Influência da concentração de hidrogênio na suscetibilidade à corrosão sob tensão de junta soldada com metais dissimilares em ambiente do circuito primário de reator nuclear

• Main Author: Luciana Iglesias Lourenco Lima
• Publication Date: 2011
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFMG
• Download full: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8NWH82
• topic: reator tipo PWR; ensaio de baixa taxa de deformação; hidrogênio; solda entre materiais dissimilares; dissolvido; liga de níquel 182; Corrosão sob tensão; Engenharia mecânica

A corrosão sob tensão (CST) é um fenômeno que ocorre em componentes metálicos onde materiais suscetíveis estão sujeitos ao efeito simultâneo da tensão mecânica e de um ambiente aquoso de composições diversas. As ligas de níquel 600 e seus metais de adição (ligas de níquel 82 e 182) embora originalmente selecionados por sua alta resistência à corrosão, apresentaram, após cerca de 20 anos de operação, suscetibilidade ao processo de CST. As alternativas atuaisrelacionadas à mitigação da degradação por CST das ligas de níquel e seus metais de adição incluem a redução de tensão pela aplicação de uma sobrecamada de solda, a modificação da composição química da água de refrigeração do circuito primário por adição de zinco e pelavariação do conteúdo de hidrogênio dissolvido. Nos últimos anos, evidenciou-se que o conteúdo de hidrogênio dissolvido adicionado à água de reatores PWR (Pressurized Water Reactors) para prevenir a radiólise das moléculas de água pode influenciar na suscetibilidade à CST das ligas de níquel. Mudanças na concentração de hidrogênio podem fazer com que o potencial de corrosão atinja a transição Ni/NiO, influenciando o comportamento frente à CST destas ligas. Neste trabalho foi avaliada a influência do conteúdo de hidrogênio dissolvido na água de refrigeração do circuito primário na suscetibilidade à CST da liga de níquel 182 utilizada como metal de adição na solda entre aço ASTM A-508 G3 e aço inoxidável AISI 316L, solda semelhante à existente em um dos bocais do pressurizador da Usina Nuclear de Angra 1. Empregou-se neste estudo um meio químico similar ao de operação do circuito primário de um reator do tipo PWR, à temperatura de 325°C e pressão de 12,5 MPa com concentrações de hidrogênio dissolvido de 2, 10, 25 e 50 cm3 de H2/kg H2O nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Foi utilizado o ensaio de baixa taxa de deformação para avaliar a suscetibilidade do metal de solda da liga de níquel 182 ao processo de corrosão sob tensão em laboratório. Medidas do potencial de corrosão foram realizadas nas diferentes concentrações de hidrogênio permitindo, assim, avaliar o seu efeito na corrosão eletroquímica do material. Os resultados indicaram que a 325ºC a liga de níquel 182 é menos suscetível à CST no conteúdo de hidrogênio dissolvido de 50 cm3 de H2 (CNTP)/kg H2O, evidenciando o efeito benéfico de se manter um maior teor de hidrogênio na água de refrigeração do circuito primário de um reator do tipo PWR