Soldagem de juntas tubulares de a??o inoxid??vel austen??tico AISI 348 para varetas combust??veis em reatores nucleares

• Autor(a) principal: REZENDE, RENATO P.
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23883
• topic: reactors; fuel rods; pellets; tubes; welded joints; stainless steels; austenitic steels; gas tungsten-arc welding; mechanical properties; microstructure

Os a??os inoxid??veis t??m um amplo campo de aplica????o, por ter alta resist??ncia mec??nica e ?? corros??o quando trabalha em temperaturas elevadas. Uma aplica????o recorrente ?? em reatores nucleares, podendo ser utilizado no vaso de press??o e nas estruturas de conten????o do reator. O a??o inoxid??vel austen??tico foi muito utilizado no n??cleo de reatores para revestimento do combust??vel nuclear. No entanto, foi substitu??do por uma liga de zirc??nio denominada zircaloy, em consequ??ncia da menor absor????o de n??utrons t??rmicos desta liga. Ap??s o acidente de Three Miles Island o a??o inoxid??vel voltou a ser usado para esta aplica????o. Para atenuar a corros??o intergranular, muito caracter??stica em a??os inoxid??veis austen??ticos, utiliza-se elementos estabilizantes como o ni??bio. O a??o inoxid??vel AISI 348 ?? estabilizado com ni??bio. Neste trabalho, estudou a soldagem de tubos de AISI 348 e tamp??es de mesmo material soldados pelo processo GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) sob diversas condi????es, procurando-se obter penetra????o de soldagem de 110 % da espessura do tubo e refor??o do cord??o de solda inferior a 0,15 mm. As amostras soldadas foram submetidas ?? caracteriza????o microestrutural com microscopia ??tica e microscopia eletr??nica, utilizando tamb??m a t??cnica EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva). Foram realizados ensaios mec??nicos de tra????o, fadiga, microdureza Vickers e arrebentamento, como tamb??m verificado a susceptibilidade ?? corros??o intergranular. O cord??o de solda passou por ensaios n??o destrutivos de inspe????o visual, dimensional, l??quido penetrante, raios X e ensaio de estanqueidade por fuga de g??s h??lio. A microdureza n??o apresentou diferen??as nas regi??es da solda, n??o sendo poss??vel identificar claramente a zona afetada pelo calor. O arrebentamento ocorreu a uma dist??ncia acima de 30 mm do cord??o de solda, sendo o resultado considerado aprovado. No ensaio de tra????o, a ruptura ocorreu no cord??o de solda e no metal de base tubo, o local da ruptura dependeu do afastamento lateral do eletrodo em rela????o ?? junta soldada. O ensaio de fadiga com corrente de 40 A obteve n??mero de ciclos de 2,14 x 105. Este valor ?? 50% maior no tempo de vida comparado com amostra de 30 A. No ensaio de corros??o intergranular, as amostras que foram submetidas n??o apresentaram sensitiza????o no contorno de gr??o. A an??lise por EDS identificou ??reas com carbonetos oriundos do processo de fabrica????o do tubo.