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    Tesis

    Efecto de la temperatura sobre la corrosión localizada de aleaciones de interés nuclear

    2018



    TesistaEdgar Crisitan HORNUS
    Ingeniero Industrial - Universidad Nacional de General Sarmiento - Argentina
    Magíster en Ciencia y Tecnología de Materiales - Instituto Sabato UNSAM/CNEA - Argentina
    Dr. en Ciencia y Tecnología, Mención Materiales - Instituto Sabato UNSAM/CNEA - Argentina
    Directores Dr. Ricardo M. CARRANZA. CNEA, UNSAM - Argentina
    Dr. Martín A. RODRÍGUEZ. CNEA, UNSAM, CONICET - Argentina
    Lugar de realizaciónDivisión Corrosión Básica - Departamento Corrosión - Gerencia Materiales - Centro Atómico Constituyentes - CNEA - Argentina
    Fecha Defensa02/02/2018
    JuradoDr. Gustavo S. DUFFÓ. CNEA, UNSAM, CONICET - Argentina
    Dra. Silvia REAL. INIFTA, UTN FR La Plata, CONICET - Argentina
    Dra. Silvia SIMISON, INTEMA, UNMdP, CONICET - Argentina
    CódigoIS/TD 110/18

    Título completo

    Efecto de la temperatura sobre la corrosión localizada de aleaciones de interés nuclear

    Resumen

    Las aleaciones Ni-Cr-Mo son materiales candidatos para la construcción de contenedores de residuos nucleares de nivel alto. La temperatura en la superficie de los contenedores aumentará después del cierre del repositorio debido al calor liberado por los residuos radiactivos hasta alcanzar un pico, luego del cual disminuirá de forma extremadamente lenta. En la presente tesis se estudia la corrosión localizada de aleaciones Ni-Cr-Mo y aceros inoxidables que son candidatos como barreras ingenieriles de contenedores de residuos radiactivos de nivel alto. Se analizó la corrosión localizada en el contexto del modelo de acidificación localizada de Galvele. Se analizaron los efectos de los cationes en solución y de los aleantes en la corrosión localizada. Se estudió la cinética de repasivación mediante ensayos de enfriamiento de aleaciones Ni-Cr-Mo, en soluciones de cloruro, mediante métodos potenciostáticos y galvanostáticos. Se desarrolló un procedimiento de cinco pasos para estudiar la repasivación de la corrosión en rendijas por enfriamiento. Los ensayos de repasivación por enfriamiento permitieron caracterizar diferentes parámetros que presentaron tendencias con la velocidad de enfriamiento, la concentración de cloruro y la resistencia a la corrosión localizada de las aleaciones. Las temperaturas de repasivación obtenidas se compararon con las temperaturas de repasivación estimadas mediante métodos isotérmicos. Las temperaturas de repasivación aumentaron al disminuir la velocidad de enfriamiento. Para un enfriamiento muy lento, todas las aleaciones repasivarían a la temperatura por debajo de la cual la capa de óxido de cromo se estabiliza en medio ácido con cloruros. Se propuso que para temperaturas superiores a 66 °C, el Mo y el W protegerían el material de la misma manera que un polímero electroactivo.

    Complete Title

    Temperature effect on localized corrosion of nuclear alloys

    Abstract

    Nickel alloys containing chromium and molybdenum are candidate materials for the construction of high-level nuclear waste containers. The temperature at the waste containers surface will rise after the repository closure due to the heat released from radioactive decay until reaching a peak, after which it will decrease extremely slowly. In the present thesis we have studied the localized corrosion of Ni-Cr-Mo alloys and stainless steels that are candidates to be part of the radioactive waste containers. Localized corrosion was analyzed in the context of Galvele's localized acidification model. The effects of the cations in solution and of the alloying elements in the localized corrosion were analyzed. The repassivation kinetics of Ni-Cr-Mo alloys was studied by cooling tests, in chloride solutions, by potentiostatic and galvanostatic methods. A five-step procedure was developed to study the repassivation of crevice corrosion by cooling. Cooling repassivation tests led to characterize different parameters that showed trends with cooling rate, chloride concentration and resistance to localized corrosion of the alloys. The repassivation temperatures obtained were compared with the repassivation temperatures estimated by isothermal methods. The repassivation temperatures increased as the cooling rate decreased. For very slow cooling, all alloys would repassivate at the temperature below which the chromium oxide layer is stabilized in an acidic chloride solution. It was proposed that for temperatures above 66 °C, Mo and W would protect the material in the same way as an electroactive polymer.

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