Title

ESTUDO PARA EXTENSÂO E APERFEIÇOAMENTO DA MODELAGEM DA FRATURA POR CORROSÃO SOB TENSÃO EM MECANISMO DE ACIONAMENTO DE BARRAS DE CONTROLE DE REATORES DE ÁGUA PRESSURIZADA

STUDY FOR EXTENSION AND IMPROVEMENT ON MODELING OF PRIMARY WATER STRESS CORROSION CRACKING AT CONTROL ROD DRIVE MECHANISM NOZZLES OF PRESSURIZED WATER REACTORS

Authorship

Aly, Omar Fernandes; Neto, Miguel Mattar; Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça

Aly, Omar Fernandes

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Neto, Miguel Mattar

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Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça

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DOI

10.5151/2594-5327-14662

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Abstract

Estudo para a extensão e aperfeiçoamento da modelagem existente para a liga 600 e proposta de uma abordagem local para avaliação da fratura por corrosão sob tensão em água pura em componentes de ligas de níquel. É proposta uma metodologia de modelagem de novos dados para a iniciação e crescimento de trincas nas ligas 182 e 600 de acordo com um método baseado no Programa de Confiabilidade dos Materiais do EPRI-MRP-115 (2004) e de Norma Reguladora da USNRC-NUREG/CR-6964 (2008). Os dados experimentais serão obtidos do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, através de equipamentos de Ensaios de Taxa de Deformação Lenta. O conceito do modelo é a construção de diagramas de Pourbaix que indicam as condições termodinâmicas de ocorrência de submodos de corrosão nas ligas de níquel em água do circuito primário de reatores de água pressurizada. Sobre esses, são sobrepostos diversos modelos incluindo um semi-empírico-probabilístico, para quantificar o tempo de iniciação das trincas e também um modelo de propagação de trincas em função dos fatores de intensidade de tensão dos materiais ensaiados. Eles devem ser validados com os dados experimentais. Este estudo visa estender alguns modelos aos metais de solda como a liga 182, desenvolver modelos para propagação de trincas e melhorar os existentes para a liga 600, de acordo com uma metodologia aperfeiçoada. Essa inclui procedimentos de ensaios de laboratório, coleta e filtragem de dados, procedimentos de modelagem, comparações com conjuntos de dados de alguns laboratórios no mundo, visualização gráfica dos resultados, análise comparada e discussão dos resultados.

Study for to extend and to improve the existing modeling for Alloy 600 for to propose a local approach to assess the primary water stress corrosion cracking in nickel-based components. It is includes a modeling methodology for new data for Alloy 182 and Alloy 600 initiation and crack growth according with a method based on Electric Power Research Institute-MRP-115 (2004), and United States National Regulatory Comission-NUREG/CR-6964 (2008). The experimental data will be obtained from CDTN-Brazilian Nuclear Technology Development Center, in SSRT equipments. The model concept assumed is to construct Pourbaix diagrams which indicate a thermodynamic condition for the occurrence of corrosion submodes in Nickel Alloys at high temperature primary water. Over these diagrams, it is superimposed different models including a semi-empiric-probabilistic one, to quantify the primary water stress corrosion cracking initiation time, and also a crack growth rate model in function of stress intensity factor of testing materials. These models shall be validated with experimental data. This study aims to extend some obtained models to weld metals like the Alloy 182, to develop crack growth rate tests, and to improve the originals for Alloy 600, according with a revised methodology. This one comprises laboratory testing procedures, data collecting, data screening, modeling procedures, data assembling from some laboratories in the world, plotting of results, compared analysis, and discussion of these results.

Keywords

Corrosão sob tensão; Ensaio de taxa de deformação lenta; Ligas de níquel; Reator de água pressurizada

Nickel alloys; Pressurized water reactor; Slow strain rate testing; Stress corrosion.