 1 Shroud Indications
.m.
_a_____ _. _ . _ ___..________.m_.___    .-__.-_.i..-____..____.._______m._.______                _ _ _ _ . _ _ _ _ _          _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _
.-.i..-
: m..


t                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 l l
t 6
6 l
l 7
!                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  l 7
i i
i i                                                                                                                                                                     _
l I =Qa..
l I =Qa       ..e
..e
                                                          ..                                                         , .                                                                    -a m-   *
- a m-*
                                                      ._.              y                                                   ..          ,
y i
i
m E
                                          .                                    m
93 i_
                                                                                                - ';                93                                                                                                                                 E i_
W -H tiDRF-
W -H tiDRF-                                                                                                                                             . . . ,,
^'I
                                                                                                                                                ^'I
~
                                                                          ~
i I
i I
t 15   .
t 15
(                                                                                             =-
(
=-
?
m..
m..
?
n
n                      _~
_~
                                    ?^
?^
cc           8 I
cc 8
M 3
I 3
)                               rsv .
M
                                                                                                            .s
)
                                                                                                          ' ~'
rsv.
hg
*lh lh h
                                                                                                                                                                                      *n*            *                                                  *lh            lh h i
.s
*n*
' ~'
hg i
s l
s l
3-H                                                                       -
3-H DUORHS EROC 1
!                                DUORHS                               EROC                                                                                                             ..
1-t i
1 1-t
i l
;                                                                          _-                  i        i l
/,.
                                                                  /,.       -
EDIUG REPPU t-p39/50/7
EDIUG               REPPU
/
                                                                !                                                                                                              t-                                                               - -
otI-60 ttuRF,
p39/50/7                                             '
s
;                                                                s
& DUDRHS s.RW(R A PS SU y_
                                                                  /                                                                                                                                                                                    otI-60 ttuRF ,                                             l
_. _. _ _ _80-0FR 1 TTNU m
                                                                                                                                                                                                                                                            & DUDRHS
f TNALP R 5[CUN KCIWSNURB '
!                            s.RW(R A PS SU
3 l
;                                                                                              y_                                                                                                                 m
3 99 3 gnuy YGRENE RAELCUN EG I
_ . _ . _ _ _80-0FR                                         1 TTNU f                                                                                               3 l                                                                                                  TNALP R 5[CUN KCIWSNURB '
3 99 3 gnuy                                                                                                                                                     YGRENE RAELCUN EG I


i i
i i
l l
l l
l                                        -
1 1
1                                                                                                                                                                                                                                                                                       1 i                                                                                                                                                                                                                                                                                         I l
i 6-*
6-*
~
                                                                                                                                                                                                  ~
. w
!.                                    .w
.w..
                                                                                                                                                                                                    . w i                        .
i 1
1
g l
;            g l             i l             [.                                                                                                                                                         ,
i l
,i           :                                                                                    .:~~ -                                                              -
[.
Aind                                                                      ..
,i Aind
~~
w 1a. h -
w 1a. h -
l x
l x
l                                                                       . . .
l
)
)
)
)
)
)
a
a
;                          .x j                             .    ..-                                                                                                                                    .
.x j
!                                                                                                              4E6/90/L                                                                         i                                                                       & SO/L D-Sb laid
4E6/90/L i
                    ~
& SO/L
i                               -
~
il1-90 11083                                                                                     .-
D-Sb laid i
                                                                                                      .1EISBNHS -                                                                                           *                                        .81EflDNHS l                                                          ..
il1-90 11083
.81EflDNHS l
.1EISBNHS -
4 l
4 l
: n. ..v   - .- , .                    -..-....-.-~.---n.                                                       . - - - _ . _ - . - - - - . _ - -              _ _ _ - - - - - - - . _ -                                            - - - - - - - - _ _
 
;                                                                                                                                                                                                                                                                                            i
n.
                                                                                                                                                                                                                                                                  ;                          I i
..v
                                          -                                                                                                            s                                                                                                                                   l l                                                                                                                                                                                                                  -                                                                         ;
-..-....-.-~.---n.
j
i i
                                                                                                                                                                                                            *%  -                                                                            l
l s
                                                                                                                                                                                                                                      ,f 1
l j
1
,f i
- 4:...
i o
l t
l l
i
i
                                                                                                                                                                                                                                - 4:.. .
. =.
i o
a t.;
l                                        t l                                                                                                                                                                                                                %
i g..
l                                                                                                                -.        .
1 1
i a
e-i Qw
                                                                                                              .=.
:"h
t.;
~~
!                                    i g..
"2 l
1                                     1                                                                                                                                                                           ,
s ar :
* e-                                                     1 Qw                                                                                                                                                                     :"h
'3 O@
                                                                                                                      ~~                                                                                                                                                                     l i
i i
                                                                                                                                                                                                                                    "2 s ar :                                                                                                                                           '3                                               -
8:1Q GIB y
l                                                                                                                                                                                                .
y g
O@                                                                                                                       .        i y
Q E ttk
i                                                          8:1Q GIB                                                                                                                                                                                                                         !
~
y                                             g                                               ..                                  .                                                                        .
i QC D O
Q E ttk                                                                                                                                                                                         ~
~
i                                                           QC D O                                                                                                                                       ~
i i
i                                         i                   I Oc N.
I Oc N.
00 LL N                                                                                 -
00 LL N I
;                                        I                 .
l i
l i                                                                                                                                                   ,


                                                                                                                                                                                    ~
~
Summary of Shroud Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds                                                                                   -
Summary of Shroud Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds
                                                                                                                                                                                      ~
~
AZIMUTH                                               CELL ID INDICATION     ID UT DEPTH                   OD UT DEPTH +
WELD NO AZIMUTH CELL ID INDICATION ID UT DEPTH OD UT DEPTH +
WELD NO TYPE H3                                 50                                                     46-43   Circ ID       70 RL (.300) IN.               60 RL (.200) IN.
TYPE H3 50 46-43 Circ ID 70 RL (.300) IN.
H3                                 90                                                     50-27   Circ ID       70 RL (.350) IN.               60 RL (.280) IN.           j H3                                 110                                                   50-19   Circ ID       70 RL (.330) IN.               60 RL (.300) IN.
60 RL (.200) IN.
H3                                 140                                                   42-07   Circ ID       70 RL (.280) IN.               60 RL (.250) IN.
H3 90 50-27 Circ ID 70 RL (.350) IN.
H3                                 230                                                   06-11   Circ ID       70 RL (.180) IN.               60 RL (.180) IN.             ,
60 RL (.280) IN.
H3                                 320                                                   10-47   Circ ID       70 RL (.400) IN.               60 RL (.300) IN.
j H3 110 50-19 Circ ID 70 RL (.330) IN.
H4                                 315                                                   10-47   Axial OD       None                         70 RL (.250CCW)
60 RL (.300) IN.
H3 140 42-07 Circ ID 70 RL (.280) IN.
60 RL (.250) IN.
H3 230 06-11 Circ ID 70 RL (.180) IN.
60 RL (.180) IN.
H3 320 10-47 Circ ID 70 RL (.400) IN.
60 RL (.300) IN.
H4 315 10-47 Axial OD None 70 RL (.250CCW)
(.250 CW) _
(.250 CW) _
8/23/93-
8/23/93-


a     e       a .a. .-m__ y         - - - _    . m   . , -    m . ,
a e
4 e
a
4.
.a.
.-m__
y m
m 4
e 4.
4 1
4 1
1 l
1 l
Line 354: Line 497:
n O
n O
I C
I C
                                      .O W
.O W
0 b
@0 bMN LL V
M N                                          '
3 O
LL V
w S
3 Ow S
W CO Q.
W CO Q.
Z CD w
Z CD w
y w         w         .        - -p             w-,     e       e-       --s-
y w
* Brunswick Unit-1 Shroud Fabrication History Shroud fabricated in 1971 by Sun Shipbuilding and Drydock-Top guide support ring (3" thick x 6" wide x 174.5".lD x 189.5" OD) consisted of six curved segments cut out of 3" plate stock                                     L
w
                                                                                                  + Welded into ring and machined to final size Ring and rolled 1-1/2" plate materials produced by Eastern Stainless Steel RING             PLATE
-p w-,
                                                                                                + Carbon content, %             .063 .064           .048 .056
e e-
                                                                                                + Hardness, Rb                     81-85               82-85
--s-
                                                                                                + Yield Strength, ksi           42-49               39-43
 
                                                                                              ~+ UTS, ksi                         82 - 86               82 Ring welded to shroud (H-3 weld) probably by submerged arc weld (procedure 75)
Brunswick Unit-1 Shroud Fabrication History Shroud fabricated in 1971 by Sun Shipbuilding and Drydock-Top guide support ring (3" thick x 6" wide x 174.5".lD x 189.5" OD) consisted of six curved segments cut out of 3" plate stock L
                                                                                                  + Weld Prep was single J backed up by a 3/4 inch fillet
+ Welded into ring and machined to final size Ring and rolled 1-1/2" plate materials produced by Eastern Stainless Steel RING PLATE
                                                                                                  + Weld procedure - backchipping to sound metal; full penetration likely i
+ Carbon content, %
Post we!d stress relief heat treatment performed (4 hours @ 750 F) . -
.063
.064
.048
.056
+ Hardness, Rb 81-85 82-85
+ Yield Strength, ksi 42-49 39-43
~+ UTS, ksi 82 - 86 82 Ring welded to shroud (H-3 weld) probably by submerged arc weld (procedure 75)
+ Weld Prep was single J backed up by a 3/4 inch fillet
+ Weld procedure - backchipping to sound metal; full penetration likely Post we!d stress relief heat treatment performed (4 hours @ 750 F). -
3 i


  %                                                                  ?                                                                                                                                                                                    <              ..
(f'..Gl{ snaps.m.,,. w "L.
h Y        a                                            (f'..Gl{ snaps.m.,,. w "L .                                                                         -
h
                                                                                                                                                                                .w                             gu s            ..:....' .
?
L            a                          @f k 6if ,:bg                               a    p. m + . ..
gu Y
                                                                                                                                                                                                                                      '' . j'.' ~, :'
.w
    &.-r              ..
@f k 6if,:bg m +...
h,h QQ..                                                                   . . .:& .- D(           &      '.     .           '       .
a s
T
h,h QQ......:&&'.. '.
      & h
D(
                      ~      ~
''. j'.' ~, :'
g?$h. . c kipTr- @f@..~
L a
a p.
&.-r h
~
g?$h..
ckipTr-@f@..~
n
n
                                                                                                                                                                                                            . A;1. m m. :..-
'. -f T
                                                                                                                                                                                                                                                                ' . -f e '..-. a k'U . .. :'gdy.' .
. A;1. m m. :..-
g pnh                                      kQ@qh. N; T.*:..M gjhM%
~
    !., w                           "t                                                                                                                                                                                                                           -
gjh kQ@qh. T.*:..M N; e.-
n:                ..'/                                                                            :                  .
pnh
                                                                                                                                                                                            *                              ...d                                  ' v,-  + * ' . :.
'.. a k'U.. :' d '
!., w "t g
.. g y..
M>O y$.
M>O y$.
                                                            *?        ti @ %*.; @% :.:                                                                        -
'/
                                                                                                                                                                                                                          .       .q                  .
n:
m                                            ;s                                                                                .. F t . ...                               U: . . -
M%
                                                                                                                                                                ' . ^
...d
qu                  e                                . ?;a.:
' + * '. :.
                                                                                                                                                  ,.     .. u' a,                      .   .     ;- ... ..w n* A,..t, m^^                                           a% ~                        V n r ,:                                                                                                                                           o .. , .; .                  it.
v,-
y . . . s. ...y.. ., , . .~.;y.
.q
V,9.,                                                                                -      ,
*?
                                                                                                                    -              h. .                       .                             .
ti
                                                                                                                                                                                                                                                                  %; +0 .
.... U:.. -
                                                                                                                  *0. l.. . %5i:                                                                                                                                                     . . '"
.. F t... ;-...
1.-                                     *.
m
T     i                                             . .l w
;s
* 4 r
..w y
W:
... s....,,
0'1                                                                         :. .
.. u'
                    ~i                                               s.&.                                                                                                                                                  5;..              -
^
                                                                    .~4!h:.,9                a  ulw.;h%.%ha-e-+ t         :.        ".
qu e it..
                                                                                                                                                              .i-
n m^^
                                                                                                                                                                                                      ' 9.?
a%
(V    % p 7, i:
. ?;a.:
                                                                                                                                                                                                                                                          '.                          ' .i ;                                                l fp&(QiQ,..
V n r,:
        ,                                  ~                                                                                                                                                                                                      .                                                      _
a,
y(.{% yn)g sgw> e .. ..m.;mu:.y,:s. .
..~.;y.
                                                                                                                                                                                                                                                                            .x                      ,            .
* A,..t, o
{n                                    -
. y..
                                                                +
V,9.,
                                                                                                                                                                                                                                                                          ' Y.,'                           .: ,
... h..
u                  t
~
                                                                                                                            .J nqu.                         m. ?_
%; +0.
k                           '
*0. l.....l w
e'U;q ,                         5..a                           ,.              .,,
%5i:
g; g. ..                                                                                                                                                                                                                                                                                       /.
1.-
                                                                                                  .M N*J[
T W:~i 4
                                                                ....N
s.&.
        ,.d.
0'1 i
              'i        !.        i
ulw.;h%.%ha-e-+
                                                                    .i'J . ,e . Vil . Mr.M. '                                                                                                                               ;                          ..
r t :.
                                                                                                                                            -                    .,                                              ;                      . . .r . .. . .' .P..                               . ... . . ..        .
.i-5;..
W              [G                                         4. -m.p,a_.:, -
(V
                                                                                                                                              .m       -                                                                                                                          .
.~4!h.,9 9.?
'.i ;
% p 7,
: a fp&(QiQ,..
y(.{%
+
i:
~
{n
.x sgw> e....m.;mu:.y,:s..
' Y.,'
t yn)g
.J nqu. m. ?_
u k
e'U;q,
5..a g; g...
/.
.M N*J[
.i'J.
. Vil. Mr.M. '
....N
...r.... ' P....
,.d.
[G
: 4. -m.p,a_.:,
'i i
,e W
-.m
: n. m m a;ce e
: n. m m a;ce e
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  .f a py M.                                                   . %. ,c..
.f a M.
                                                                    % g -T. Q V s gtyyp1f
. %.,c..
                                                                                                                                                                                                                                                    . s .- . , . , . , ,. w .
py
f:               ,; m.
% g -T. QV s f
                                      ?.
. s.-.,.,.,,. w.
                                                                . fy         ...g                                                                               ~.                             -
?.
                                                                                                                                                                                                                                                        .. .                                           4. -        .
f:,; m.
4 g;,
gtyyp1
mfWe                                                  <
: 4. -
:.. . ~a .?.                                                 y ?e y m
.?. y ?e
                                                                                                                                                                                                                                                                            -c
. fy...g
                                                  +                                                                                                                                            -
~.
mfWe 4
.. ~a -
: s. h_ q''e d;.,+ % ya.,.f s. & m; c:;/ :*.:..
+
g;,
y wi~6 c
> (3.n. : ;.. -
W4 m
W
W
: s. 4 h_wi~6                        q''e                    d;.             ,+      s        %      .    &  ya.      m;          ,.f          c:;/  ..
.w
:*.:..                              > (3 .n . ~-                                : ;. . -
;g. p"... :.
W                                                                .w                                                                                    .
p;.~
p;.~ .,. ; p .
.,. ; p.
                                                                                                                                                                                                                                                    ;g . p". .. :.                                        ':
~-
g g              ..
^.% ' :
                                                                                          +             <
g
r.w:
+
v.
g 3.:.
g n.p.
,,..,, c.,. s.-
3.:.. . . .
.w:
                                                                                                                                                                                                                                                  . . n.:..,, . . ,.., c. ,. s .-
.. n.:
                                                                                                                                                                                                                                                                                              ^.%
r n.p.
22                                                    ~ q. -                          :
g v.
                                                                                                      ?
?
                                                                                                          ,,                                    c                                    .- .                                                                                 .x.... m . ,
>Q..x.... m.,
                                                                                                                                                                                                                                                      >Q.
22
                                                          ~ %, y "'
~ q. -
v-                                                                      .
c v-
ent.w=;                                     :.                        ,
~ %, y "' ent.w=;
a.y.; m.. n. ..
V.
Q 2
n.
V. ...$ 1 p, m.                                                                                    n.                        ., . . :. . .  .
1.
1.
a .a .f.                                                         .-
2 a.y.; m.. n...
T L. oy.M % w.                                             m.                                                         w. , +. . .        .,                                              .
Q
                                                                                                                                                                                                                                                                            ..Jt''; . .' .l
.f.
              ,e                                                                                              d ,MyQ ?; . .,.                                                           ;                                                    A ~ a,.
L. oy.M
p    %p?y       Q                                                                                                              y                . . Pa -                                                                      :! ea .!..                           .
...$ 1 p, m.
t : .. .w-
..Jt'';..'.l a.a T
: i. ,, ... .. .
: w., +...
                                                                  )MY        , . e,                                                                                           .
d
                                                                                                                                                                                  . .... ..j 1
,MyQ ?;..,.
                                                                                                                                ,a+.:.,. m,...  .s . . . . . .
m.
                                                                                                                                                                                                                                                    ..y E
A ~ a,.
4.V             a. ,                                         e., ,.       .,
w.
                                                                                                                                                              ..    .        s.                     .                       '            .
,e%p?y
l w
)MY
y .
.!.. t :...w-Q y
                                                                      . y.w                                                                                  ;-                                                                                                                                    } :(R. '.
.. Pa -
r                                          *.
e p
                                                                                    ..           ^
a i.,,......
                                                                                                                                                                                                                                                  ..                             . . tj.            .
1
                                                                          .1                                                       ,                                                                                              .,
,. e,
                                                                                                                                                                                                                                                      ,t                                                        ,
.. s....
                                                                                                                                                                                                                                                                                            '. y
.....j 4.V a.,
                                                                                                                                                                                                                                                      . . . $ ; ::.~.
,a+,..s...
                                                                                                                                                                                                                                                                                          .c*!s Q.,.;            v.,...<.
E
h.,
.:. m,...
s ' ....., . '. . . .
} :(R. '.
a                        .              .
..y e.,,.
I
^
: c.                      i
w.
                                                                                                                                  > g.*;.
. y.
ps             w.                                                 . . ..                      ,,   .                                         ...                .'                                  !
r
n . ...:f E' '
.. tj.
.1 w
y
... $ ;.c*!s
,t h.,
Q.,.;
::.~. y v.,...<.
c.
i
> g.*;. s '.
I a
ps w.
%,,Ie.*+W.*,
n...
"' c.-
1
1
                                                                                                                                                                                                                                                                                      "' c.-
',..'' - 2 n
                                                                                                                                                                                                                                                                                        .,                        n
.: E' '
.                                              -                                                                              ~
f
                                                                                                                                                                  %,,Ie.*+W.*,                                    '                                  ', . .''                                              -
~
(,                                                                     n.' w.. -
l n.'
ly, S,'
S,'
(,
w.. -
.. x:
a..
a..
                                                                                                                                                                                                                                                                            . . ...[x:
q% y%
: n.                                                                                                                                                                                        .
r 9 www. _
q% y%                                                                     er                                                   y, u,.a             ..: m..s.' .
er y,
                                                                                                                                                                                                                      ...:.                                          ,s.
y, u,.a..: m..s.'.
g                                                 s                                             3                                         ....                ..                  '
n.
* g.,-                                    .    .;        ,
,s.
                                                      .5                                                                                       E.* 'dU'rb ' :f.jy
.[
                                                                                                                                                                                                                                                            . '. y.. , .. ,. .. 2',.
g s
www . _
3
4                                                                                                      r 9        ,
.5 E.* 'dU'rb ' :f.jy g.,-
                                                                                                                                                                                                                                                                          ,Nn 7W ' .
. '. y..,..,.
h                                                                                                                      ..                                                                                                    ..
4
3                                                                 s-y              ,
,N 7 '.
                                                                                                              #                            '8ff!;.,.8.J.'q,L.** ; ~,
2',
f,.. .                                                                       .,;.Q.
.N. '
i                                            ^ ytt t                                         1 edW4w, r                                                                                          W'                         6..                   .N.
h
                                                                                                                                                                                                                                                                                      ? .; .'
; ~,
fa         7                       e.m       ,.        .
3
                                                                                                                                                                                                                                  ; i , y-       .O            $                          .g t' .x,q
'8ff!;.,.8.J.'q,L.**
(
n W s-y
                                                                              ; h f. m.'.j"t 4.c 'q"".w"'.,i..                                                                                     ..            .
.,;.Q.
                                                                                                                                                                                                                              -l                ,j M'??. ,.5                                                                             ..
f,...
                                                                                                                              -                                         -                                    _                      _ _- _                                    -              __                      _            --  _=
W'
: edW4w, i
^ ytt 1
t'.,
; i,.O $
6..
?.;.
r fa 7
t e.m y-
.g
; h f. m.'.j"t 4. 'q"".w"'.,i..
q __
M'??.
,.5 (
x
-l
,j c
_=


Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility                       ,
Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility I
I
i
                                -eM wr- D w e - ewe wN f v       e v is y
-eM wr-D w
e ewe wN f
v e
v is y


          **                  ,        ,    i i i i iii             i       i     iiiiiii                     i             i i i
i i i i iii i
            "*    -                                                                                    o '' ,                             ~
i iiiiiii i
            ,io   _
i i i o '',
co., _
~
o ,#                      -      ,
,io o,#
                                                                                                                                            ~
co.,
oo.o -
CP
CP g                               o ro.o -                                                                                                            a            -
~
            .00   -
oo.o o
o                3 E ..     -
g a
o             6                         ~
ro.o o
        . A' 8   -
3
o                                  a                                                 ;
.00 E..
        ..                                                                                                  4                               -
o 6
5 ao     -
~
g                                  O E so.o   -
. A' 8 o
O
a 4
            ,, 9                                                                                   4                                       _
5 ao g
O E
so.o O
,, 9 4
6
6
                                                                                                                                              ~
~
8o   -
8o O
O
,.,1 ii,,,,,
              ,.,1               ,        ,  , , , , ,,,              ,          ,  ii,,,,,                       ,    ,      , . i i                                     *        ,,,tu.i n.i isi a'                                        "'
,. i i
i FIGURE 4 - Weibull distribution for IGSCC of sensitized                                                                         !
a'
AISI Type 304 (Heat A) in 288 C water with 100 ppm oxygen at three stress levels.                                                                                                     j i
,,,tu.i n.i isi i
FIGURE 4 - Weibull distribution for IGSCC of sensitized AISI Type 304 (Heat A) in 288 C water with 100 ppm oxygen at three stress levels.
j i
i l
i l
1 4     6   8 4 illst       i   a 6 4 41444               4   4 a i s'tel               i     4 4 4 till           j Sle't Uts                                                                                                                     -l o vaiAxin feason                             -
1 4
9 SIAtlAL ftMlsoN (Ptlllutt!ID futt$1 S BINT Slam (7tKED DIFLECnoN)
6 8 4 illst i
So -                                                                                                                            .
a 6 4 41444 4
5                                                          O-E-
4 a i s'tel i
: so   .-                                                                                                                            _
4 4 4 till j
E E
Sle't Uts
o O-g 30   -                                                                                                                            .
-l o vaiAxin feason 9 SIAtlAL ftMlsoN (Ptlllutt!ID futt$1 S BINT Slam (7tKED DIFLECnoN)
so   -___________________________ _ _______________________ p g.,___                                                               _  !
So 5
                                                                $ $o'f TitLD 518tNOtM                                                               !
O-E-
a            f      I f I l i t il     1   t 1 I tiIf1               !    I t t t t 19,             t     t t t tte, to                             103                         30 3 -                         3,4                                 g3 musM AN 8 Anues uma in)
: so E
FIGURE 5 - Stress dependency for SCC of sensitized AISI                                                                       .
E o
Type 304 in 288 C water with 0.2 ppm oxygen.
O-g 30 so -___________________________ _ _______________________ p g.,___
$ $o'f TitLD 518tNOtM f
I f I l i t il 1
t 1 I tiIf1 I t t t t 19, t
t t t tte, a
to 103 30 3 -
3,4 g3 musM AN 8 Anues uma in)
FIGURE 5 - Stress dependency for SCC of sensitized AISI Type 304 in 288 C water with 0.2 ppm oxygen.


3                             .
3 e
I             -    -    - _    -  -  -
I I
                                              -      -  _  -        e l
l I
I I
I I
I I
I I
I                                  -
I
          ,>                                                  I I
I                                  _
I
* I I                                                              I t
r A                                        e
                                                = sn                                    t          -
I                                                l ee I
n      a        -
um                                o      w l.
t i                                                -
t c oe Mp t
C I                                                              I                  c    M Os                                e L
f      H          -
f      2 i
e                                    l n
n    i I                                                                I  I.
9            o    )    i s
I I
I I
I r
t A
e s
=
t n
I lee n
a I
um o
w l
t i t c oe C
tc Mp I
I Os e
M L
f H
f 2
i e
l n
i n
I.
o
)
i I
I 9
s i
A k
I I
ta I
I g
0 t
t I
n a
I 5
e e
I I
i l
f l
r l
b o
I I
(
O l
G s
S 4
I I
s M
g 0
e n
3 r
E.
i e
I I
t t
u4 a
p S
A r
yT d
f t
s e
I i
I i
t a
u i
A    k g            I I
s I
* I t
l e
n t
l s
a 0      -
S p
5      -
n l
I                                                                I i
t au i
e    l e
I
f I
: s. o o p
l b      r    l o   .
se.eo A
I l            (
A t
G    O              s   .
ee r
I                                                                        S            4      s I
p o
M g     0 n    3 e    -
wm s
r I                                                                I        E. i e  t    -
u d
u    t a      p  S 4      r      y A                d f    t s    T      e I
si s l
s e
t ncv e
P e
a emeo l
I a
g ui z
v i
I l
2 cs s
i l
i l
u    I i
s I
l n  s                                                  l      S      p  -
e t
t     au s s. o o i      I        p  .
t r
A e.eo ee        r                                                   t A
u O
wm su p
i b
o                  .
s I
d si s                                                           l                    .
t n
I ncv a                                                l    e g      P        e t
i m
a I              emeo s
I t
ui csv s
e e
i             l l
W S
i z
p I
2 I                         e                                    t                     t r                                                    u    i O
I p
I                                                                t b        s i          n I                                                                t e       e     m p
f 4
I                                                                I W       S f
o 0
p I                                                                 i 4         o   0     .
I i
0 e
0 e
r C     1 C
C 1
I                                                                i u   S     h g             t i
i r
F      G      i I                                                               I                   I w
C I
          - -        -  -    _ -      -    -      -    _  -        I O     e   . e                 ,     .        e            e  .    .
u h
N, ,      s e   ,e    "'        ,    .
S g
e 2
t G
s     3
i iF w
                              ;ag 2* =*
I I
I I
e e
O e
. e N,
,e e
s 3
se 2
;ag 2* =*


L ~
L ~
e c
ec n
n e
e u
l u                     _
lF n
F                      ,
o r
n o
tue N
r t
fo tce f
u e
f E
N f
i_
o t
de t
c f
c ep x
e                      _
m E
f E                   i_
m 4
d t
i'
e                    _
c                     .
e p                      _
x                    m E                     ,
m
            ,    i'   ; ,


IGSCC CERT RESULTS ON                               -
IGSCC CERT RESULTS ON
                                                                                      ~
~
IRRADIATED ANNEALED TYPE 304SS                                   '
IRRADIATED ANNEALED TYPE 304SS (288"C Pure H,0 with 32 ppm O )
(288"C Pure H,0 with 32 ppm O 2) 100 80   -
2 100 80 60 0
60   -
Severity of IASCC-Observsd Field
0 Severity of IASCC-
=
                                                            =
40 IASCC Threshold I
Observsd Field 40   -
I 20 p
IASCC Threshold I
h 10 2
I 20     -
21 2
p 2
10''
2 2      5  10 21   2   h 10 10''     2     5   10 o Fluence (>MeV)
2 5
10 o 2
5 10 2
Fluence (>MeV)


Summary of Neutron Fluence Effects on 304 SS SCC                                                   ,
Summary of Neutron Fluence Effects on 304 SS SCC Yield Strength increases rapidly (from ~20ksi to ~60ksi by 2 x E20)
  -  Yield Strength increases rapidly (from ~20ksi to ~60ksi by 2 x E20)
Weld residual stress relaxes (~35% by 2 x E20)
  -  Weld residual stress relaxes (~35% by 2 x E20)
IASCC initiation fluence threshold ~ 3 x E 20 under constant load and CERT and ~ 1 x E 21 under fixed deflection loading Large increase in SCC susceptibility observed due to synergistic interaction of neutron irradiation and thermal sensitization Neutron (and gamma) produced radiolysis of water leads to highly
  -  IASCC initiation fluence threshold ~ 3 x E 20 under constant load and CERT and ~ 1 x E 21 under fixed deflection loading
-oxidizing environment (ECP ~ 200mV, SHE) inside upper shroud area
  -  Large increase in SCC susceptibility observed due to synergistic interaction of neutron irradiation and thermal sensitization
+ High ECP can shorten initiation time and increase crack growth rate t
  -  Neutron (and gamma) produced radiolysis of water leads to highly
m
    -oxidizing environment (ECP ~ 200mV, SHE) inside upper shroud area
_v,._
      + High ECP can shorten initiation time and increase crack growth rate         -
~
t
_m_ . _ _ . _ _ _ - _ _ _. _v,._ . -- .. ~ - . . .. , , ..  . _    . __ .


C         ._
C C
C          .
S
      ~
~
S          _
n o
n       .
y r
o y       .
t s
r       .
i m
t         _
e h
i s        _
C r
m e
e taW tna lP fo tce ff E
h         _
C         _
r       _
t e       _
a W
t n
l a
P        _
f        .
o t
c f
e f
E       _
d        _
t e      _
i c    _
d e
d e
r     _
t c
P
i de r
:  4      [ f _
P 4
[
f


1
1 l
                                                                                                                                                                                      ~
~
GENE PLEDGE Model Prediction for .                                                                                                       ~
GENE PLEDGE Model Prediction for.
Sensitized Type 304 Crack-Growth Rate
~
4 4
4 4
Sensitized Type 304 Crack- Growth Rate                                                                                          -
Crack Growth Rate, mpy O
:                                      Crack Growth Rate, mpy O             '
FOl 1000 Early-t-ife y-Operation 9.4 5 250LmV I
Early-t-ife           y-   FOl 1000  :
- 150 mV
9.4 Operation 5 250LmV
/
                                          - 150 mV       '    I                                                                                                                                .
Current Operation
Current                                                   /
/
                                                                                                                /
' ~ -
                                                            ' ~ -
}
Operation
O mV 10 j -100 mV '
                                          } O mV 10 j -100 mV '
Z-200 mV
Z-200 mV
                                          ]-300 mV -
]-300 mV -
1 0.1 -           0.2                   0.3                   0.4                     0.5.                 .0.6 O
1 O
Conductivity, pS/cm i
0.1 -
PLEDGE: 15 C/cm2, 25ksi/in Y   . _ _ . _ - - - ----- __                _  - - -            _ _ _ _ _ _            .  - - - . . - . . -    . . . - . . - . - .            - . . _          _ . -                . -
0.2 0.3 0.4 0.5.
.0.6 Conductivity, pS/cm PLEDGE: 15 C/cm2, 25ksi/in i
Y


Understanding of BNPS Shroud Cracking Observations                             .
Understanding of BNPS Shroud Cracking Observations
  . Top guide support ring H-3 weld HAZ cracking likely accelerated by
. Top guide support ring H-3 weld HAZ cracking likely accelerated by
      + Relatively high carbon content (~.063%)
+ Relatively high carbon content (~.063%)
      + Short transverse orientation of surface (can lead to early initiation and extensive circumferential extent)
+ Short transverse orientation of surface (can lead to early initiation and extensive circumferential extent)
      + Highly oxidizing environment (ECP ~ 200mV,SHE) and high conductivity 4
+ Highly oxidizing environment (ECP ~ 200mV,SHE) and high conductivity 4
Vertical shroud crack (~1 inch long) at H-4 girth weld (~36 inches below top guide support ring) may-have initiated because of
Vertical shroud crack (~1 inch long) at H-4 girth weld (~36 inches below top guide support ring) may-have initiated because of
      + Weld sensitization (~.05 .056% C)
+ Weld sensitization (~.05
      + Local surface cold work from shroud plate cold rolling during
.056% C)
:        fabrication
+ Local surface cold work from shroud plate cold rolling during fabrication
      + Highly oxidizing environment (ECP ~ 150mV,SHE) and high conductivity 9
+ Highly oxidizing environment (ECP ~ 150mV,SHE) and high conductivity 9
L             .
L


      !    > t   :        :  i
t i
                                                ~
~
S P
S P
N d    B e ro                          ,
NB de r
v r f e s                 n s n               o o
v o
r f
e s
n s
n o
i b
i b
t a
o a
-                Oi   t m
t Oi m
r         -
t r
g     a          f o
a o
ni c          I n
g c
l               e i
n f
p             v k                  i t
ni I
i c m                 s n
e l
ai                 e
i v
-                  r                 S Cd n y
k p
t i
i t
l i
i c
Z      a           U t
m sn ai e
A      4-              s a
r S
H                      e s
Cd y
d R               r e
t n
iWe                  O v
i l
B               s n
i Z
W      s i
a U
t a
t A
n d a                   o u e s C
4 as H
o r   r h   e S v O
e s
t a
R re diW vO e
i l l       ;1 1
B s
W n
ia s
tn d
a o
u e
C o
s r
r h
ev S
O ta i
i i
l l
;1 1
i


