Title

CARACTERIZAÇÃO DOS FILMES DE ÓXIDOS FORMADOS NO METAL DE SOLDA DE LIGA DE NÍQUEL 182 EM AMBIENTE DE REATOR NUCLEAR

CHARACTERIZATION OF OXIDE FILMS FORMED ON 182 NI-BASED ALLOY IN NUCLEAR REACTOR ENVIRONMENT

Authorship

Albuquerque, Adriana Silva de; Lima, Luciana Lourenço Iglésias; Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça

Albuquerque, Adriana Silva de

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Lima, Luciana Lourenço Iglésias

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Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça

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DOI

10.5151/2594-5327-23375

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Abstract

Nas usinas nucleares, as soldas dissimilares são utilizadas para conectar tubulações de aço inoxidável com componentes de aço de baixa liga. Os materiais de adição utilizados neste tipo de solda são as ligas de níquel 82 e 182. Embora originalmente selecionadas por sua resistência à corrosão, elas apresentaram suscetibilidade à corrosão sob tensão (CST) em usinas nucleares do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). Uma das alternativas de mitigação da degradação por CST destas ligas é a modificação da composição química do meio, variando-se o conteúdo de hidrogênio dissolvido. Este trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural do filme de óxido formado na superfície da liga 182 em um meio aquoso similar ao de operação do circuito primário de um reator do tipo PWR com diferentes concentrações de hidrogênio dissolvido. A camada superficial formada foi analisada por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva de raios-X e por difração de raios-X. Os resultados indicaram a presença de diferentes fases e estruturas em função da concentração de hidrogênio dissolvido. Este estudo mostrou que as propriedades estruturais da liga 182 são fortemente afetadas pela presença de altas concentrações de H2 dissolvido.

In nuclear power plants, the dissimilar metal weld is used to join stainless steel to low-alloy steel components. For this use, the most common weld metals are Ni alloys 82 and 182. Although originally selected for their high corrosion resistance, these Ni alloys exhibited susceptibility to stress corrosion cracking (SCC) in the nuclear pressurized water reactor (PWR). One action to mitigate the SCC has been undertaken using changes in the chemical environment, varying dissolved hydrogen concentration. The aim of this work was the structural characterization of the oxide film formed on 182 Ni-based alloy surface exposed to the different contents of dissolved hydrogen in PWR primary water. The formed layers were analyzed by scanning electron microscopy, energy-dispersive spectrometry and by X-ray diffraction. The results indicated the presence of different phases and structures for samples exposed at various chemical environments. This study showed that the structural properties of the alloy 182 are strongly affected by the high concentrations of dissolved hydrogen.

Keywords

Ligas de Ni-Fe-Cr; Corrosão; Difração de raios-X; Reator PWR.

Ni-Fe-Cr alloy; Corrosion; X-ray diffraction; PWR reactor.