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Tesis

Evaluación no destructiva de capas de óxido sobre Zircaloy-4

1999



Título Evaluación no destructiva de capas de óxido sobre Zircaloy-4
Nombre Perotti, Ariel
Ingeniero Mecánico Universidad Nacional de Rosario Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dra. Ruch Marta. CNEA
.
. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 24/09/1999
Jurado

Código Código IT IT/T--44/99

Resumen

Se estudió la influencia de la variación en composición química del metal base sobre la resistividad eléctrica del mismo y su influencia en la determinación de espesores de óxidos sobre Zircaloy-4 mediante la técnica de corrientes inducidas.
Con el fin de realizar calibraciones de sensores de corrientes inducidas, se contruyeron patrones planos con diferentes espesores de óxido de entre 5 y 35 µm. Estos espesores fueron medidos, mediante microscopio óptico. Estos mismos patrones sirvieron para evaluar la variación de resistividad eléctrica del Zircaloy-4 producida por la incorporación de hidrógeno durante el tratamiento de oxidación. Se realizó el diseño y la construcción de distintos sensores con el fin de detectar las variaciones de resistividad eléctrica producidas por el hidrógeno que ingresa al material durante el proceso de oxidación.
Fue posible medir espesores de óxido sobre Zircaloy-4 en un rango de 5 a 40 µm por corrientes inducidas a frecuencias de 4,5 MHz. Las mediciones por corrientes inducidas realizadas en esas condiciones representan una cota superior del espesor de la capa de óxido y son independientes del contenido de hidrógeno en el material base.
Por el mismo método pero a frecuencias del orden de 100 kHz, ha sido posible clasificar por su contenido de hidrógeno a las muestras de Zry-4 tratadas en autoclave. La concentración de hidrógeno en estas muestras está en el rango de 174-1516 ppm en peso o 1,6-12,1 % atómico

Complete Title

Abstract

It is well known that variations in the chemical composition of an alloy do affect its electrical resistivity. The present work describes a study of the influence of these variations on the eddy current measurements of oxide layer thickness on Zircaloy-4. In order to calibrate the eddy current probes, a series of planar samples were prepared. On them, oxide layers 5 to 35 µm thick were grown, and thoroughly measured by optical microscopy. These samples were also used to evaluate the effect of hydrogen content on the electrical resistivity of Zircaloy-4. Different probes were designed and constructed in order to detect the variations in electrical resistivity de to the ingress of hydrogen to the material during the oxidation procedure. It was possible to evaluate the thickness of oxide layers on Zircaloy-4 by eddy currents at 4.5 MHz, for thicknesses in the range of 5 to 40 µm. The values measured in these conditions represent the maximum thickness in the specimen, and are independent of the hydrogen content of the material. It has been possible to classify the samples according to their H concentration in the renge 174 to 1516 µu g/g (1.6 to 12.1 % at) by the same NDT method, but at frequencies around 100 kHz

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