Ee                                     y                 e Y"                                                         Ny2!
e Ee y
2                                          i.
Y" Ny2 i.
9 I   .
2 9
                                                                  !                      4,                                                           f                       3 r_                              q!.g                                           -
I :,
                                                                                                                              ~
4,
pn
~
                          .                              - .1 sg      .                p,    _.,              __            . ._.          __4        __      ,
f 3
y-3 I                               3 b
q!.g pn r_
3          1 m
y-
wy      1 a                 .                -              -            .
-.1 p,
a       ..
3 sg
                                                                                    .->_              -      w _.          ..              .
__4 I
_n _.o Ti $. 'miummm,+,mhimminil4                                                                                     li         E-a i
3 1
b 3
1 m
w a
y a
w _.
_n _.o Ti $. 'miummm,+,mhimminil4 li E-e.
i 9
tt.
tt.
                                                                                                                                                                    ,  9 a
a t
e.t I
a l!
                                                                    $              l!
l.
d
l I
: l.              .
d 6i1 i
j; 6i1      <
j ;
i                                      -
!:M-- gp ;.=
* y p;._ _ _ _
_.=
_.=
l s
s D,f_ _- - s',
                                                                                                                                                            - s',
1 c.
g                                                          -
g 0 ; ili.l L
D ,f_ _-                                    1 c.
i
                                                    !:M-- gp ; .=
!ll j
i 0*        ; y p;._ _ !ll                         __                '          L w
g j.
: m.                      i              j g j.
w-w i
: . .l ili                          ..    .
,i -
w-
m.
                                                                                                                                                                              ,i   -
.l
7                    .l             -4:,                                         _          l
-4:,
                      =.....
l h.Y
u h.Y p
%Wligj kl E 7
n'
a yi k.: IW p
                                                                                                                                            %Wligj kl E a
=.....
yi k.: IW 4
u n'
                                                                ~
E,,,P { ~} l t i 6 ii iFC
                                                                                  .=
E,,,P { ~} l t i 6 ii                                                   iFC
* l_
* l_
                                                              ;I # j+[ }
~
                                                                                                                        !                                        Ili A                               -
4
                                        --                    il1-re        w, t                                                e, s :, i
.=
[i          7 it ; t j.                                                                                                 '. O
; # j+[
: J                             < -
}
i         -                        1;.             -    '
Il A I
  ,                                                                  ,A i               1 5                       .
e, s i
__...i                     N-4- N l Il               '
il t
4 ;pi . ::'
:, i e
I7i                   ,
1-r
i;i                                                 lll                       -
- w, it ; t j.
                                                                                                                                                                              , i:!
J
i iN                                     ul                                                               ' :ili                                      .
[i 7 O 1;.
e r __ ..
,A i 1 5 i
m                              . mlllt. -
__...i N-l Il 4 ;pi I7i i;i 4-N lll
                                                                                                .,      z. ,
' :ili
g i, g A ,,g s  of L. t                :
, i:!
                                                                                                                  . ..d ' i     -
i iN ul e m
                                                                                                                                                --'t. ,,             p' y_,w                     .
. mlllt. -
                                                                                                                                                                                              ; t ,;j Il I,.:-    -l ',.
--'t. p' y,
i                                                < , .. i .n*- u, i                    a                                        4f                                                             4,               l 3 4i.. -
;: g i, g r __..
p ,it'                                                         .                    n .-m             3       -i I
: z.,
I1 J.)M !w1 U
...d ' i A,g of L.
f*iin ;yt.            t!                                    i               J T:                     ;.
j s
2- ",%...!I ,::, ', ._ I                                                                                     -=.=-
,, _,w
; t,;
i I l ',.
<,.. i.n*- u, t
Il -
4f I )M !w1 f*ii ;yt.
4, l 3 4i.. -
-i i
a p,it' n.-m 3
n t!
i J T:
1 J.
I l' <rg _U ; bp"
",%.. I :: '. I
-=.=-
U2-3 a
p.-
p.-
W l':;b<rg    ; S _U ; *l-!I' a
*l-!I' I
bp"                                                                                      . 3 I
'4.
                                                                                                                                                                                  '4.           ,
W
A l'
:;b ; S Y ; k] li
Y ; k]
; j. If + j,;i7 N ". M Q, A
i
i fI
                                                                                                    ; j.liIf + j ,;i    '
!,N. p ; '. 'R li $ i l'
fI 7
: d. 1; r a
                                                                                                                                                    !,N N ". M Q,
-u=-
: d.                                                                                                                                                          . p ; '. 'R li $ i li 1;
li.
            . r
~.
                                        -u=-                                                         ,
< 't-n o m j.,, i :l;... j\\ l l h
a
I N k
                                                ~ .               < 't-n                                     o         m j.,, i i
x!.
IN
A k !!.j' N >,I T h i
                        ,                _u          k                x!.                       A T kh !!.j'                         N >,I:l;..
_u M
                                                                                                                                            -        ''              . j\ l l'      5-h i                                                                                                                               ,
:r = ci ::: p, = = :: N :d =, =:57 [ 9',8 i
                                                                                                                                            .f h
.f h
M :r = ci ::: p, = = :: N :d =, =:57 [ 9',8                         ,
5- '
I l
P -3 I
                                                                #Ns e bi lil EEj. ilul,. u.l lle' P -3g                                    ' ''                                                        '
#Ns i
l IM  yh ij J}4 ',:;, .i.'i 4i j
lil EEj. ilul,. u.l lle' g
                                                                                                                                                                                            .il
e b
* 48        HD-T : : 6 j';!!''i'
M i J}4 ',:;,.i.'i i j l
                                                                                                                      .                               q
.il
                                                                                                .i
* l I yh j 4
                                                                  .-                            ol .'' . .                         f          ;;
+: ljng. ! ) x}.i. n, g. i,
                                                                                                                      ) x}.i. n,j:.''$.@::ezese                   g. i ,
q ol.''..
i,                     +:   ljng . !                                l.                                          ?ses
j';!!''i' 8 HD-T : : 6
_mm                                _
.i f
ai emee F,1 , .., _.,_.,.p                                                 .,%,   *8 @ Ii sin?    t e j~,.'"4,
4
                                                                                                                      ..                        ,.g       .
.''$.@::ezese l.
yg             ,          ,.
i, j:
l                                              s                               '.        e n.
?ses F,1,.., _.,.p.,%, i t e j~,.'"4,
*8 @ I sin?
ai emee
_mm
,.g yg l
s e n.


Overseas BWR Shroud SCC Update                                     .
Overseas BWR Shroud SCC Update First incident occurred in beltline region at one of the oldest BWRs in 1990 (found after ~190 on-line months)
First incident occurred in beltline region at one of the oldest BWRs in 1990 (found after ~190 on-line months)
Visual indications discovered during in-vessel TV inspection
Visual indications discovered during in-vessel TV inspection
    - Several circumferential indications on inside surface
- Several circumferential indications on inside surface
    - One area of axial indications on outside surface Subsequent refined UT exams showed cracks up to ~0.6 in.
- One area of axial indications on outside surface Subsequent refined UT exams showed cracks up to ~0.6 in.
depth in 1992 and ~0.8 in.in 1993: ~0.15 in. avg crack growth Metallography confirmed IASCC mechanism
depth in 1992 and ~0.8 in.in 1993: ~0.15 in. avg crack growth Metallography confirmed IASCC mechanism
      - Fluence ~8xE20 nyt; > . threshold of 3-5xE20
- Fluence ~8xE20 nyt; >. threshold of 3-5xE20
            + Grain boundary impurity segregation / distribution typical of IASCC
+ Grain boundary impurity segregation / distribution typical of IASCC
            + No apparent weld sensitization present; cracking appears driven.by oxide wedging stresses
+ No apparent weld sensitization present; cracking appears driven.by oxide wedging stresses
            + Sample UT crack depth of 0.5 in. verified
+ Sample UT crack depth of 0.5 in. verified


BWR Core Shroud Cracking Comparison OVERSEAS PLANT SITUATION l     Cracking attributed to IASCC (Shroud had low carbon - not sensitized)
BWR Core Shroud Cracking Comparison OVERSEAS PLANT SITUATION l
Cracking attributed to IASCC (Shroud had low carbon - not sensitized)
GENE RICSIL revised to recommend inspection of both high and low carbon stainless steel shrouds Crack growth analyses performed - continued operation approved Automated UT equipment developed and used in 1993 to obtain full baseline Program to better understand cause of cracking and generic implications carried out - 2 in. core sample with shroud crack fully analyzed BNPS UNIT 1 SITUATION All BNPS-1 high fluence girth welds visually inspected
GENE RICSIL revised to recommend inspection of both high and low carbon stainless steel shrouds Crack growth analyses performed - continued operation approved Automated UT equipment developed and used in 1993 to obtain full baseline Program to better understand cause of cracking and generic implications carried out - 2 in. core sample with shroud crack fully analyzed BNPS UNIT 1 SITUATION All BNPS-1 high fluence girth welds visually inspected
        - Single ~1 inch long vertical crack observed on H-4 weld OD
- Single ~1 inch long vertical crack observed on H-4 weld OD
              + Believed to have initiated in sensitized HAZ and may have propagated by lASCC
+ Believed to have initiated in sensitized HAZ and may have propagated by lASCC
        - Circumferential H-3 weld HAZ has high carbon, low fluence - IGSCC likely mechanism - Possible cracking acceleration from neutron fluence
- Circumferential H-3 weld HAZ has high carbon, low fluence - IGSCC likely mechanism - Possible cracking acceleration from neutron fluence


1 L
1 L
w 6
w 6
m r
m r
s       ,
s u
t u       -
~
                      ~
t m
m t
a tS e
a       -
l p
S l
m a
e        -
p m
a       ,
S t
S t
* a       -
a e
o e
o B
B         -
e k
e k       -
c m
c       m a
a r
r       ,
C d
C d       -
uo r
u o
v r
r v
h S
r h
S       -
e B
e B
                      =
=
m
m


Boat Sample Status
Boat Sample Status Boat samples containing crack sections from H-3 and H-4 welds taken 8/20-21/93 H-3 boat sample located at Cell 42-07,142 degree azimuth H-4 boat sample located at Cell 10-47,316 degree azimuth Samples arrived at Vallecitos Nuclear Center 8/23/93 and metallographic evaluation now underway i
                  -        Boat samples containing crack sections from H-3 and H-4 welds taken 8/20-21/93                                                                                                                                 .
t
                                            - H-3 boat sample located at Cell 42-07,142 degree azimuth
^
                                          -  H-4 boat sample located at Cell 10-47,316 degree azimuth
4 t
                  -        Samples arrived at Vallecitos Nuclear Center 8/23/93 and metallographic evaluation now underway i
~
t 4
i
                                                                                                                                                                                        ^
.i
                                                                                                                                      ~
-i
t i                                                                                                                                                 .
-_..-__.-~.._--_,._._.._.-.._._._.--.__.__.._.._.,....-_..__-.._..._..._..._.._-...-.._.-..,-._.,.-,.-_._s.
                                      .i
                                      -i
  . . _ . . _ . . _ . _ _ . . . . . .          . . _ . . . -_..-__.-~.._--_,._._.._.-.._._._.--.__.__.._.._.,....-_..__-.._..._..._..._.._-...-.._.-..,-._.,.-,.-_._s.


Summary of Shroud' Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds-                                                           -.
Summary of Shroud' Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds-WELD NO AZIMUTH CELL ID +
AZIMUTH       CELL ID +           INDICATION               ID UT DEPTH +             OD UT DEPTH + -
INDICATION ID UT DEPTH +
WELD NO                                                                                                                                                ,
OD UT DEPTH + -
TYPE H3               50             46-43               Circ ID                   70 RL (.300) IN.           60 RL (.200) IN.'
TYPE H3 50 46-43 Circ ID 70 RL (.300) IN.
H3               90             50-27               Circ ID                   70 RL (.350) IN.           60 RL (.280) IN.
60 RL (.200) IN.'
110           50-19               Circ ID                   70 RL (.330) IN.           60 RL (.300) IN.
H3 90 50-27 Circ ID 70 RL (.350) IN.
H3 140"           42-07               Circ ID                   70 RL (.280) IN.           60 RL (.250) IN.                              .
60 RL (.280) IN.
H3 H3                230           06-11               CircID                   70 RL (.180) IN.           60 RL (.180) IN.                         -
H3 110 50-19 Circ ID 70 RL (.330) IN.
320           10-47               Circ ID                   70 RL (.400) IN.*         60 RL (.300) IN.
60 RL (.300) IN.
H3                                                                                                                                                      ,
H3 140" 42-07 Circ ID 70 RL (.280) IN.
315 "         10-47               Axial OD                 None                     70 RL (.250CCW)
60 RL (.250) IN.
H4
H3 230 06-11 CircID 70 RL (.180) IN.
60 RL (.180) IN.
H3 320 10-47 Circ ID 70 RL (.400) IN.*
60 RL (.300) IN.
H4 315 "
10-47 Axial OD None 70 RL (.250CCW)
(.250 CW)
(.250 CW)
  ** BOAT SAMPLES TAKEN AT THESE LOCATIONS -
** BOAT SAMPLES TAKEN AT THESE LOCATIONS -
we   - - . , ,---mm_2         _---~-,w. . - -.    -, - w [ ev.~.- - -.    - . . . - , , . - - ,      . . - . .  .*
we
,---mm_2
_---~-,w.
-, - w [ ev.~.-


      +   .a_..               # = ,         .-
+
.a_..
=,
e I,.
e I,.
e                                                           1 1
e 1
l
1 l
.      ,                                                    i
i
{
{
1 I
1 I
: 1.                                                           1 l
1.
1 l
1 l
1 l
l j
l j
Line 975: Line 1,303:
l Q
l Q
i
i
                          >                                  )
)
C 4
C4
                          .c w
.c w2 lE
2 lE
'1 6
                                      '1 6
3 eU E
e 3
~
U E
i 1
i
.m i
                                                            ~
I i
i                     1
l l
                                        .m i
~
                    ,                                          I I
i l
l
                        ~           _.    ,    ., _ . - , ,;


OUTLINE
OUTLINE CAUSE OF CRACKING
                          =
=
CAUSE OF CRACKING H3 WELD                                                                                                                                                                   ,
H3 WELD H4 WELD FRACTURE MECHANICS EVALUATION a
H4 WELD a
FRACTURE MECHANICS EVALUATION a


==SUMMARY==
==SUMMARY==
AND CONCLUSION f
AND CONCLUSION a
  , _ _ _ _ _ _ _ - . _ _      . _ - _ _ _ _ - . . . ~ . . . . . - - - . - . . - . . . . .  . . . ~ , . . . - . . . . . - . . . . . - . . . . . - . . . - . . - - . . . - . . . . . . . . . _          - . .
f'
-... ~..
... ~,


POTENTIAL CRACKING MECHANISMS               .
POTENTIAL CRACKING MECHANISMS H3 WELD FATIGUE - UNLIKELY a
H3 WELD                     '
+
a FATIGUE - UNLIKELY
SYSTEM CYCLING NEGLIGIBLE
  + SYSTEM CYCLING NEGLIGIBLE
+
  + THERMAL CYCLING OR VIBRATING UNLIKELY
THERMAL CYCLING OR VIBRATING UNLIKELY
  + FATIGUE NOT LIKELY TO BE A CONTRIBUTING FACTOR a IGSCC - LIKELY MECHANISM
+
  + HIGH CARBON CONTENT IN THE FLANGE (H3 WELD)
FATIGUE NOT LIKELY TO BE A CONTRIBUTING FACTOR IGSCC - LIKELY MECHANISM a
HIGH CARBON CONTENT IN THE FLANGE (H3 WELD)
+
PROVIDES SENSITIZATION
PROVIDES SENSITIZATION
  + ORIENTATION EXACERBATES IGSCC-SUSCEPTIBILITY
+
  +  HIGHLY OXIDIZING IN-CORE ENVIRONMENT (~200mV ECP)
ORIENTATION EXACERBATES IGSCC-SUSCEPTIBILITY HIGHLY OXIDIZING IN-CORE ENVIRONMENT (~200mV ECP)
  + WELD RESIDUAL STRESS
+
  + POSSIBLE SYNERGISTIC EFFECT OF NEUTRON FLUENCE-
+
WELD RESIDUAL STRESS
+
POSSIBLE SYNERGISTIC EFFECT OF NEUTRON FLUENCE-


t l
t l
l I                                                                                                                                                     ANSYS       4.4A1 l
l I
AUG 9 1993 8:27:43
ANSYS 4.4A1 l
;                                                                                                                                                          PREP 7 ELEMENTS l
AUG 9 1993 8:27:43 PREP 7 ELEMENTS l
TYPE NUM l                             '
TYPE NUM l
2V   =1
2V
                                                                                                                                                          *DIST=5.936
=1
        )                   ,'      / ..,                                                                                                               *XF =92.427 l:
*DIST=5.936
O                                                                                                                   *YF =29.713 1:                                                                                                                                               ANG2=180                         A
)
          .!:                          -                                                                                                                                                    N
/..,
          ]                       'k                                                                                                                     WIND =2                           $
*XF
2V    =1                         O N                                                                                                                   DIST=44.687 m 77                                   s       v   '
=92.427 l:
XF    =91                        h m
O
YF   =40.625                     y ANGZ=180                         m M
*YF
9 5
=29.713 1:
e r
ANG2=180 A
CD s   .
N
                                                                                                                                      . e                                            g a, ti 3
]
4
'k WIND =2 2V
                                                                                                                                  ,    _ bEbbi OO
=1 O
                                                                                                                                                                                    $~
N DIST=44.687 h
                                                                                                                                                                                    -a E33 8 :o E; .2
XF
                                                                                                                                                                                        ~
=91 m
77 s
v m
YF
=40.625 y
ANGZ=180 m
M 9
5 er CD e
g s
4 a, ti 3
_ bEbbi OO
$~
-a E33 8 :o E;.2
~
Figure 10 Finite Element Model Brunswic k Unit 1 Shroud Weld Residual Hodel
Figure 10 Finite Element Model Brunswic k Unit 1 Shroud Weld Residual Hodel


