Title

RECOBRIMENTOS DE CONVERSÃO MODIFICADOS COM CÉRIO PARA PROTEGER REVESTIMENTO DE ALUMÍNIO DE COMBUSTIVEL NUCLEAR DURANTE ESTOCAGEM ÚMIDA E PROLONGADA

CERIUM MODIFIED CONVERSION COATINGS TO PROTECT ALUMINUM CLADDING OF SPENT NUCLEAR FUEL DURING EXTENDED WET STORAGE

Authorship

Fernandes, Stela Maria Cristina; Correa, Olandir Vercino; Souza, José António de; Ramanathan, Lalgudi Venkataraman

Fernandes, Stela Maria Cristina

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Correa, Olandir Vercino

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Souza, José António de

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Ramanathan, Lalgudi Venkataraman

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DOI

10.5151/2594-5327-21246

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Abstract

Corrosão por pite do revestimento de Al de combustiveis nucleares queimados durante estocagem pode contaminar as facilidades de estocagem. A manutenção da qualidade da água não evita corrosão devido sinergismo entre parâmetros da água que afetam a corrosão de alumínio. Foram estudados cinco tipos de recobrimentos de conversão para Al; (i) óxidos lantanidios (de Ce, La, Pr); (ii) boemita; (iii) beomita modificada com cério; (iv) hidrotalcita (HTC); e (v) HTC modificada com cério. Este trabalho apresenta: (a) preparação e caracterização destes recobrimentos sobre ligas AA 1100 e AA 6061; (b) resistência à corrosão em NaCl destas ligas recobertas; e (c) resultados de ensaios de campo, nos quais cupons de Al, sem e com recobrimentos, foram expostos na seção de estocagem de combustíveis queimados do reator IEA-R1 por um ano. HTC modificada com cério foi o melhor entre o recobrimento. O mecânismo de proteção de Al por estes recobrimentos é discutido.

Pitting of Al-clad spent nuclear fuel in wet storage facilities could lead to cladding breach and contamination. Maintenance of water parameters within specified limits does not prevent pitting due to synergism between many water parameters that affect corrosion of aluminum alloys. Five types of coatings for Al alloys have been studied: (i) lanthanide oxides (Ce, La and Pr); (ii) boehmite; (iii) cerium modified boehmite; (iv) hydrotalcite (HTC); (v) cerium modified HTC. This paper will present: (a) preparation of and characteristics of the these coatings on alloys AA 1100 and AA 6061; (b) corrosion resistance of coated alloys in NaCl solutions; (c) results of field tests in which un-coated and coated Al alloy coupons were exposed to a spent fuel storage basin for a year. The cerium modified HTC coatings imparted the highest corrosion resistance. The mechanism of corrosion protection of Al alloys by these coatings and the role of cerium is discussed.

Keywords

Cério; Recobrimento de conversão; Ligas de alumínio; Corrosão.

Cerium; Conversion coating; Aluminum alloys; Corrosion.