Title

RESULTADOS DE MODELAGEM DE INICIAÇÃO DE FRATURA POR CORROSÃO SOB TENSÃO EM COMPONENTES DE REATORES NUCLEARES

RESULTS OF MODELING FOR INITIATION OF STRESS CORROSION CRACKING IN NUCLEAR REACTORS COMPONENTS

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

10.5151/2594-5327-17793

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Abstract

A corrosão sob tensão é um modo de degradação de vida e integridade de equipamentos e componentes (como vasos de pressão, conexões e tubos) de usinas nucleares, da indústria petroquímica, de geração de energia e outras que tem a característica de ser de complexa previsão no tempo, devido ao grande número de variáveis da qual depende: microestruturais (microquímica do contorno de grão, tratamento térmico, tamanho de grão, trabalho a frio e deformação plástica), mecânicas (tensão residual, tensão aplicada, deformação e taxa de deformação), ambientais (temperatura, pH, composição química do meio, pressão parcial de hidrogênio, potencial eletroquímico). Essas variáveis definem as condições termodinâmicas necessárias para a iniciação e a propagação da trinca. Assim os modelos matemáticos devem ser aplicados com critérios baseados nessas variáveis através do discernimento dos mecanismos preponderantes em cada caso. Nesse estudo são considerados componentes feitos e soldados com superligas de níquel (ligas 600, 182, 82) de reatores nucleares de água pressurizada (PWR) em água do circuito primário à alta temperatura (em torno de 300o C) e apresentados alguns dos principais mecanismos e modelos e resultados preliminares de modelagens de iniciação de trincas obtidas a partir de dados experimentais por equipamentos de taxa de deformação lenta ("slow strain rate test") do CDTN- Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, seguidos de discussão, conclusão e recomendação.

The stress corrosion cracking is a nuclear, power, petrochemical, and other industries equipments and components (like pressure vessels, nozzles, tubes, accessories) life degradation mode, which is of complex prediction due the many involved parameters, such as micro-structural type (grain boundary microchemistry, thermal treatments, grain size, cold work and plastic deformation), mechanical (residual stress, applied stress, strain and strain rate), and environmental (temperature, pH, environment chemical composition, hydrogen partial pressure, electrochemical potential). These parameters determine the thermodynamic conditions which are necessaries to initiate and to growth cracking. Thus the mathematical models shall be applied according to specific mechanisms in each case. It is studied components made and welded with nickel alloys (alloys 600,182, and 82) from PWR nuclear reactors in primary water at high temperature (about 300oC). It is presented some of the mechanisms and initiation models, and preliminary results are showed departing of experimental data obtained through the slow strain rate test equipments of CDTN-Nuclear Technology Development Center; it follows a discussion, conclusions, and recommendations.

Keywords

Corrosão sob tensão; Ligas de níquel; Modelos; Reatores nucleares.

Models; Nickel alloys; Nuclear reactors; Stress corrosion.