GE PROPRIETARYINFORMA TION GE-NE-523-111-0893, Rev.1 M                               N
GE PROPRIETARYINFORMA TION GE-NE-523-111-0893, Rev.1 M
        <          z                    N                                                                                                               DRF 137-0010-6
N DRF 137-0010-6 z
                                                                                                                                                                                            ^
N
TM         W                   NM                   Nm                 Mmm                                                                                             ,n     ,y
^
          . m      W           ^ T m CD                 MNN                     m CO C3 N CQ                   Ci M N CD Tm         %          C       MCT             TNQ                     CCCCNWNMMT                                                                                       x e o              I
TM W
            -. oH               > W - o -.               M     .  .o             = M W Co co N - M M                                                                             < d y--
NM Nm Mmm
cM         t= 4 4 .MN                                             M N M m N M c 4 CO m N                                                                           .
,n,y m
        @ Ci **       M N vCD C 1 M
W
                                                          . M C5 CO M m cn N s 4                 I I i1 I Tr-4M N M                                                                           m[$
^ T m CD MNN m CO C3 N CQ Ci M N CD x e o I
                                                                                                                                                                                  "ep
Tm C
        > MM s a                   QR e s             e a a e a                                                                                                                 e 3-U2     M H 2. %             J                   H           NW                                                                                                         h2 z o ..m W W 4 D C O l-- H >
MCT TNQ CCCCNWNMMT
cxzx ZZE e            oo                ' -    -  ~
< d y-
                                                                                                            ."                  U                                                  E 7 *o
-. oH
(                                                                                          ;Z $ H
> W - o -.
                                                      > M u. u. 2 O 1
M
            <      C.OMZMCMM                         N c3 X > < W                           -                n                   r,                                                       *
.o
                                                          **e I
= M W Co co N - M M cM t= 4 4
                                                                  -e. g , W%gg42W'"                                   ,
.MN
                                                                                                                                                  %~
. M C5 CO M N M m N M c 4 CO m N m[$
m M1.ggpp;j;) ,3
@ Ci **
                                                                          ....b g'' Dg",*e *',                                                          "fW8NM"y,g Opgy:8,q . h ;R'..'    *, .'^' .'' )-
M N vCD C 1 M M m cn N s 4 I I i1 I Tr-4M N M "ep MM s a QR e s e a a e a e
g ,
3-U2 M H 2. %
                                                                                                              ..n.m.....                         <Q                            o.
J H
                                                                                                                                                              * < 3.- . . A.~ .
NW h2 z o..m W W cxzx e
                                                                            ,.  ,d*      *      -        .                                          **
oo U
J d'. .      2 J
E 7 *o
                                                                        .n.?;                                                                      ,      ,
~
jQ:h@;ch*W;-wsw '.-                                                                    h=* '       r-M esc
4 D C O l-- H >
                                                                          'f 9.T.                           ,;j% iM%^%.                                          _ na.:-v--
ZZE
L CWr:%$    -'                _gg h h.fif'   Y'l [M;j)F i i'd#dd'hk
> M u. u. 2 O
                                                                                              ;1.       ===
(
                                                                                  %&g$.$
1
                                                                                                , .m..   ~.s mrr.
;Z $ H C.OMZMCMM N c3 X > < W n
C
r,
                                                                                                                                                                                              =
**e I
-e. g, W%gg42W'"
%~
m M1.ggpp;j;),3 "fW8NM"y,g., ^ ' )
h ;R' *.' '.' -
....b g'' Dg",*e *'
Opgy:8,q.
<Q
* < 3.-.. A.~.
g,
..n.m.....
o.
,d*
J d'.
2 J
jQ:h@;ch*W;-wsw -
.n.?;
iM%^%.
h=* '
r-M esc
'f 9.T.
,;j%
L CWr:%$
_ na.:-v--
h h.fif' [M;j)F i Y'l
_gg i'd#dd'hk
%&g$.$
~.s
;1.
 
===
,.m..
mrr.
C=
o 0
0 2
7 y
4a L
G 44 g
P"'
*r*
W G=
"'J s
m_
.v t
C W
I
-ML o
o
o
                                                                                                                                                    -                                          0 0                                          2 7                                          y 4a                                          L G                                        44 P"'
'N'-~~~-%s'i&M,kLjf:; y7=J ; f..
g
Q%'[
                                                                                                                                                    *r*
y g
W G
?!*k.",5 myyy,5Astn:c W h"*'
                                                                                                                                                                                                =
N c
s      m_                    J
.cc h
                                                                  .v t                                                                                -    -
'"L Ih. _ '.
!                                                    $                                                                                                                C                          W    I
b Y
      'N'-~~~-%s'i&M,kLjf:; y7=J ; f. .                     *
1 Ad
                                                                        -ML                                                                                          o                          o    l Q%'[                                                                                         y                       g       '
-:na, w:
      ?!*k.",5 myyy ,5Astn:c W h"*'                                                                                                                                   N                         c
- a a
                                                                                                                                                                      .cc
n
* h        '"L Ih. _ ' .       -      b           Y           1 Ad
'.Y U
                                                                        -:na, w:               - a                                                                 a                         n
l
      .f                                           U
.f f [
                                ~
~
      )           f [          *-r       :  ' .Y                                        '
)
l X
*-r X
M
M
                                                                                                                                                                      =                         V m
=
m                         W us                       C
V m
                                                                                                                                                                      "                        3 M
m W
* A                         b CO
us C
        .-4 A
3 M
A b
CO
.-4 A
.m-


l DRF 137-0010-6 M                                       k                                                                                                                     ,
l DRF 137-0010-6 M
i                  4                   W                   N                                                                                                         c.         T CM                 M                   NN         N en               M c3                                                                       0 e '3 l                       .m           w             m v ci C       MNN                 C1 N W N c3 M @ m P4 T                                                     .O     UC
k i
!                  4m                 E             C     men       e N c3               e c3 e e e N c3 m ed N                                                     =
4 W
b c, M u1 H               > J M c3 o     M         . c3     c3 e cm N ui M M cn c3 C                                                 .c w e vm         :s44             Nm       ,* cn c3           N es - N e en e N w m                                                     "1
N c.
                                                                                                                                                                      ~     -3 , [.      ,
T CM M
M cn "                 e4 N ved c3 I c4       ed W c3 N rd             I I I e4 N 4 m W c3 m j                   >
NN N en M c3 0 e '3 l
O NM e a M H Q. g On s
.m w
_J e a a a e H           Nw E
m v ci C MNN C1 N W N c3 M @ m P4 T
                                                                                                                                                                      =* f 'I 20"Myw                               CX2X         m           00           7             .
.O UC 4m E
                                                                                                                                                                    .9 U M
C men e N c3 e c3 e e e N c3 m ed N b c,
                    < 3 c3 O H H N                         EEE   > M w w 2 C3                 Q       -
=
j   -
M u1 H
Q                                        k. % ",
> J M c3 o M
i
. c3 c3 e cm N ui M M cn c3 C
                                <    :L O M M O C2 M O           NQX><W
.c w "1 -, [.
                                                                      *ee i         .      A        L j
vm
P
:s44 Nm
.                                                                         -@;                                *r-         !~gggg
,* cn c3 N es - N e en e N w m e
                                                                                                                                                                              ,:.i      1
~
                                                                                                                                        ${n4Wni j'$7f%,::5.'.. :
3 M cn "
1                                                                                     r,                                  5
e4 N ved c3 I c4 ed W c3 N rd I I I e4 N 4 m W c3 m E f 'I j
                                                                          *+4.
NM e a On s e a a a e O
                                                                          .v ...gJ%pf...f[%    -6v:  ,.                '"?g</g-M;"
M H Q. g
I . 4q                 -5 ~~  ,-
_J H
                                                                                                                                                                              $        1
Nw
*.                                                                        : s.'                                              -W ::n      .'I:
=*
                                                                                                                                        ' .m am,x&;.:
20"Myw CX2X m
                                                                                                                                                                        }[-
00 7
!                                                                        ..W;M sp             9Q.Q3'dt. .
.9 U M
4rc:,,fyg?g,,l-                     3              ,
< 3 c3 O H H N EEE
                                                                                                                                                                          ..s
> M w w 2 C3 Q
.                                                                                        m -~; z.. .           . -;r
j Q
                                                                        ~h                    ~
: k. % ",
                                                                                                    ??'                                R    eny;s.,..([   .
A L
x
:L O M M O C2 M O NQX><W i
*ee i
j P
${n4Wni :
,:.i 1
*r-1
!~gggg
*+4..gJ%pf...f[%,.
5 j'$7f%,::5.'..
1
'"?g</g-M;"
r, I. 4q
.'I:
; }[-.
-6v:
-5 ~~
.v sp 4rc:,,fyg?g,,l-
..W;M 9Q.Q3'dt..
: s.'
-W ::n
'.m am,x&;.:
eny;s.,..([
..s 3
: 3. - - >.
: 3. - - >.
hk .h 1 g e,                       -a
m -~; z...
                                                                                                                                  -22c2ffit_
. -;r hk.h
                                                                                                                                                - w{1            m. .. .
~h
??'
R
- w{1
~
x e,
-a
: m....
! $ph[t. alth.
1 g
-22c2ffit_
W 7 '"' M Y'4 0 j
W 7 '"' M Y'4 0 j
l A          ! $ph[t . alth.                                                                        \
l k[* #kW
                                                                          .4, av- %,.2n k[*
\\
sg;p                         s m
A s av %,.2 s
                                                                                                                          #kW gr                 1 1
n m
  ;                                                                              c2 >"                       5
.4, g;p -
'                                                                                                      ''          cm..
gr 1 1 c2 >"
1
5 cm..
!                                                                                                              Ah--                                                                 5 x
1 5
Ah--
x m
O 1
b i
s I
m
m
  .                                                                                                                                                                                   O    1 b
.i i
i                                                                                                                                                                                   s I                                                                                                                                                                                m
c" d
  .i i                                                                                                                                                                                    c" d
t g
t                                                                                                                                                                                     g
T Ny l
$,                                                                                                                                                                                  T N
k.t.kk;e,.
y l ,,                k.t.kk;e,.
2 uv-.
                    ,              2 uv-.
ENdMh:*.IMm G m p.%.
)                   EN                                                                                                                                                             V
x
)
EN V
W WRET.h.w?1"*,;E=c%.ig-AW hvty$L%-
+
+
W              ENdMh:*.IMm G m p.%.
a Il 3
a Il x
o 1
o WRET.h.w?1"*,;E=c%.ig-AW                  3                hvty$L%-
%CGe%@%
1 l                                                                                                                                                                                    n 1                   bJh
l n
                    %CGe%@%
bJh '(5d h45 h.
                    ~4m          '(5d       h45 u n=s,i@w$a$Nf             h Y $nh.
~ 4 m u n=s,i@w$a$Nf h Y $n A 1
e A
e n:aann m
m n:aann i
i x
x
U i
.                                                                                                                                                                                    U i                                                                                                                                                                                     e-b                                                                                                                                                                                   h i                                                                                                                                                                                     a j                                                                                                                                                                                     c d                                                                                                                                                                                   a j                                                                                                                                                                                     L
e-b h
  ;                                                                                                                                                                                  e 1
i a
j c
d a
j L
e 1
J a
J a
i
i


t t
t t
t 34       i     l     4 i   i   i         I     i
t 34 i
                                                                                .m 4                i   j           o
l 4 i i
      ~                                                                    -
i 4
                                                                            ~
I i
S                                                -
i j
      ~
o
e                                            6
.m
    ~                                                 z*                                            u 53 25
~
                                                                          ~
~
c 5
S
0      3
~
    -                                                  O.G.
6 ez*
                                                        =                                    -
Z6 9      Q"                -
u    Z
                                                        ~*
w u
                                                                                                    *C w      e4 S                                         r.'
    .                                                                          =            C
    ,,,                                                                  .,    o
                                                                                *                  ^          --
                                                                                          . .O S
                                                                          ~
                                                                                            =
                                                                                                    <        ;g Z    ;
    ~
g          -
  -                                                                                        C        =      5*
                                                                          -                y
                                                                                                  ==
u              )
  =                                                                                **
b      Ma w
d              v s=
                                                                                                                  -l
  -                                                                                =      C                  z E
T
                                                                                                  --        - f-1
                                                                                    -      e.o
  -                                                                                .      C    M u
6 o    *"
u
u
                                                                                    !      56 1      Z 4
~
                                                                                          -      , X      "C
53
  ~
~
                                                                        ~                x      ~
25 c
u e                                                      -
5 0
3               , ,~
3
                      .*Im
= G.
* O o                                                          .
O.
                                                                                                  ,4 C.
Z6 9
e .Z e,,  .-                                                                          C.      j 3 E ,= "                                                            .                        J
Q" u
                                                                                                                      \
u Z
O s8                                                  e        a g        .
~*
                      !*85 5A m
w
a.
*C w
                                                                                        =       .5 u        =
e4 S
ea      ,
r.'
E
=
* m z
C o
                                                                        -                c. .    =
..O
  -                                                                                                u        E 3:.-    z          a
^
  -                                                                                              w          C.
Z
                                                                        ~
~
y        C     C O
;g S
w      C        "
=
s      y 74      .=-
g
                                                                                      . 2.0
~
                                                                                          . y       .
C
1        -          3 1l 11    i f      f  f      f f    f  I    l      I  i    f o e          o e o              o      e        o            o  o    8 es e          en e    o                e        o                    "
=
e        4-  e 6      e                e        n            I  =a 1501 tvd INI3 Eld
5*
y u
)


APPLIED STRESSES AT                        ,
==
THE H3 WELD                                      -
w
* Primary Stresses
=
                          +  Pressure                                                  ,
b Ma d
                          +  Weight
s=
                          +  Seismic                                                    ,
v
* Secondary Stresses                                                .
-l C
                          +  Weld Residual
=
* Applied Stresses Are Small
E T
* Crack Growth Mainly Driven By Weld Residual Stresses
z 1
- f-e.o u
C M
6
.o u
5 1
Z 6
4 X
"C
~
x u
~
~
3
,~
e
.*Im
,4 C.
O e.Z e,, o j
C.
-3 E,= "
\\
J s8 O
!*85 g
e a
u
=
5 A m
=
.5 ea a.
E m
: c..
z
=
u E
3:.-
z a
C.
w
~
y C
C O
C w
y s
. = -
7
. 2.0 4
y 1
3 1
l 11 i f f
f f f f
I l
I i
f o e o e o o
e o
o o
8 es e en e o
e o
e 4-e 6 e
e n
=a I
1501 tvd INI3 Eld


                                                                                                                                                            ~
APPLIED STRESSES AT THE H3 WELD Primary Stresses
SCC SUSCEPTIBILITY                                                                                                                       .
+
OF H4 WELD k
Pressure
  . Iligh Carbon Contents 0.056% max. (but less than flange) That Could Cause Sensitization. Crack Appears To Be In The Weld HAZ.
+
* Residual Stress Initially High But Decreases With Huence.
Weight
* Outside Surface Of Shroud Exposed To Slightly Lower ECP Environment Compared To That Inside The Core.
+
Conservative Current Ruence Estimate: 3.1 X 102 0n/cm2.                                                                                                                       ,
Seismic Secondary Stresses
Muence Based On Dosimetry: 1.6 X 1020n/cm2, Ruence Below IASCC Initiation Threshold But Could Combine Synergistically With Thermal Sensitization In Crack Growth.
+
Weld Residual Applied Stresses Are Small Crack Growth Mainly Driven By Weld Residual Stresses
 
~
SCC SUSCEPTIBILITY OF H4 WELD k
Iligh Carbon Contents 0.056% max. (but less than flange) That Could Cause Sensitization. Crack Appears To Be In The Weld HAZ.
Residual Stress Initially High But Decreases With Huence.
Outside Surface Of Shroud Exposed To Slightly Lower ECP Environment Compared To That Inside The Core.
Conservative Current Ruence Estimate: 3.1 X 10 0n/cm2.
2 Muence Based On Dosimetry: 1.6 X 1020n/cm2, Ruence Below IASCC Initiation Threshold But Could Combine Synergistically With Thermal Sensitization In Crack Growth.
L I
L I
                        - Crack Initiation Due To IGSCC But Crack Growth Could Have Been Influenced By IASCC
- Crack Initiation Due To IGSCC But Crack Growth Could Have Been Influenced By IASCC
    .,  ,-  .,m--e- .e .    .      ..w. -. -- - c .w,- , - - . - - - , r-- , - - - ...-...-.....e o m. -
.,m--e-
                                                                                                          ,,w.- =w- r s ea u.-~e+.., - - - - - - . . . ~,.     <--.s.- - ..- . .-, e
.e
..w.
-- - c
.w,-
r--
, - - -...-...-.....e o m.
,,w.-
=w-r s ea u.-~e+..,
- - - - - -... ~,.
<--.s.-
-..-..-, e


o                                                                                                                                                                                                                 ,
o CRITICAL FLAW SIZE l
l CRITICAL FLAW SIZE                                                                                       -
FOR THE H3 WELD Depends Upon The Plane Of Cracking 1
FOR THE H3 WELD                                                                                 .
Over 4. Sin. Parallel To The Plane Of the Ring Over 2.25in. If Crack Follows Weld HAZ Even If One Assumes Cracking Around The Circumference, The Crack Is Expected To Arrest Near The Weld Metal Sufficient Area.In The Weld Ligaments To Carry The Upset Core Delta P m
* Depends Upon The Plane Of Cracking 1
.m..u m
                                                                                      -            Over 4. Sin. Parallel To The Plane Of the Ring Over 2.25in. If Crack Follows Weld HAZ
m.
* Even If One Assumes Cracking Around The Circumference, The Crack Is Expected To Arrest                       '
. -m.
Near The Weld Metal
m m-w.
                                                                                      -          Sufficient Area.In The Weld Ligaments To Carry The Upset Core Delta P
r_-ww-+++,ww.,..w
__-__m __. _ _ _ . _ _ _ . -__.-.__ _ _ . _ __ . . _  ._.._________.._-___._______.___.m._.u___              -
--ee-+
m m. . -m.  <---__m_m- ._ w. r_-ww-+++,ww.,..w --ee-+ *- ww - . . e,e,ra w to----e e - - -   w   - eww w
ww e,e,ra w
to----e e - - -
w
- eww w


g D.
g D.
e P
e P
ZAH dleW eht       gniR troppuS ediuG pot gniwolloF htworG kcarC ot lelloraP htworG kcarC
ZAH dleW eht gniR troppuS ediuG pot gniwolloF htworG kcarC ot lelloraP htworG kcarC "54 "52 2 3
                                          >        "54     <
4-
                  "52 2 3   4-
/J
                        /J     -
/.J
                                                        /.J_
?
        ?
[N/
[N/                           [N/                           ,
[N/
q
q
    ~
~


