Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
DETERMINACION DE LA TEXTURA CRISTALINA DE TUBOS DE PRESION
L. J. Galeta (1) , R. D. Bianchi (1) , C. P. Buioli (1) , A. D. Banchik (1) , P. Vizcaíno (1)
(1) Laboratorio de Materiales de Fabricación de Aleaciones Especiales (LMFAE)
Unidad de Actividad de Materiales y Combustibles Nucleares (UAMyCN)
Centro Atómico Ezeiza (CAE) – Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)
Presbítero Juan González y Aragón N° 15 (B1802AYA) Ezeiza, Argentina.
E-mail: lgaleta@cae.cnea.gov.ar
RESUMEN
Las especificaciones de fabricación de tubos de presión de Zr-2,5%Nb de tipo CANDU requieren el cálculo
de sus factores de textura cristalina. Debido a esto y dentro del marco del Proyecto de Tecnología de
Fabricación de Componentes Estructurales del Núcleo Base Circonio para Reactores Nucleares de Potencia
de la CNEA, hemos aplicado la teoría de los coeficientes de Kearns para determinar la evolución de dicha
textura con el proceso de fabricación y caracterizar el producto final.
A efecto de comparar los resultados, estos análisis se realizaron tanto en muestras de los tubos hasta ahora
obtenidos en CNEA como en muestras correspondientes a tubos de presión estándar de origen canadiense.
El análisis se realizó mediante difractogramas de rayos X obtenidos con los difractómetros de polvos Philips
modelos PW1840 y PW3710. Hasta el presente sólo los factores de textura correspondientes a las
direcciones Radial y Axial cumplen con las especificaciones del Diseñador. Se discute si los resultados
obtenidos dependen de la microestructura del material de partida, del procedimiento operativo de
fabricación o son resultado de las simplificaciones del método de Kearns.
Palabras clave: tubos de presión, textura, rayos X, Kearns.
1. INTRODUCCIÓN
La CNEA, junto con sus empresas asociadas, está intentando incrementar la participación nacional en las
actividades relacionadas con la construcción y mantenimiento de reactores nucleares para generación de
energía eléctrica. En particular, ha decidido financiar un Proyecto de Desarrollo de la Tecnología de
Fabricación de Tubos de Presión de Zr-2,5%Nb (circonio con 2,5% de niobio) para el re-entubado de la
central nuclear tipo Candu-6 ubicada en Embalse (CNE), Córdoba, y de otros componentes estructurales
críticos del núcleo de los reactores de agua pesada. Este proyecto también contempla una estrategia de
crecimiento dirigida a ser los proveedores de componentes críticos para las futuras centrales nucleares del
país y lograr una mayor presencia internacional ante el nuevo escenario de crecimiento de las aplicaciones de
la energía nuclear para la generación de energía eléctrica.
El proceso de fabricación de tubos de presión propuesto por CNEA emplea como materia prima tubos de Zr-
2,5%Nb extrudados por la empresa Wah Chang y como proceso de deformación plástica la laminación por
medio de una laminadora de tubos de calidad. Uno de los parámetros microestructurales de los tubos de
presión requeridos por las especificaciones del Diseñador para optimizar su comportamiento bajo irradiación
es la textura cristalina, la cual se cuantifica mediante los denominados coeficientes de textura f [1-5]. En el
presente trabajo se describen los avances realizados en el cálculo de dichos coeficientes mediante el método
desarrollado por J.J. Kearns [2]. Aún cuando este método es semi-cuantitativo, la amplitud del rango de
variación aceptable de dichos coeficientes justifica la aplicación de dicho método como parámetro de control
de proceso y estimación de la textura del tubo final [6,7].
2. EL METODO DE KEARNS Y PRIMERAS MEDICIONES
Por textura cristalina se entiende la distribución preferencial de la orientación de los granos cristalinos de un
policristal, lo cual le confiere propiedades intensivas anisótropas a nivel macroscópico.
Para un metal de estructura hexagonal compacta (hcp), el valor de cierta propiedad P según una dada
dirección nˆ de referencia (en nuestro caso la normal a la superficie irradiada en el difractómetro) está dada
por P = f P + ( 1−
f ) P , siendo // ⊥ P el valor de esa propiedad a lo largo de la dirección basal c de un
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