Modelagem da fratura por corros??o sob tens??o nos bocais do mec??nismo de acionamento das barras de controle de reator de ??gua pressurizada

• Autor(a) principal: ALY, OMAR F.
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11418
• topic: fracture mechanics; stress corrosion; nickel base alloys; pwr type reactors; reactor control systems; control rod drives; cracks

Um dos principais mecanismos de falha que causam riscos de fratura a reatores de ??gua pressurizada ?? a corros??o sob tens??o de ligas met??licas em ??gua do circuito prim??rio (CSTAP). ?? causada por uma combina????o das tens??es de tra????o, meio ambiente em temperatura e microestruturas metal??rgicas suscept??veis. Ela pode ocorrer, dentre outros locais, nos bocais do mecanismo de acionamento das barras de controle. Essa fratura pode causar acidentes que comprometem a seguran??a nuclear atrav??s do bloqueio das barras de controle e vazamentos de ??gua do circuito prim??rio reduzindo a confiabilidade e a vida ??til do reator. O objetivo desta Tese de Doutorado ?? o estudo de modelos e uma proposta de modelagem para fraturas por corros??o sob tens??o em liga 75Ni15Cr9Fe (liga 600), em ??gua de circuito prim??rio de reator de ??gua pressurizada nesses bocais. S??o superpostos modelos eletroqu??micos e de mec??nica da fratura e validados com dados obtidos em experimentos e na literatura. Na parte experimental foram utilizados resultados obtidos pelo CDTN no equipamento rec??m-instalado de ensaio por taxa de deforma????o lenta. Na literatura est?? proposto um diagrama que exprime a condi????o termodin??mica de ocorrerem diversos modos de CSTAP na liga 600: partiu-se de diagramas de potencial x pH (diagramas de Pourbaix), para a liga 600 imersa em ??gua prim??ria ?? alta temperatura (3000C a 3500C). Sobre ele, determinaram-se os submodos de corros??o, a partir de dados experimentais. Em seguida acrescentou-se uma dimens??o adicional ao diagrama, correlacionando uma vari??vel a que se denominou fra????o de resist??ncia ?? corros??o sob tens??o. No entanto, ?? poss??vel acrescentar-se outras vari??veis que exprimem a cin??tica de inicia????o e/ou crescimento de trinca, provenientes de outras modelagens de CSTAP. A contribui????o original deste trabalho se insere nessa fase: partindo-se de uma condi????o de ensaio de potencial versus pH, foram iniciadas as modelagens de um modelo emp??rico-comparativo, um semi-emp??rico-probabil??stico, um de tempo de inicia????o e um de taxa de deforma????o, a partir dos ensaios experimentais e superpostas a essa condi????o. Esses exprimem respectivamente a susceptibilidade ?? CSTAP, o tempo de falha, e nos dois ??ltimos o tempo de inicia????o de falha por corros??o sob tens??o. Os resultados foram comparados com os da literatura e se mostraram coerentes. Atrav??s desse trabalho, obteve-se uma metodologia de modelagem a partir de dados experimentais.