At- 1"->
At-1"->
Shroud Support Ring 3"
Shroud Support Ring 3"
i   Y                                   /
i Y
                                                \
/
\\
Weld f
Weld f
4 Brunswick 1 Shroud i
4 Brunswick 1 Shroud Horizontal Ring Seam i
Horizontal Ring Seam 6 Places - 60 Apart I
6 Places - 60 Apart I
s t
s t


i FRACTURE MECHANICS EVALUATION                                                                                                   -
i FRACTURE MECHANICS EVALUATION OF THE H4 WELD t
OF THE H4 WELD                                                                                             -
Applied Stresses Due To Pressure Only. Other Stresses'( weight, seismic) Not Expected To Affect i
t
The Axial Crack Residual Stresses Could Be High Initially. However This Could Have Been Reduced By Initial Stress 1
* Applied Stresses Due To Pressure Only. Other Stresses'( weight, seismic) Not Expected To Affect                                                                                                                                     i The Axial Crack                                                                                                                                                                       ;
Relief And Subsequent Neutron Irradiation.
-
1 Current Fluence On The OD Surface Conservatively Estimated To Be 3X1020n/cm2 Value Based On Dosimetry: 1.6X1020n/cm2 1
* Residual Stresses Could Be High Initially. However 1
This Could Have Been Reduced By Initial Stress
:                                      Relief And Subsequent Neutron Irradiation.                                                                                                                                             1
:
* Current Fluence On The OD Surface Conservatively                                                                                                                                       .
Estimated To Be 3X1020n/cm2 1
* Value Based On Dosimetry: 1.6X1020n/cm2                                                                                                                                           ,
}
}


ALLOWABLE FLAW SIZE FOR H4 WELD.
h ALLOWABLE FLAW SIZE FOR H4 WELD.
4
4 Flaw Conservatively Assumed To Be A Through Wall Crack, One Inch Long Safety Factor Of 3 On Stress Allowable Flaw Size Based On LEFM = 50 in.
* Flaw Conservatively Assumed To Be A Through Wall Crack, One Inch Long
Higher Allowable Flaw Size Based On-Limit Analysis
* Safety Factor Of 3 On Stress
_ ________.__..___._______________________ _ ___ _ __. _.___ _____._ _. _,--,__,... _..-.-..,, _.. ~,,_._ -,,.....
* Allowable Flaw Size Based On LEFM = 50 in.                                                                                             ;
. [
* Higher Allowable Flaw Size Based On-Limit Analysis
_ . _ ._  _ _ . _ _ _ - . _ . . _ . _ _ . _ . _ ________.__..___._______________________ _ ___ _ __. _.___ _____._ _. _,-- ,__,... _..-.-..,, _.. ~, ,_._ - ,, .. ...
                                                                                                                                                                                                                                                      ..__._[


CRACK GROWTH ANALYSIS                                 '
CRACK GROWTH ANALYSIS FOR THE.H4 WELD Assuming Conservatively That The Weld Residual Stress Remains Constant With Irradiation, Bounding Crack Growth Rate For NWC Estimated To Be 8X10-5in/hr
FOR THE.H4 WELD
+
* Assuming Conservatively That The Weld Residual Stress Remains Constant With Irradiation, Bounding Crack Growth Rate For NWC Estimated To Be 8X10-5in/hr
Consistent With Test Data For Highly Irradiated Stainless Steel Material i
                      +         Consistent With Test Data For Highly Irradiated Stainless Steel Material i
1
        * . Predicted Crack Length At The End Of The Next Fuel Cycle = 3 in.
. Predicted Crack Length At The End Of The Next Fuel Cycle = 3 in.
Final Crack Well Below The Allowable Flaw Size
Final Crack Well Below The Allowable Flaw Size


CONCLUSION
CONCLUSION Conservative Assumptions On Stress, Flaw Configuration And Crack Growth Models Used In The Analysis t
* Conservative Assumptions On Stress, Flaw Configuration And Crack Growth Models Used In The Analysis                                                                                                                                                                                     t Predicted Final Crack Size At The End Of The Next Fuel Cycle.Is Well Within Allowable                                                                                                                                                             '
Predicted Final Crack Size At The End Of The Next Fuel Cycle.Is Well Within Allowable Values Even After Including ASME Code Safety Factor Boat Sample Provides Confirmation Of Cracking e
Values Even After Including ASME Code Safety Factor e Boat Sample Provides Confirmation Of Cracking Mechanism
Mechanism l
* Continued-Operation Justified For The Next Fuel Cycle 6
Continued-Operation Justified For The Next Fuel Cycle 6
_ _ _ _ _ _ . ..._.___.._.___._____.__....___.____m      _____..___._m..._________.__ _. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _            _.--~-_-______________..-__________.,___.______._____m._-_ - - -        - - -
m
                                                                                                                                                                                                                                          . _ _ _ . . . --m-_.
. m...
_.--~-_-______________..-__________.,___.______._____m._-_
... --m-.


A f
A f
a
a
              ?
?
C O
C O
M       i b
.M i
O C
bO C
      .O M
.O MN
N
.G
      .G
.M.
      .M.
ausE l
aus E
i l
l i
l.
I


sea
)
    )                         m,-              -
g a
g     a       +s L--           u -    - s- r   ,      ~
+s L--
                                                                  ,I I
m,-
u s-r sea
~
, I I
i i
i i
1 i
1 i
Line 1,363: Line 1,849:
4 i
4 i
3 i
3 i
t E.                                .
t E.
C                                 l ou                                t i
C l
o t
u i
O I
O I
i N                                 ;
i N
e                               :
e WG O
W G
(
O w                                (
wD>
D I                             .;
I
                                                                  .l 1                                                                   j i
. l 1
j i
l i
l i
                                                                      )
)
                                                          .            \
\\
                                                            .        l
l
                                                            ,4
,4


1 Crack Mitigation Strategy Increase in Operating Dose Rates & Hydrogen Injection Normalized Steam Line Activity 6.0 5.0 -
1 Crack Mitigation Strategy Increase in Operating Dose Rates & Hydrogen Injection Normalized Steam Line Activity 6.0 5.0 -
I 1
I 1
4.0 -                                                                                                                           I I
4.0 -
I I
l I
l I
I 3.0 -                                                                                                                           I I
I 3.0 -
1
I I
                                                                                                                                                  ' intemals 2.0 -                      -
1 Data Band from
                                                                .n Data Band from
' intemals 2.0 -
                                                                                                                                                  ' Protection 22 Operating Plants l*
.n
I 1.0 -                        i 8
' Protection 22 Operating Plants l*
Piping                                                                                                                  '
I i
I i
Protection 'i g'                 ,        ,                              ,                              ,      ,  ,
1.0 -
0.0         ,            ,      ,
8 Piping Protection 'i I
0.8                           1.2                                           1.6       2.0         2.4 0.0                  0.4 Feedwater Hydrogen Concentration (ppm)
i g'
0.0 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 Feedwater Hydrogen Concentration (ppm)


HWC Reactor Location Dependence                                                     L f        The amount ofIGSCC protection realized by HWC is l         dependent on electrochemical potential (ECP)
HWC Reactor Location Dependence L
            - Full protection is achieved for ECPs -230 mV SHE ECP is reduced by increasing hydrogen addition rate ECP varies throughout the reactor coolant system due to radiolysis caused by high irradiation fields 1
The amount ofIGSCC protection realized by HWC is f
              - Higher hydrogen addition rates help counteract radiolysis effects Computerized radiolysis model developed to estimate amount of protection for various reactor regions and h ydrogen addition rates
l dependent on electrochemical potential (ECP)
              - Results are highly dependent on plant configuration and operating parameters                                               .
- Full protection is achieved for ECPs -230 mV SHE ECP is reduced by increasing hydrogen addition rate ECP varies throughout the reactor coolant system due to radiolysis caused by high irradiation fields 1
- Higher hydrogen addition rates help counteract radiolysis effects Computerized radiolysis model developed to estimate amount of protection for various reactor regions and
, ydrogen addition rates h
- Results are highly dependent on plant configuration and operating parameters


Potential for Added HWC Protection at H-3 Weld
Potential for Added HWC Protection at H-3 Weld Conservatively, H-3 weld was dispositioned using measured ECP response vs. hydrogen addition rate ECP determined with electrodes located just below top guide at FitzPatrick in close to mid-core LPRM Because H-3 crack located at about same vertical location but at periphery of core (lower neutron / gamma flux), the GENE radiolysis model used to estimate H-3 HWC benefit Model oxygen plus peroxide predictions benchmarked against ECP measured in LPRM Then, using the model oxidant predictions at the H-3 location, the ECP vs Hydrogen addition was estimated h
    -                        Conservatively, H-3 weld was dispositioned using measured ECP response
i
,                              vs. hydrogen addition rate
~
                                -  ECP determined with electrodes located just below top guide at FitzPatrick in close to mid-core LPRM
    -                        Because H-3 crack located at about same vertical location but at periphery of core (lower neutron / gamma flux), the GENE radiolysis model used to estimate H-3 HWC benefit
      -                        Model oxygen plus peroxide predictions benchmarked against ECP measured in LPRM                                                                                                         ,
        -                    Then, using the model oxidant predictions at the H-3 location, the ECP vs Hydrogen addition was estimated                                                                                           ,
h i
_. _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _              _ _ _ _ - _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _    _ _ _ _ _ . . _ - __ -  . . . . - . . , .~ _ _ _  . - - ,    __ -.


Comparison Between Stainless Steel Core                                                                                                                                                                         .
Comparison Between Stainless Steel Core Shroud and Inner Core Bypass ECPs 300 s
Shroud and Inner Core Bypass ECPs 300 s
i 200 100--
i 200 100--
S     0--                                                                             UDper N
S 0--
                                                                                                                                                                                '' 8.Vpass (y,asu                           d) f -100 -                                                                                                                                                                  re g
U N
0 0   -200 --
Dper f -100 -
                                    -300 -   -
'' 8.Vpass (y,asu d) re g
p                                r Core Shroud
0 0
                                                                                                                                                        \NNhx\\(Projecte\\\\ ?\                                                         a
-200 --
                                    -400 --
-300 -
                                                                                                                  !                                                              l                      l
-400 --
                                    -500                                    !
\\NNhx\\\\(Projecte\\\\\\\\ ?\\
20                                     40.                                                           60                     80                           100 0
a p
H, injection (SCFM)
r Core Shroud
-500 l
l 0
20 40.
60 80 100 H, injection (SCFM)


J i                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 .
J i
Summary of GENE Radiolysis Model Predictions for H-3 Crack Location
Summary of GENE Radiolysis Model Predictions for H-3 Crack Location In-core calibration curve from radiolysis model predictions vs ECP used to predict benefit of HWC at H-3 location Model predicts significant benefit at relatively low hydrogen additions compared to hydrogen requirement needed to protect top guide
                                                          -                      In-core calibration curve from radiolysis model predictions vs ECP used to predict benefit of HWC at H-3 location Model predicts significant benefit at relatively low hydrogen additions compared to hydrogen requirement needed to protect top guide
+ Up to full SCC protection (ECP < -230 mV, SHE) predicted with between 10 and 20 SCFM hydrogen addition rate compared with
                                                                                                        + Up to full SCC protection (ECP < -230 mV, SHE) predicted with
~90 SCFM at in-core LPRM ECP electrode location Because of uncertainties in empirical correlation used, results must be considered tentative and only indicitive of potential added benefit of smaller HWC additions
"                                                                                                                                  between 10 and 20 SCFM hydrogen addition rate compared with
\\
                                                                                                                                    ~90 SCFM at in-core LPRM ECP electrode location Because of uncertainties in empirical correlation used, results must be considered tentative and only indicitive of potential added benefit of smaller HWC additions                                                                                                                                                                                                                             '
Program to benchmark actual inner shroud ECP values vs model predictions being evaluated D
Program to benchmark actual inner shroud ECP values vs model predictions being evaluated                                                                                                                                                                                         .
g m
D g
_ _ _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . . . _ _ _ . _ _ _ _ _ _ . . _ _ . _ _ _ _ . . _ _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ . _ .      ____.___..______________._____________.________.___.____.______.__.-_____.___m____._ _ _ . _ _ _ _ _ . _ . _ _ _ _ _ _ _ ____ _ _ . _ _ _ _ ____          _ ___. _ _ _ _ _


4 Optimum Water Chemistry Benefits                                                                                                                                         .
4 Optimum Water Chemistry Benefits SCC protection achieved with low hydrogen additions Radiation dose rate increases minimized Noble Metal Coatings (1994)
SCC protection achieved with low hydrogen additions Radiation dose rate increases minimized                                                                                     ,
~
Noble Metal Coatings (1994)
- Localized protection achieved even for components located in highly irradiated regions, e.g., shroud beltline and top guide Depleted Zinc Oxide / HWC (1994)
                    ~
- Focused on protecting lower plenum /downcomer area.
                                                                                                                                        - Localized protection achieved even for components located in highly irradiated regions, e.g., shroud beltline and top guide Depleted Zinc Oxide / HWC (1994)
                                                                                                                                        - Focused on protecting lower plenum /downcomer area.
Internal Catalytic Recombiner (Later)
Internal Catalytic Recombiner (Later)
                                                                                                                                  - Hardware installation results in downcomer and lower plenum protection Fast Track Qualification Programs Underway
- Hardware installation results in downcomer and lower plenum protection Fast Track Qualification Programs Underway
_ _ _ _ . _ . _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ _ _ _ _ ~ _ . _ _ _ _ . _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ . , - _             -  -  -
_ _ _ _. _. _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _ _ ~ _. _ _ _ _. _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _., - _


Summary                                                                                                                                              -
.c il Summary e
                                                                                                                                                                .c                 il e
m SCC incidence in BWR fleet internals is increasing as service time accrues g
m       ;
1 Brunswick Units have been significantly affected by SCC - Early life A
1 SCC incidence in BWR fleet internals is increasing as service time accrues                                                                                                     g Brunswick Units have been significantly affected by SCC - Early life                                                                                                           A conductivity history has likely accelerated situation                                                                                                                         ?,
conductivity history has likely accelerated situation
BNPS internals ISI program and current implementation status compares favorably with best of BWR fleet j
?,
                                                                                                                                                                                .p Shroud weld cracking at H-3 and H-4 welds appears consistent with current                                                                                                     E'       -
BNPS internals ISI program and current implementation status compares j
favorably with best of BWR fleet
.p Shroud weld cracking at H-3 and H-4 welds appears consistent with current E'
understanding.
understanding.
Significant structural margin verified for H-4 weld Once extent of cracking is fully characterized for H-3 weld, significant crack tolerance calculated should lead to justification for operation an additional
Significant structural margin verified for H-4 weld Once extent of cracking is fully characterized for H-3 weld, significant crack tolerance calculated should lead to justification for operation an additional 1
. fuel cycle
fuel cycle
        + High measured shroud toughness , recent excellent plant water chemistry history plus planned HWC operation provide added margin Operation with pure water plus HWC will also significantly slow growth rate
+ High measured shroud toughness, recent excellent plant water chemistry history plus planned HWC operation provide added margin Operation with pure water plus HWC will also significantly slow growth rate of any undetected incipient cracking and extend future crack initiation times i
!    of any undetected incipient cracking and extend future crack initiation times i
I
I


w w
w
.,w


==SUMMARY==
==SUMMARY==
(C0nt'd)
(C0nt'd)
            . Based on existing LPRM ECP results, hydrogen addition rate sufficient for full BNPS internals component protection will require costly shielding                                                                   .
. Based on existing LPRM ECP results, hydrogen addition rate sufficient for full BNPS internals component protection will require costly shielding
i
+ Recent radiolysis model results promising for potential reduction in H2 i
                            + Recent radiolysis model results promising for potential reduction in H2
demand but not yet verified
,                              demand but not yet verified
. Optimum Water Chemistry will allow SCC protection of key internals with currently acceptable hydrogen addition rates.
            . Optimum Water Chemistry will allow SCC protection of key internals with                                                                           -
+ Availability of noble metal coatings in 1994 will provide viable option for full protection of otherwise SCC susceptible shroud welds
currently acceptable hydrogen addition rates.
._1
                            + Availability of noble metal coatings in 1994 will provide viable option for full protection of otherwise SCC susceptible shroud welds 1
+
  &                                                                                                                                                              +
i F.
i F.
;9 i$
;9 i$
Line 1,474: Line 1,961:
:5 E
:5 E
!h
!h
                                                                                                                            . _ . _ , _ .- _  ..a_.... _ . -. .
..a....


i The meeting concluded with a commitment to meet again when further information
' i The meeting concluded with a commitment to meet again when further information
    . ' on the core shroud cracks is available.                                           >
. ' on the core shroud cracks is available.
1 Original signed by:                       l Patrick D. Milano, Senior Project Manager   '
1 Original signed by:
Project Directorate 11-1 Division of Reactor Projects - I/II         :
l Patrick D. Milano, Senior Project Manager Project Directorate 11-1 Division of Reactor Projects - I/II Office of Nuclear Reactor Regulation
Office of Nuclear Reactor Regulation       ;


