Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
CORROSIÓN GENERALIZADA A LARGO PLAZO DE MATERIALES
ESTRUCTURALES EN UN MEDIO PRIMARIO DE CENTRALES NUCLEARES
RESUMEN
A.M. Olmedo, R. Bordoni y M. Miyagusuku
Gerencia Química–Centro Atómico Constituyentes
Comisión Nacional de Energía Atómica
Avda Gral Paz 1499- B1650 San Martín –Buenos Aires, Argentina.
olmedo@cnea.gov.ar
Se presentan los resultados obtenidos de las velocidades de corrosión generalizada de cupones de
materiales estructurales expuestos en las autoclaves on-line del circuito primario de la Central Nuclear
Embalse durante tiempos de exposición prolongados, en algunos casos de hasta 20 años. Los cupones de los
materiales estudiados fueron de Aleación 800, Acero al Carbono A-106B, Acero Inoxidable AISI 403,
Zircaloy 4, Zr-2.5Nb, obtenidos a partir de material provisto por la Central y de Aceros inoxidables AISI
304 y DIN 1.4550 (equiv. AISI 347) que también son usados en Centrales Nucleares. Estos estudios se han
complementado con los realizados en películas de óxido crecidas en el laboratorio a alta temperatura en
autoclaves estáticas. La morfología y composición de las películas de óxido crecidas en estos materiales se
ha estudiado por microscopía electrónica de barrido y EDS.
Palabras clave: Corrosión, Alta T, Aleación 800, Aceros Inoxidables, Zr-2.5Nb, Zry-4
1. INTRODUCCIÓN
En los circuitos de transporte de calor de las Centrales Nucleares (CN) refrigeradas por agua se emplean
diferentes aleaciones como materiales estructurales tales como aceros inoxidables del tipo AISI 18-10,
aceros al carbono (p.ej el A-106), aleaciones con alto contenido de Ni (p.ej.Aleación 800, Aleación 600,
Aleación 690), aleaciones de base Zr (p.ej, Zry-4, Zr-2.5Nb). Estas aleaciones son bien conocidas por su
resistencia a la corrosión en medio acuoso a alta presión y temperatura, por lo cual se han empleado desde
hace varias décadas en diferentes componentes de reactores nucleares. En estas centrales se emplean
generalmente soluciones diluídas de hidróxido de Li, como medio de transporte de calor en el sistema
refrigerante primario, para mantener el pH del mismo a un valor tal que la velocidad de corrosión sea mínima
y también sea mínima la concentración de productos de corrosión liberados al medio, para tener un menor
crecimiento de los campos de radiación fuera del núcleo y un menor ensuciamiento de algunos componentes
como p.ej los tubos de los Generadores de Vapor (GV).
El comportamiento de estas aleaciones depende no sólo de la composición si no también del medio en el cual
están inmersas, debido a que las películas de óxido que crecen sobre estos materiales no sólo constituyen una
barrera física entre el material y el medio sino también es la interfaz entre el medio y el material a través del
cual se desarrollan diferentes procesos, como p.ej. la liberación de productos de corrosión, la incorporación y
deposición de los mismos luego de ser activados en el núcleo. De esto surge la importancia de estudiar las
características que presentan las películas de óxido que crecen en estos materiales en un medio como el
refrigerante primario de la central nuclear.
La Central Nuclear de Embalse (C.N.E) es un reactor tipo CANDU-600 de 648 Mwe, refrigerado con agua a
presión (PHWR). El sistema primario de transporte de calor está compuesto de 2 circuitos independientes,
cada uno provisto con dos GV. El refrigerante primario es agua pesada alcalinizada con LiOH, pHa25ºC =
10.2-10.4, contenido de deuterio= 3-10 cm 3 /kg D2O. La cañería del primario es de acero al carbono, los tubos
del GV son de Aleación 800, los end-fittings de los canales combustibles son de acero 403, las vainas de
elementos combustibles de Zry-4 y los tubos de presión de Zr-2.5Nb. En el sistema primario fuera del
núcleo hay cuatro autoclaves, dos a la salida de los GV (Y2 e Y3 a ∼265ºC) y dos a la entrada de los mismos
(Y1 e Y4 a ∼310ºC), Figura 1. Las autoclaves, construidas en acero al carbono, están montadas
verticalmente, poseen válvulas de drenaje, aislamiento y venteo. En ellas se introducen soportes especiales,
en los cuales se fijan los cupones mediante tornillos, tuercas y arandelas de acero inoxidable previamente
oxidados.
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