Title

MONITORAMENTO DA CORROSÃO DE LIGAS DE ALUMÍNIO EM AMBIENTE DE REATOR NUCLEAR DE PESQUISA

CORROSION SURVEILLANCE OF ALUMINUM ALLOYS IN NUCLEAR RESEARCH REACTOR

Authorship

Neves, Célia de Figueiredo Cordeiro; Campos, Wagner Reis da Costa; Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça; Moreira, Marcílio Soares; Filho, Nelson do Nascimento Atanazio

Neves, Célia de Figueiredo Cordeiro

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Campos, Wagner Reis da Costa

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Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça

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Moreira, Marcílio Soares

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Filho, Nelson do Nascimento Atanazio

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DOI

10.5151/2594-5327-0045

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Abstract

Ligas de alumínio e aço inoxidável são utilizadas como revestimento de elementos combustíveis de reatores de pesquisa, como o reator Triga IPR-R1, localizado no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear em Belo Horizonte. Normalmente o alumínio possui uma boa resistência à corrosão devido à formação de uma camada de óxido aderida à sua superfície. Quando esta camada é danificada sem que se recomponha, pode ocorrer corrosão localizada no alumínio, na forma de pites ou corrosão intergranular. O pite pode penetrar no revestimento até alcançar o combustível, resultando na corrosão do urânio e na liberação de produtos de fissão na piscina do reator. Em vista disto, foi iniciado em 2002 o monitoramento da corrosão do alumínio no ambiente do reator. Três conjuntos de cupons com as ligas de alumínio 1050, 6061 e 5052 e pares galvânicos com a liga de aço AISI 304 foram imersos na piscina do reator durante o período de três anos. Após cada ano um conjunto de cupons é retirado para avaliação da corrosão. O objetivo do presente trabalho é avaliar o desenvolvimento de processos de corrosão nas ligas de alumínio submetidas ao ambiente do reator, após dois anos de imersão. Observou-se que a formação de pites é a principal forma de corrosão e que todos os cupons de alumínio apresentaram corrosão por pites, sendo que a liga 1050 foi a mais atacada.

Aluminum alloys and stainless steel have been used as cladding materials for nuclear fuel in research reactors, as TRIGA IPR-R1 reactor, located at Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear in Belo Horizonte. Aluminum owes its good corrosion resistance in most environments to the protective barrier oxide film formed and strongly bonded to its surface. When the film is damaged under conditions that normal self-healing does not occur, localized corrosion in the form of pitting or intergranular attack can occur. For aluminum-clad spent fuel, penetration of the clad results in corrosion of uranium or uranium-aluminum alloy fuels and release of fission products to the reactor pool water. In order to develop a fundamental understanding of the corrosion problems with aluminum-clad in TRIGA IPR-R1 reactor, a corrosion surveillance program was implemented in 2002. Three corrosion racks with corrosion surveillance coupons made of aluminum alloys 1050, 6061 and 5052 and galvanic couples with AISI 304 stainless steel were immersed in reactor pool for three years. After each year one of the corrosion racks is withdrawn and the aluminum coupons are analyzed for detecting corrosion. This paper presents results from corrosion evaluation on aluminum alloys after two years of exposure to the reactor environment. The results show that pitting corrosion is the main form of corrosion and all the aluminum alloys coupons were attacked, specially the aluminum alloy 1050.

Keywords

Corrosão por pites; Alumínio; Combustível nuclear.

Pitting corrosion; Aluminum; Nuclear fuel.