==Enclosures:==
==Enclosures:==
: 1. List of Attendees
1.
: 2. Slides Presented 1
List of Attendees 2.
Slides Presented 1
cc w/ enclosures:
cc w/ enclosures:
See next page i
See next page i
DISTRIBUTION:
DISTRIBUTION: & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading P. Milano C. E. Carpenter E. Merschoff, R-II
Enclosure 1 & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading                 .
}
P. Milano C. E. Carpenter                                                                 '
J. Johnson, R-II
E. Merschoff, R-II                                                               }
?
J. Johnson, R-II                                                                 ?
l T. Murley/F. Miraglia 12-G-18 J. Partlow 12-G-18 i
Enclosure 1                                                                      l T. Murley/F. Miraglia     12-G-18 J. Partlow               12-G-18                                               i W. Russell               12-G-18                                             'i J. Richardson S. Varga                                                                         -
W. Russell 12-G-18
G. Lainas R. Hermann               14-C-7                                                 .
'i J. Richardson S. Varga G. Lainas R. Hermann 14-C-7 T. Collins 8-E-23 L. Phillips 8-E-23 l
T. Collins               8-E-23                                                 !
G. Hornseth 7-D-4 i
L. Phillips               8-E-23                                                 l G. Hornseth               7-D-4 i
G. Hubbard 8-D-1 P. Anderson ACRS (10) j OGC L.-Plisco 17-G-21, 0FFICE LATPkk1(NRPEPE:PD21;DRP,E PM:PD21:DRPE AD:PD21:DRPE NAME PA N M CECarpenthb PDMilanob
G. Hubbard               8-D-1 P. Anderson                                                                       .
.SSBajwa,dk DATE Cf/9/93 9/9/93 9 / T /93 0 / 4 /93 Document Name:
ACRS (10)                                                                         j OGC L.-Plisco                 17-G-21, 0FFICE       LATPkk1(NRPE PE:PD21;DRP,E     PM:PD21:DRPE   AD:PD21:DRPE NAME         PA N M         CECarpenthb PDMilanob         .SSBajwa,dk DATE         Cf/9/93         9/9/93           9 / T /93     0 / 4 /93 Document Name:   BR827.MTS
BR827.MTS
                                                                                            ;}}
;}}

Latest revision as of 12:17, 17 December 2024

Summary of 930826 Meeting W/Util in Rockville,Md Re Status of Activities Involving Unit 1 Outage Status,Cracks in Core Shrouds & Spray Sparger & Metal Turnings Found in Fuel Assemblies.List of Meeting Attendees & Slides Encl
ML20057B632
Person / Time
Site: Brunswick 
Issue date: 09/09/1993
From: Milano P
Office of Nuclear Reactor Regulation
To:
Office of Nuclear Reactor Regulation
References
NUDOCS 9309230038
Download: ML20057B632 (67)


Text

I

  1. (joorog l

jo,

  • UNIT ED STATES NUCLEAR REGULATORY COMMISSION h

WASHINGTON, D. C. 20555

,.,...../

Septster 9,1993 Docket No. 50-325 LICENSEE:

Carolina Power & Light Company FACILITIES:

Brunswick Steam Electric Plant, Unit 1

SUBJECT:

MEETING

SUMMARY

- SELECTED TECHNICAL ISSUES AFFECTING UNIT 1 RESTART 1

Representatives from Carolina Power & Light Company (the licensee) met with the Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff on August 26, 1993, at the NRC offices in Rockville, Maryland.

The meeting was requested by the NRC to l

discuss the status of activities associated with the restart of Unit 1

{

following its present refueling outage. The topics discussed were (1) Unit 1 outage status, (2) cracks in the core shroud, (3) cracks in the core spray sparger, and (4) metal turnings found in the fuel assemblies.

The attendees at the meeting are listed in Enclosure 1 and a copy of the slides presented at the meeting are given in Enclosure 2.

The licensee stated that the Unit 1 outage status was on track, but that the fuel reload is being held up pending the completion of the inspection of the core shroud, and the final determination of the safety of operation for another cycle.

The licensee and representatives of General Electric Nuclear Engineering (GENE) then discussed the findings to date of their examinations of the core shroud cracking. A sample of the cracked area has been removed from the shroud and is undergoing various tests to determine the mechanism of the cracking and the severity.

The licensee also has a third party review underway of the crack to assure correct characterization.

The licensee is reviewing mitigation and repair options; developing future inspection criteria / scope; and determining the scope of future activities as the inspection and analysis results develop.

Also discussed were the cracks found in core spray sparger and the corrective actions undertaken. The licensee plans further inspections of this crack during the next refueling outage.

Finally, the licensee presented its findings on the metal turnings found in the fuel assemblies. All of the fuel bundles were inspected and 212 out of i

453 had these turnings. No other turnings were found and no damage to the i

fuel, internals or associated equipment is expected.

The staff has no further concern with this issue.

[ b bkk It

/lI 9309230038 930909 PDR ADOCK 0500 5

jf)

P 1

The meeting concluded with a commitment to meet again when further information on'the core shroud cracks is available.

Original signed by:

Patrick D. Milano, Senior Project Manager Project Directorate II-1 Division of Reactor Projects - I/II Office of Nuclear Reactor Regulation

Enclosures:

1.

List of Attendees 2.

Slides Presented cc w/ enclosures:

See next page DISTRIBUTION: & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading P. Milano C. E. Carpenter E. Merschoff, R-II J. Johnson, R-II T. Murley/F. Miraglia 12-G-18 J. Partlow 12-G-18 W. Russell 12-G-18 J. Richardson S. Varga G. Lainas R. Hermann 14-C-7 T. Collins 8-E-23 L. Phillips 8-E-23 G. Hornseth 7-D-4 G. Hubbard 8-D-1 P. Anderson ACRS (10)

OGC L. Plisco 17-G-21 0FFICE L M '1(M PE PE:PD21;DRP.E PM:PD21:QRPE AD:PD21:DRPE NAME PAN CECarpYn5 D PDMilanoN SSBajwaIk DATE 9/9/93 9 / 9 /93 3/3/93 6 / 4 /93 Document Name:

BR827.MTS

l t

8 Brunswick Steam Electric Plant Units 1 and 2 cc:

t Mr. Mark S. Calvert Karen E. Long Associate General Counsel Assistant Attorney General Post Carolina Power & Light Company State of North Carolina Post Office Box 1551 Post Office Box 629 Raleigh, North Carolina 27602 Raleigh, North Carolina 27602 l

Mr. Kelly Holden, Chairman Mr. Robert P. Gruber Board of Commissioners Executive Director l

Post Office Box 249 Public Staff - NCUC i

Southport, North Carolina 28422 Post Office Box 29520 Raleigh, North Carolina 27626-0520 Resident Inspector U.S. Nuclear Regulatory Commission Mr. H. W. Habermeyer, Jr.

l Star Route 1, PO Box 208 Vice President Southport, North Carolina 28461 Nuclear Services Department Carolina Power & Light Company Regional Administrator, Region Il Post Office Box 1551 - Mail OHS 7 U.S. Nuclear Regulatory Commission Raleigh, North Carolina 27602 101 Marietta St., N.W.,

Ste. 2900 Atlanta, Georgia 30323 j

Mr. Dayne H. Brown, Director Division of Radiation Protection i

N. C. Department of Environmental, i

Commerce and Natural Resources Post Office Box 27687 Raleigh, North Carolina 27611-7687 Mr. J. M. Brown Plant Manager - Unit 1 Carolina Power & Light Company Brunswick Steam Electric Plant Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461 Public Service Commission State of South Carolina Post Office Drawer 11649 Columbia, South Carolina 29211 Mr. C. C. Warren Plant Manager - Unit 2 i

Brunswick Steam Electric Plant Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461 Mr. R. A. Anderson, Vice President Carolira Power & Light Company i

Brunswick Steam Electric Plant i

Post Office Box 10429 Southport, North Carolina 28461

i i

1 MEETING ATTENDANCE LIST CAROLINA POWER & LIGHT COMPANY BRUNSWICK, HARRIS, AND ROBINSON i

NAME TITLE ORGANIZATION fjiQE I

S. S. Bajwa Acting Project Director NRC/NRR/PD21 301-554-1466 l

P. D. Milano Project Manager NRC/NRR/PD21 301-504-1457 l

C. E. Carpenter Project Engineer NRC/NRR/PD21 301-504-1457 G. D. Miller Manager - Technical Support CP&L - BRUNSWICK 919-457-2352 Larry Phillips Chief Core Performance SRXB NRC/NRR/DSSA 301-504-3232 G. Hornseth Materials Engineer NRR/EMCB 301-504-2756 Tony Harris Sr. Specialist CP&L/ Licensing 919-457-3312 i

John Langdon NDE Supervisor CP&L/NDE Services 919-457-2072 Robert Grazio Mgr Eng. Support CP&L/NED 919-457-3470 Vauhan Waeoner Mgr Mech Unit CP&L/NED 919-546-7959 l

l Ray Hanford Chief Materials Engineer CP&L/NED 919-546-7603 Bill Campbell V. P., Nuc. Engineer CP&L/NED 919-546-3780 Carl R. Osman Principal NDE Specialist CP&L/ Tech Dept.

919-362-3375 Gus Lainas AD RII Reactors NRR/DRPE 301-504-1453 l

Gary Vine EPRI Wash. DC Rep.

EPRI 202-293-6347 i

Morris Brown Plant Manger CP&L 919-457-2210 William Koo Sr. Materials Engr.

EMCB/0E/NRR 301-504-2706

.l M. Banie Acting Project Director NRR 301-504-2771 R. Dermann Section Chief EMCB NRR 301-504-2768 R. Frahm Sr. Syst. Engr NRR 301-504-2886 i

S. L. Wu Reactor Engr NRR 301-504-3284 M. B. Sims Nuclear Specialist SNC/ Hatch 205-877-7473 Sam Ranganath Manager Struce Mech.

GENE 408-925-6825 Gerry Gordon Chief Materials GENE 408-925-6421 1

Ed Black SRNDE Specialist CP&L 919-457-3639 Steven Bertz NED Engineer CP&L 919-546-2658 James Medoff Chem. Eng. Mat. E.BR/NRR NRR 301-504-2715 l

Paul M. Byron Resident Inspector NRC/RII 919-547-9531 i

James L. Cokyely Reactor Inspector NRC/RII 404-331-5584 Michael Markley OPS. Engineer NRR/RPEB 301-504-1011 1

l 1

i l

l

i G

N IT N

EE O

M d

3 I

T n

9 L

a 9

A A

y 1

l T

C ra I

N N

M 62 E

H S

C e

T E

E l

S l

i R

T v

U k

P L

G c

o U

C P

R A

R C

N

/

CR N

l

AGENDA a

OPENING REMARKS J. M. Brown a

UNIT 1 OUTAGE STATUS J. M. Brown a

CORE SHROUD R. E. Grazio/GE a

CORE SPRAY SPARGER R. E. Grazio a

METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES G. D. Miller a

CLOSING REMARKS J. M. Brown

i I

UNIT 1 OUTAGE STATUS u

CRD SYSTEM e

NEUTRON MONITORING SYSTEM i

a NUCLEAR SERVICE WATER SYSTEM u

CORE SHROUD INSPECTION s

CORE RELOAD u

VESSEL ASSEMBLY / HYDRO u

REACTOR STARTUP a

POWER ASCENSION

. m a

.--.. a-u -

u-s..

.u -

m 4

2..enJs MW mi wep.Jun eW i'rwy'ev vN- ' ' '

~

CORE SHROUD CRACKING s'

NED LEADING EVALUATIONS m

KEY ISSUE - CRACK CHARACTERIZATION Best Available Examination Technique e

Best Available Examination Expertise o

EPRI - Third Party Review a

ENGINEERING REVIEWS CONTINUING e

CP&L - NDE, Metallurgy, Structural e

GE - Metallurgical / Structural Detailed Analyses e

SIA - Third Party Review

.=

-3 w

4--

wwe 4%

.g--

w y

er=-

..*-.w.-.-+

~w w.

m

.-n<

+ - - - = -,

e

~.%--

w-

++-

-~%

, -*-=.

=

-e--e u-

m.

l

~

CORE SHROUD CRACKING (CONT.)

a COMPLETE BOAT SAMPLE ANALYSES u

. OTHER CONTINUING ACTIVITES e

Review Mitigation / Repair Options e

Develop Future inspection Criteria / Scope Scope of Future Actions Dependent Upon inspection / Analysis e

Results a

SUMMARY

e Outage Progressing Well e

Further Evaluation Necessary Prior To Fuel Reload

.z

i CORE SPRAY SPARGER CRACKING 1

n a

CRACKS FOUND AT TWO NEW LOCATIONS (B-LOOP) e Upper Tee Box Circ Weld HAZ,3" in Length e

Lower Sparger Arm,18" from Tee Box in HAZ of Circ Weld, 2" in Length a

EVALUATION FOR CONTINUED OPERATION COMPLETED e

Submitted to NRC July 26,1993 e

Significant Structural Margin Exists Possible Loose Parts Will Not Adversely Affect Safe Operation e

Similar To Unit 2. Experience e

Acceptable For Cycle 9 Operation s

FUTURE PLANS i-e inspect During Next RFO e

implement Repair Similar to Unit 2 i

~-

o METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES a

FUEL LEAKAGE IDENTIFIED DURING CYCLE 8 OPERATION m

FUEL. SIPPING IDENTIFIED TWO FAILED ASSEMBLIES LYL815 - Small Hole identified During UT With Metal Turning in Place - Assembly Repaired LYG577 - Not Being Reloaded, No Repair Made a

FUEL BUNDLE INSPECTIONS GE SIL 552 Recommendation initially inspected 60 Assembiies - 60% With Turnings e

i e

100% inspected - 47% With Turnings (212 Out of 453) i i

1

.l

)

I E

METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES

~

t m

METAL TURNING ORIGIN INVESTIGATION 1

o'.

Reviewed pre-Cycle 8 outage scope e

Sample Analyzed Typical Of Type 304 Austenitic Stainless Filing Sample Sent To independent Lab For-Further Analysis e

a ADDITIONAL ACTIONS TAKEN 4

e System Engineers Reviewed Job Scope Of Current Outage To Determine System Flush Needs e

Fuel Debris Prevention. Control Program - Audit Of Cleanliness-Control Procedures Training Provided By Nuclear Fuels and Tec.hnical Support o

Lessons Learned From Hatch Experience

.m.

a

-m.-.m.

=v m.

m-e.

--* _=,-

ww-

  • . r m-

=, '. -

UNIT 1 OUTAGE

SUMMARY

1 m

METAL TURNINGS IN FUEL ASSEMBLIES e

Inspections Complete And Assemblies Are Ready For Reload m

CORE SPRAY SPARGER e

Acceptable Structural Margin For Cycle 9 Operation m

CORE SHROUD e

Resolve Crack Characterization issue Core Reload Delayed Until Analyses / Evaluations Completed e

l' 1

Overview of Brunswick Units 1,2 Shroud SCC Status Presented to US NRC in Support of Carolina Power & Light G.M. Gordon, S. Ranganath GE Nuclear Energy I

August 26,1993 4 l-

~

4

(

1 Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed at Brunswick Unit 1 4

1 4 -

k 4

Outline j

j introduction - CP&L Overview of BNPS Shroud SCC Status - G.M. Gordon, GENE i

Description of Shroud Weld HAZ Cracking Observed at BNPS Basis for Understanding

+ Fabrication History l

Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility

+

Expected Effect of Neutron Fluence on SCC Susceptibility

+

Predicted Effect of Water Chemistry on SCC

+

Current Understanding of BNPS Shroud Weld Indications

+

Shroud Weld HAZ SCC Observed at Overseas BWR-4 Shroud indication Boat Sample Status Structural Margin Analysis - S. Ranganath, GENE Summary.and Review of Mitigation Options - G.M. Gordon, GENE i

CP&L Planned Actions - CP&L

)

4

---2

_.,,--+,n-,-

.n.,-

a.- a

,s

, -,,,+. ~

,a-,,,,

.e-

.. ~,--,.

rr e

a y

a g

i l

8 a

e

?w 2 3

=E f

j ii?-

sea 5

/ /

/

\\,-

\\.

j c

O i

/

-a

//

~

i

~

is o

a 8a o

3 g

T

.N I

3 5

b 7

i s

8

L 14.125" p

4 Ol Core Spray Spargers 9

U 4

Top Guide Lug I

1 U

w H2 Weld h

M kI

'l i k J

1025" r

3.0" w

0.18" - 0.4" deep ->

4-y in H.A.Z.

Topguide Support Ring H3 Weld'

> 1.5" 4-36" Vessel Wall OD H4 Weld i

  • - 0.25" y

U or5I

( 170" Shroud f '-

E,,R i L 20.125" 4

x v

Location of the Brunswick Unit 1 Shroud Indications Figure 1:

a

.m.

.-.i..-

m..

t 6

l 7

i i

l I =Qa..

..e

- a m-*

y i

m E

93 i_

W -H tiDRF-

^'I

~

i I

t 15

(

=-

?

m..

n

_~

?^

cc 8

I 3

M

)

rsv.

  • lh lh h

.s

  • n*

' ~'

hg i

s l

3-H DUORHS EROC 1

1-t i

i l

/,.

EDIUG REPPU t-p39/50/7

/

otI-60 ttuRF,

s

& DUDRHS s.RW(R A PS SU y_

_. _. _ _ _80-0FR 1 TTNU m

f TNALP R 5[CUN KCIWSNURB '

3 l

3 99 3 gnuy YGRENE RAELCUN EG I

i i

l l

1 1

i 6-*

~

. w

.w..

i 1

g l

i l

[.

,i Aind

~~

w 1a. h -

l x

l

)

)

)

a

.x j

4E6/90/L i

& SO/L

~

D-Sb laid i

il1-90 11083

.81EflDNHS l

.1EISBNHS -

4 l

n.

..v

-..-....-.-~.---n.

i i

l s

l j

1

,f i

- 4:...

i o

l t

l l

i

. =.

a t.;

i g..

1 1

e-i Qw

"h

~~

"2 l

s ar :

'3 O@

i i

8:1Q GIB y

y g

Q E ttk

~

i QC D O

~

i i

I Oc N.

00 LL N I

l i

~

Summary of Shroud Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds

~

WELD NO AZIMUTH CELL ID INDICATION ID UT DEPTH OD UT DEPTH +

TYPE H3 50 46-43 Circ ID 70 RL (.300) IN.

60 RL (.200) IN.

H3 90 50-27 Circ ID 70 RL (.350) IN.

60 RL (.280) IN.

j H3 110 50-19 Circ ID 70 RL (.330) IN.

60 RL (.300) IN.

H3 140 42-07 Circ ID 70 RL (.280) IN.

60 RL (.250) IN.

H3 230 06-11 Circ ID 70 RL (.180) IN.

60 RL (.180) IN.

H3 320 10-47 Circ ID 70 RL (.400) IN.

60 RL (.300) IN.

H4 315 10-47 Axial OD None 70 RL (.250CCW)

(.250 CW) _

8/23/93-

a e

a

.a.

.-m__

y m

m 4

e 4.

4 1

1 l

I M

n O

I C

.O W

@0 bMN LL V

3 O

w S

W CO Q.

Z CD w

y w

w

-p w-,

e e-

--s-

Brunswick Unit-1 Shroud Fabrication History Shroud fabricated in 1971 by Sun Shipbuilding and Drydock-Top guide support ring (3" thick x 6" wide x 174.5".lD x 189.5" OD) consisted of six curved segments cut out of 3" plate stock L

+ Welded into ring and machined to final size Ring and rolled 1-1/2" plate materials produced by Eastern Stainless Steel RING PLATE

+ Carbon content, %

.063

.064

.048

.056

+ Hardness, Rb 81-85 82-85

+ Yield Strength, ksi 42-49 39-43

~+ UTS, ksi 82 - 86 82 Ring welded to shroud (H-3 weld) probably by submerged arc weld (procedure 75)

+ Weld Prep was single J backed up by a 3/4 inch fillet

+ Weld procedure - backchipping to sound metal; full penetration likely Post we!d stress relief heat treatment performed (4 hours4.62963e-5 days <br />0.00111 hours <br />6.613757e-6 weeks <br />1.522e-6 months <br /> @ 750 F). -

3 i

(f'..Gl{ snaps.m.,,. w "L.

h

?

gu Y

.w

@f k 6if,:bg m +...

a s

h,h QQ......:&&'.. '.

D(

. j'.' ~, :'

L a

a p.

&.-r h

~

g?$h..

ckipTr-@f@..~

n

'. -f T

. A;1. m m. :..-

~

gjh kQ@qh. T.*:..M N; e.-

pnh

'.. a k'U.. :' d '

!., w "t g

.. g y..

M>O y$.

'/

n:

M%

...d

' + * '. :.

v,-

.q

  • ?

ti

.... U:.. -

.. F t... ;-...

m

s

..w y

... s....,,

.. u'

^

qu e it..

n m^^

a%

. ?;a.:

V n r,:

a,

..~.;y.

  • A,..t, o

. y..

V,9.,

... h..

~

%; +0.

  • 0. l.....l w

%5i:

1.-

T W:~i 4

s.&.

0'1 i

ulw.;h%.%ha-e-+

r t :.

.i-5;..

(V

.~4!h.,9 9.?

'.i ;

% p 7,

a fp&(QiQ,..

y(.{%

+

i:

~

{n

.x sgw> e....m.;mu:.y,:s..

' Y.,'

t yn)g

.J nqu. m. ?_

u k

e'U;q,

5..a g; g...

/.

.M N*J[

.i'J.

. Vil. Mr.M. '

....N

...r.... ' P....

,.d.

[G

4. -m.p,a_.:,

'i i

,e W

-.m

n. m m a;ce e

.f a M.

. %.,c..

py

% g -T. QV s f

. s.-.,.,.,,. w.

?.

f:,; m.

gtyyp1

4. -

.?. y ?e

. fy...g

~.

mfWe 4

.. ~a -

s. h_ qe d;.,+ % ya.,.f s. & m; c:;/ :*.:..

+

g;,

y wi~6 c

> (3.n. : ;.. -

W4 m

W

.w

g. p"...
.

p;.~

.,. ; p.

~-

^.% ' :

g

+

g 3.:.

,,..,, c.,. s.-

.w:

.. n.:

r n.p.

g v.

?

>Q..x.... m.,

22

~ q. -

c v-

~ %, y "' ent.w=;

V.

n.

1.

2 a.y.; m.. n...

Q

.f.

L. oy.M

...$ 1 p, m.

..Jt;..'.l a.a T

w., +...

d

,MyQ ?;..,.

m.

A ~ a,.

w.

,e%p?y

)MY

.!.. t :...w-Q y

.. Pa -

e p

a i.,,......

1

,. e,

.. s....

.....j 4.V a.,

,a+,..s...

E

.:. m,...

} :(R. '.

..y e.,,.

^

w.

. y.

r

.. tj.

.1 w

y

... $ ;.c*!s

,t h.,

Q.,.;

.~. y v.,...<.

c.

i

> g.*;. s '.

I a

ps w.

%,,Ie.*+W.*,

n...

"' c.-

1

',.. - 2 n

.: E' '

f

~

l n.'

S,'

(,

w.. -

.. x:

a..

q% y%

r 9 www. _

er y,

y, u,.a..: m..s.'.

n.

,s.

.[

g s

3

.5 E.* 'dU'rb ' :f.jy g.,-

. '. y..,..,.

4

,N 7 '.

2',

.N. '

h

~,

3

'8ff!;.,.8.J.'q,L.**

n W s-y

.,;.Q.

f,...

W'

edW4w, i

^ ytt 1

t'.,

i,.O $

6..

?.;.

r fa 7

t e.m y-

.g

h f. m.'.j"t 4. 'q"".w"'.,i..

q __

M'??.

,.5 (

x

-l

,j c

_=

Effect of Plate Orientation on IGSCC Susceptibility I

i

-eM wr-D w

e ewe wN f

v e

v is y

i i i i iii i

i iiiiiii i

i i i o ,

~

,io o,#

co.,

CP

~

oo.o o

g a

ro.o o

3

.00 E..

o 6

~

. A' 8 o

a 4

5 ao g

O E

so.o O

,, 9 4

6

~

8o O

,.,1 ii,,,,,

,. i i

a'

,,,tu.i n.i isi i

FIGURE 4 - Weibull distribution for IGSCC of sensitized AISI Type 304 (Heat A) in 288 C water with 100 ppm oxygen at three stress levels.

j i

i l

1 4

6 8 4 illst i

a 6 4 41444 4

4 a i s'tel i

4 4 4 till j

Sle't Uts

-l o vaiAxin feason 9 SIAtlAL ftMlsoN (Ptlllutt!ID futt$1 S BINT Slam (7tKED DIFLECnoN)

So 5

O-E-

so E

E o

O-g 30 so -___________________________ _ _______________________ p g.,___

$ $o'f TitLD 518tNOtM f

I f I l i t il 1

t 1 I tiIf1 I t t t t 19, t

t t t tte, a

to 103 30 3 -

3,4 g3 musM AN 8 Anues uma in)

FIGURE 5 - Stress dependency for SCC of sensitized AISI Type 304 in 288 C water with 0.2 ppm oxygen.

3 e

I I

l I

I I

I I

I I

I I

I r

t A

e s

=

t n

I lee n

a I

um o

w l

t i t c oe C

tc Mp I

I Os e

M L

f H

f 2

i e

l n

i n

I.

o

)

i I

I 9

s i

A k

I I

ta I

I g

0 t

t I

n a

I 5

e e

I I

i l

f l

r l

b o

I I

(

O l

G s

S 4

I I

s M

g 0

e n

3 r

E.

i e

I I

t t

u4 a

p S

A r

yT d

f t

s e

I i

u i

s I

l e

l s

S p

n l

t au i

I

s. o o p

se.eo A

A t

ee r

p o

wm s

u d

si s l

t ncv e

P e

a emeo l

I a

g ui z

v i

I l

2 cs s

i l

s I

e t

t r

u O

i b

s I

t n

i m

I t

e e

W S

p I

I p

f 4

o 0

I i

0 e

C 1

i r

C I

u h

S g

t G

i iF w

I I

I I

e e

O e

. e N,

,e e

s 3

se 2

ag 2* =*

L ~

ec n

e u

lF n

o r

tue N

fo tce f

f E

i_

de t

c ep x

m E

m 4

i'

IGSCC CERT RESULTS ON

~

IRRADIATED ANNEALED TYPE 304SS (288"C Pure H,0 with 32 ppm O )

2 100 80 60 0

Severity of IASCC-Observsd Field

=

40 IASCC Threshold I

I 20 p

h 10 2

21 2

10

2 5

10 o 2

5 10 2

Fluence (>MeV)

Summary of Neutron Fluence Effects on 304 SS SCC Yield Strength increases rapidly (from ~20ksi to ~60ksi by 2 x E20)

Weld residual stress relaxes (~35% by 2 x E20)

IASCC initiation fluence threshold ~ 3 x E 20 under constant load and CERT and ~ 1 x E 21 under fixed deflection loading Large increase in SCC susceptibility observed due to synergistic interaction of neutron irradiation and thermal sensitization Neutron (and gamma) produced radiolysis of water leads to highly

-oxidizing environment (ECP ~ 200mV, SHE) inside upper shroud area

+ High ECP can shorten initiation time and increase crack growth rate t

m

_v,._

~

C C

S

~

n o

y r

t s

i m

e h

C r

e taW tna lP fo tce ff E

d e

t c

i de r

P 4

[

f

1 l

~

GENE PLEDGE Model Prediction for.

Sensitized Type 304 Crack-Growth Rate

~

4 4

Crack Growth Rate, mpy O

FOl 1000 Early-t-ife y-Operation 9.4 5 250LmV I

- 150 mV

/

Current Operation

/

' ~ -

}

O mV 10 j -100 mV '

Z-200 mV

]-300 mV -

1 O

0.1 -

0.2 0.3 0.4 0.5.

.0.6 Conductivity, pS/cm PLEDGE: 15 C/cm2, 25ksi/in i

Y

Understanding of BNPS Shroud Cracking Observations

. Top guide support ring H-3 weld HAZ cracking likely accelerated by

+ Relatively high carbon content (~.063%)

+ Short transverse orientation of surface (can lead to early initiation and extensive circumferential extent)

+ Highly oxidizing environment (ECP ~ 200mV,SHE) and high conductivity 4

Vertical shroud crack (~1 inch long) at H-4 girth weld (~36 inches below top guide support ring) may-have initiated because of

+ Weld sensitization (~.05

.056% C)

+ Local surface cold work from shroud plate cold rolling during fabrication

+ Highly oxidizing environment (ECP ~ 150mV,SHE) and high conductivity 9

L

t i

~

S P

NB de r

v o

r f

e s

n s

n o

i b

o a

t Oi m

t r

a o

g c

n f

ni I

e l

i v

k p

i t

i c

m sn ai e

r S

Cd y

t n

i l

i Z

a U

t A

4 as H

e s

R re diW vO e

B s

W n

ia s

tn d

a o

u e

C o

s r

r h

ev S

O ta i

i i

l l

1 1

i

e Ee y

Y" Ny2 i.

2 9

I :,

4,

~

f 3

q!.g pn r_

y-

-.1 p,

3 sg

__4 I

3 1

b 3

1 m

w a

y a

w _.

_n _.o Ti $. 'miummm,+,mhimminil4 li E-e.

i 9

tt.

a t

a l!

l.

l I

d 6i1 i

j ;

!:M-- gp ;.=

  • y p;._ _ _ _

_.=

s D,f_ _- - s',

1 c.

g 0 ; ili.l L

i

!ll j

g j.

w-w i

,i -

m.

.l

-4:,

l h.Y

%Wligj kl E 7

a yi k.: IW p

=.....

u n'

E,,,P { ~} l t i 6 ii iFC

  • l_

~

4

.=

# j+[

}

Il A I

e, s i

il t

, i e

1-r

- w, it ; t j.

J

[i 7 O 1;.

,A i 1 5 i

__...i N-l Il 4 ;pi I7i i;i 4-N lll

' :ili

, i:!

i iN ul e m

. mlllt. -

--'t. p' y,

g i, g r __..
z.,

...d ' i A,g of L.

j s

,, _,w

t,;

i I l ',.

<,.. i.n*- u, t

Il -

4f I )M !w1 f*ii ;yt.

4, l 3 4i.. -

-i i

a p,it' n.-m 3

n t!

i J T:

1 J.

I l' <rg _U ; bp"

",%.. I :: '. I

-=.=-

U2-3 a

p.-

  • l-!I' I

'4.

W

b ; S Y ; k] li
j. If + j,;i7 N ". M Q, A

i fI

!,N. p ; '. 'R li $ i l'

d. 1; r a

-u=-

li.

~.

< 't-n o m j.,, i :l;... j\\ l l h

I N k

x!.

A k !!.j' N >,I T h i

_u M

r = ci ::: p, = = :: N :d =, =:57 [ 9',8 i

.f h

5- '

P -3 I

  1. Ns i

lil EEj. ilul,. u.l lle' g

e b

M i J}4 ',:;,.i.'i i j l

.il

  • l I yh j 4

+: ljng. ! ) x}.i. n, g. i,

q ol...

j';!!i' 8 HD-T : : 6

.i f

4

.$.@::ezese l.

i, j:

?ses F,1,.., _.,.p.,%, i t e j~,.'"4,

  • 8 @ I sin?

ai emee

_mm

,.g yg l

s e n.

Overseas BWR Shroud SCC Update First incident occurred in beltline region at one of the oldest BWRs in 1990 (found after ~190 on-line months)

Visual indications discovered during in-vessel TV inspection

- Several circumferential indications on inside surface

- One area of axial indications on outside surface Subsequent refined UT exams showed cracks up to ~0.6 in.

depth in 1992 and ~0.8 in.in 1993: ~0.15 in. avg crack growth Metallography confirmed IASCC mechanism

- Fluence ~8xE20 nyt; >. threshold of 3-5xE20

+ Grain boundary impurity segregation / distribution typical of IASCC

+ No apparent weld sensitization present; cracking appears driven.by oxide wedging stresses

+ Sample UT crack depth of 0.5 in. verified

BWR Core Shroud Cracking Comparison OVERSEAS PLANT SITUATION l

Cracking attributed to IASCC (Shroud had low carbon - not sensitized)

GENE RICSIL revised to recommend inspection of both high and low carbon stainless steel shrouds Crack growth analyses performed - continued operation approved Automated UT equipment developed and used in 1993 to obtain full baseline Program to better understand cause of cracking and generic implications carried out - 2 in. core sample with shroud crack fully analyzed BNPS UNIT 1 SITUATION All BNPS-1 high fluence girth welds visually inspected

- Single ~1 inch long vertical crack observed on H-4 weld OD

+ Believed to have initiated in sensitized HAZ and may have propagated by lASCC

- Circumferential H-3 weld HAZ has high carbon, low fluence - IGSCC likely mechanism - Possible cracking acceleration from neutron fluence

1 L

w 6

m r

s u

~

t m

a tS e

l p

m a

S t

a e

o B

e k

c m

a r

C d

uo r

v r

h S

e B

=

m

Boat Sample Status Boat samples containing crack sections from H-3 and H-4 welds taken 8/20-21/93 H-3 boat sample located at Cell 42-07,142 degree azimuth H-4 boat sample located at Cell 10-47,316 degree azimuth Samples arrived at Vallecitos Nuclear Center 8/23/93 and metallographic evaluation now underway i

t

^

4 t

~

i

.i

-i

-_..-__.-~.._--_,._._.._.-.._._._.--.__.__.._.._.,....-_..__-.._..._..._..._.._-...-.._.-..,-._.,.-,.-_._s.

Summary of Shroud' Weld UT Results for H-3 and H-4 Welds-WELD NO AZIMUTH CELL ID +

INDICATION ID UT DEPTH +

OD UT DEPTH + -

TYPE H3 50 46-43 Circ ID 70 RL (.300) IN.

60 RL (.200) IN.'

H3 90 50-27 Circ ID 70 RL (.350) IN.

60 RL (.280) IN.

H3 110 50-19 Circ ID 70 RL (.330) IN.

60 RL (.300) IN.

H3 140" 42-07 Circ ID 70 RL (.280) IN.

60 RL (.250) IN.

H3 230 06-11 CircID 70 RL (.180) IN.

60 RL (.180) IN.

H3 320 10-47 Circ ID 70 RL (.400) IN.*

60 RL (.300) IN.

H4 315 "

10-47 Axial OD None 70 RL (.250CCW)

(.250 CW)

    • BOAT SAMPLES TAKEN AT THESE LOCATIONS -

we

,---mm_2

_---~-,w.

-, - w [ ev.~.-

+

.a_..

=,

e I,.

e 1

1 l

i

{

1 I

1.

1 l

1 l

l j

1 i

l Q

i

)

C4

.c w2 lE

'1 6

3 eU E

~

i 1

.m i

I i

l l

~

OUTLINE CAUSE OF CRACKING

=

H3 WELD H4 WELD FRACTURE MECHANICS EVALUATION a

SUMMARY

AND CONCLUSION a

f'

-... ~..

... ~,

POTENTIAL CRACKING MECHANISMS H3 WELD FATIGUE - UNLIKELY a

+

SYSTEM CYCLING NEGLIGIBLE

+

THERMAL CYCLING OR VIBRATING UNLIKELY

+

FATIGUE NOT LIKELY TO BE A CONTRIBUTING FACTOR IGSCC - LIKELY MECHANISM a

HIGH CARBON CONTENT IN THE FLANGE (H3 WELD)

+

PROVIDES SENSITIZATION

+

ORIENTATION EXACERBATES IGSCC-SUSCEPTIBILITY HIGHLY OXIDIZING IN-CORE ENVIRONMENT (~200mV ECP)

+

+

WELD RESIDUAL STRESS

+

POSSIBLE SYNERGISTIC EFFECT OF NEUTRON FLUENCE-

t l

l I

ANSYS 4.4A1 l

AUG 9 1993 8:27:43 PREP 7 ELEMENTS l

TYPE NUM l

2V

=1

  • DIST=5.936

)

/..,

  • XF

=92.427 l:

O

  • YF

=29.713 1:

ANG2=180 A

N

]

'k WIND =2 2V

=1 O

N DIST=44.687 h

XF

=91 m

77 s

v m

YF

=40.625 y

ANGZ=180 m

M 9

5 er CD e

g s

4 a, ti 3

_ bEbbi OO

$~

-a E33 8 :o E;.2

~

Figure 10 Finite Element Model Brunswic k Unit 1 Shroud Weld Residual Hodel

GE PROPRIETARYINFORMA TION GE-NE-523-111-0893, Rev.1 M

N DRF 137-0010-6 z

N

^

TM W

NM Nm Mmm

,n,y m

W

^ T m CD MNN m CO C3 N CQ Ci M N CD x e o I

Tm C

MCT TNQ CCCCNWNMMT

< d y-

-. oH

> W - o -.

M

.o

= M W Co co N - M M cM t= 4 4

.MN

. M C5 CO M N M m N M c 4 CO m N m[$

@ Ci **

M N vCD C 1 M M m cn N s 4 I I i1 I Tr-4M N M "ep MM s a QR e s e a a e a e

3-U2 M H 2. %

J H

NW h2 z o..m W W cxzx e

oo U

E 7 *o

~

4 D C O l-- H >

ZZE

> M u. u. 2 O

(

1

Z $ H C.OMZMCMM N c3 X > < W n

r,

    • e I

-e. g, W%gg42W'"

%~

m M1.ggpp;j;),3 "fW8NM"y,g., ^ ' )

h ;R' *.' '.' -

....b g Dg",*e *'

Opgy:8,q.

<Q

  • < 3.-.. A.~.

g,

..n.m.....

o.

,d*

J d'.

2 J

jQ:h@;ch*W;-wsw -

.n.?;

iM%^%.

h=* '

r-M esc

'f 9.T.

,;j%

L CWr:%$

_ na.:-v--

h h.fif' [M;j)F i Y'l

_gg i'd#dd'hk

%&g$.$

~.s

1.

=

,.m..

mrr.

C=

o 0

0 2

7 y

4a L

G 44 g

P"'

  • r*

W G=

"'J s

m_

.v t

C W

I

-ML o

o

'N'-~~~-%s'i&M,kLjf:; y7=J ; f..

Q%'[

y g

?!*k.",5 myyy,5Astn:c W h"*'

N c

.cc h

'"L Ih. _ '.

b Y

1 Ad

-:na, w:

- a a

n

'.Y U

l

.f f [

~

)

  • -r X

M

=

V m

m W

us C

3 M

A b

CO

.-4 A

.m-

l DRF 137-0010-6 M

k i

4 W

N c.

T CM M

NN N en M c3 0 e '3 l

.m w

m v ci C MNN C1 N W N c3 M @ m P4 T

.O UC 4m E

C men e N c3 e c3 e e e N c3 m ed N b c,

=

M u1 H

> J M c3 o M

. c3 c3 e cm N ui M M cn c3 C

.c w "1 -, [.

vm

s44 Nm

,* cn c3 N es - N e en e N w m e

~

3 M cn "

e4 N ved c3 I c4 ed W c3 N rd I I I e4 N 4 m W c3 m E f 'I j

NM e a On s e a a a e O

M H Q. g

_J H

Nw

=*

20"Myw CX2X m

00 7

.9 U M

< 3 c3 O H H N EEE

> M w w 2 C3 Q

j Q

k. % ",

A L

L O M M O C2 M O NQX><W i
  • ee i

j P

${n4Wni :

,:.i 1

  • r-1

!~gggg

  • +4..gJ%pf...f[%,.

5 j'$7f%,::5.'..

1

'"?g</g-M;"

r, I. 4q

.'I:

}[-.

-6v:

-5 ~~

.v sp 4rc:,,fyg?g,,l-

..W;M 9Q.Q3'dt..

s.'

-W ::n

'.m am,x&;.:

eny;s.,..([

..s 3

3. - - >.

m -~; z...

. -;r hk.h

~h

??'

R

- w{1

~

x e,

-a

m....

! $ph[t. alth.

1 g

-22c2ffit_

W 7 '"' M Y'4 0 j

l k[* #kW

\\

A s av %,.2 s

n m

.4, g;p -

gr 1 1 c2 >"

5 cm..

1 5

Ah--

x m

O 1

b i

s I

m

.i i

c" d

t g

T Ny l

k.t.kk;e,.

2 uv-.

ENdMh:*.IMm G m p.%.

x

)

EN V

W WRET.h.w?1"*,;E=c%.ig-AW hvty$L%-

+

a Il 3

o 1

%CGe%@%

l n

bJh '(5d h45 h.

~ 4 m u n=s,i@w$a$Nf h Y $n A 1

e n:aann m

i x

U i

e-b h

i a

j c

d a

j L

e 1

J a

i

t t

t 34 i

l 4 i i

i 4

I i

i j

o

.m

~

~

S

~

6 ez*

u

~

53

~

25 c

5 0

3

= G.

O.

Z6 9

Q" u

u Z

~*

w

  • C w

e4 S

r.'

=

C o

..O

^

Z

~

g S

=

g

~

C

=

5*

y u

)

==

w

=

b Ma d

s=

v

-l C

=

E T

z 1

- f-e.o u

C M

6

.o u

5 1

Z 6

4 X

"C

~

x u

~

~

3

,~

e

.*Im

,4 C.

O e.Z e,, o j

C.

-3 E,= "

\\

J s8 O

!*85 g

e a

u

=

5 A m

=

.5 ea a.

E m

c..

z

=

u E

3:.-

z a

C.

w

~

y C

C O

C w

y s

. = -

7

. 2.0 4

y 1

3 1

l 11 i f f

f f f f

I l

I i

f o e o e o o

e o

o o

8 es e en e o

e o

e 4-e 6 e

e n

=a I

1501 tvd INI3 Eld

APPLIED STRESSES AT THE H3 WELD Primary Stresses

+

Pressure

+

Weight

+

Seismic Secondary Stresses

+

Weld Residual Applied Stresses Are Small Crack Growth Mainly Driven By Weld Residual Stresses

~

SCC SUSCEPTIBILITY OF H4 WELD k

Iligh Carbon Contents 0.056% max. (but less than flange) That Could Cause Sensitization. Crack Appears To Be In The Weld HAZ.

Residual Stress Initially High But Decreases With Huence.

Outside Surface Of Shroud Exposed To Slightly Lower ECP Environment Compared To That Inside The Core.

Conservative Current Ruence Estimate: 3.1 X 10 0n/cm2.

2 Muence Based On Dosimetry: 1.6 X 1020n/cm2, Ruence Below IASCC Initiation Threshold But Could Combine Synergistically With Thermal Sensitization In Crack Growth.

L I

- Crack Initiation Due To IGSCC But Crack Growth Could Have Been Influenced By IASCC

.,m--e-

.e

..w.

-- - c

.w,-

r--

, - - -...-...-.....e o m.

,,w.-

=w-r s ea u.-~e+..,

- - - - - -... ~,.

<--.s.-

-..-..-, e

o CRITICAL FLAW SIZE l

FOR THE H3 WELD Depends Upon The Plane Of Cracking 1

Over 4. Sin. Parallel To The Plane Of the Ring Over 2.25in. If Crack Follows Weld HAZ Even If One Assumes Cracking Around The Circumference, The Crack Is Expected To Arrest Near The Weld Metal Sufficient Area.In The Weld Ligaments To Carry The Upset Core Delta P m

.m..u m

m.

. -m.

m m-w.

r_-ww-+++,ww.,..w

--ee-+

ww e,e,ra w

to----e e - - -

w

- eww w

g D.

e P

ZAH dleW eht gniR troppuS ediuG pot gniwolloF htworG kcarC ot lelloraP htworG kcarC "54 "52 2 3

4-

/J

/.J

?

[N/

[N/

q

~

At-1"->

Shroud Support Ring 3"

i Y

/

\\

Weld f

4 Brunswick 1 Shroud Horizontal Ring Seam i

6 Places - 60 Apart I

s t

i FRACTURE MECHANICS EVALUATION OF THE H4 WELD t

Applied Stresses Due To Pressure Only. Other Stresses'( weight, seismic) Not Expected To Affect i

The Axial Crack Residual Stresses Could Be High Initially. However This Could Have Been Reduced By Initial Stress 1

Relief And Subsequent Neutron Irradiation.

1 Current Fluence On The OD Surface Conservatively Estimated To Be 3X1020n/cm2 Value Based On Dosimetry: 1.6X1020n/cm2 1

}

h ALLOWABLE FLAW SIZE FOR H4 WELD.

4 Flaw Conservatively Assumed To Be A Through Wall Crack, One Inch Long Safety Factor Of 3 On Stress Allowable Flaw Size Based On LEFM = 50 in.

Higher Allowable Flaw Size Based On-Limit Analysis

_ ________.__..___._______________________ _ ___ _ __. _.___ _____._ _. _,--,__,... _..-.-..,, _.. ~,,_._ -,,.....

. [

CRACK GROWTH ANALYSIS FOR THE.H4 WELD Assuming Conservatively That The Weld Residual Stress Remains Constant With Irradiation, Bounding Crack Growth Rate For NWC Estimated To Be 8X10-5in/hr

+

Consistent With Test Data For Highly Irradiated Stainless Steel Material i

1

. Predicted Crack Length At The End Of The Next Fuel Cycle = 3 in.

Final Crack Well Below The Allowable Flaw Size

CONCLUSION Conservative Assumptions On Stress, Flaw Configuration And Crack Growth Models Used In The Analysis t

Predicted Final Crack Size At The End Of The Next Fuel Cycle.Is Well Within Allowable Values Even After Including ASME Code Safety Factor Boat Sample Provides Confirmation Of Cracking e

Mechanism l

Continued-Operation Justified For The Next Fuel Cycle 6

m

. m...

_.--~-_-______________..-__________.,___.______._____m._-_

... --m-.

A f

a

?

C O

.M i

bO C

.O MN

.G

.M.

ausE l

i l

)

g a

+s L--

m,-

u s-r sea

~

, I I

i i

1 i

T l

t 9

4 i

3 i

t E.

C l

o t

u i

O I

i N

e WG O

(

wD>

I

. l 1

j i

l i

)

\\

l

,4

1 Crack Mitigation Strategy Increase in Operating Dose Rates & Hydrogen Injection Normalized Steam Line Activity 6.0 5.0 -

I 1

4.0 -

I I

l I

I 3.0 -

I I

1 Data Band from

' intemals 2.0 -

.n

' Protection 22 Operating Plants l*

I i

1.0 -

8 Piping Protection 'i I

i g'

0.0 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 Feedwater Hydrogen Concentration (ppm)

HWC Reactor Location Dependence L

The amount ofIGSCC protection realized by HWC is f

l dependent on electrochemical potential (ECP)

- Full protection is achieved for ECPs -230 mV SHE ECP is reduced by increasing hydrogen addition rate ECP varies throughout the reactor coolant system due to radiolysis caused by high irradiation fields 1

- Higher hydrogen addition rates help counteract radiolysis effects Computerized radiolysis model developed to estimate amount of protection for various reactor regions and

, ydrogen addition rates h

- Results are highly dependent on plant configuration and operating parameters

Potential for Added HWC Protection at H-3 Weld Conservatively, H-3 weld was dispositioned using measured ECP response vs. hydrogen addition rate ECP determined with electrodes located just below top guide at FitzPatrick in close to mid-core LPRM Because H-3 crack located at about same vertical location but at periphery of core (lower neutron / gamma flux), the GENE radiolysis model used to estimate H-3 HWC benefit Model oxygen plus peroxide predictions benchmarked against ECP measured in LPRM Then, using the model oxidant predictions at the H-3 location, the ECP vs Hydrogen addition was estimated h

i

~

Comparison Between Stainless Steel Core Shroud and Inner Core Bypass ECPs 300 s

i 200 100--

S 0--

U N

Dper f -100 -

8.Vpass (y,asu d) re g

0 0

-200 --

-300 -

-400 --

\\NNhx\\\\(Projecte\\\\\\\\ ?\\

a p

r Core Shroud

-500 l

l 0

20 40.

60 80 100 H, injection (SCFM)

J i

Summary of GENE Radiolysis Model Predictions for H-3 Crack Location In-core calibration curve from radiolysis model predictions vs ECP used to predict benefit of HWC at H-3 location Model predicts significant benefit at relatively low hydrogen additions compared to hydrogen requirement needed to protect top guide

+ Up to full SCC protection (ECP < -230 mV, SHE) predicted with between 10 and 20 SCFM hydrogen addition rate compared with

~90 SCFM at in-core LPRM ECP electrode location Because of uncertainties in empirical correlation used, results must be considered tentative and only indicitive of potential added benefit of smaller HWC additions

\\

Program to benchmark actual inner shroud ECP values vs model predictions being evaluated D

g m

4 Optimum Water Chemistry Benefits SCC protection achieved with low hydrogen additions Radiation dose rate increases minimized Noble Metal Coatings (1994)

~

- Localized protection achieved even for components located in highly irradiated regions, e.g., shroud beltline and top guide Depleted Zinc Oxide / HWC (1994)

- Focused on protecting lower plenum /downcomer area.

Internal Catalytic Recombiner (Later)

- Hardware installation results in downcomer and lower plenum protection Fast Track Qualification Programs Underway

_ _ _ _. _. _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _ _ ~ _. _ _ _ _. _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _., - _

.c il Summary e

m SCC incidence in BWR fleet internals is increasing as service time accrues g

1 Brunswick Units have been significantly affected by SCC - Early life A

conductivity history has likely accelerated situation

?,

BNPS internals ISI program and current implementation status compares j

favorably with best of BWR fleet

.p Shroud weld cracking at H-3 and H-4 welds appears consistent with current E'

understanding.

Significant structural margin verified for H-4 weld Once extent of cracking is fully characterized for H-3 weld, significant crack tolerance calculated should lead to justification for operation an additional 1

fuel cycle

+ High measured shroud toughness, recent excellent plant water chemistry history plus planned HWC operation provide added margin Operation with pure water plus HWC will also significantly slow growth rate of any undetected incipient cracking and extend future crack initiation times i

I

w

.,w

SUMMARY

(C0nt'd)

. Based on existing LPRM ECP results, hydrogen addition rate sufficient for full BNPS internals component protection will require costly shielding

+ Recent radiolysis model results promising for potential reduction in H2 i

demand but not yet verified

. Optimum Water Chemistry will allow SCC protection of key internals with currently acceptable hydrogen addition rates.

+ Availability of noble metal coatings in 1994 will provide viable option for full protection of otherwise SCC susceptible shroud welds

._1

+

i F.

9 i$
8
5 E

!h

..a....

' i The meeting concluded with a commitment to meet again when further information

. ' on the core shroud cracks is available.

1 Original signed by:

l Patrick D. Milano, Senior Project Manager Project Directorate 11-1 Division of Reactor Projects - I/II Office of Nuclear Reactor Regulation

Enclosures:

1.

List of Attendees 2.

Slides Presented 1

cc w/ enclosures:

See next page i

DISTRIBUTION: & 2 Docket File NRC/ Local PDRs PD 11-1 Reading P. Milano C. E. Carpenter E. Merschoff, R-II

}

J. Johnson, R-II

?

l T. Murley/F. Miraglia 12-G-18 J. Partlow 12-G-18 i

W. Russell 12-G-18

'i J. Richardson S. Varga G. Lainas R. Hermann 14-C-7 T. Collins 8-E-23 L. Phillips 8-E-23 l

G. Hornseth 7-D-4 i

G. Hubbard 8-D-1 P. Anderson ACRS (10) j OGC L.-Plisco 17-G-21, 0FFICE LATPkk1(NRPEPE:PD21;DRP,E PM:PD21:DRPE AD:PD21:DRPE NAME PA N M CECarpenthb PDMilanob

.SSBajwa,dk DATE Cf/9/93 9/9/93 9 / T /93 0 / 4 /93 Document Name:

BR827.MTS