Estudio de la aleación Excel y su potencial uso en tubos de presión de Centrales Nucleares CANDU. - Ponzoni, Lucio María Emilio (2015)
En la presente tesis, se estudió el potencial uso de la aleación Excel en la industria nuclear, en particular para su uso como tubos de presión de centrales nucleares tipo CANDU. Para ello, se estudió la aleación Excel desde el punto de vista de la Rotura Diferida Inducida por Hidruros [RDIH] ya que éste es uno de los fenómenos más importantes a tener en cuenta para su evaluación como tubo de presión. El material Excel fue estudiado en tres condiciones metalúrgicas diferentes logradas a partir de la realización de tratamientos térmicos en el material suministrado. Los parámetros que se evaluaron de la RDIH en las tres condiciones metalúrgicas del material Excel fueron: a) Velocidades de propagación de la fisura en la dirección Axial y Radial; b) Temperatura crítica o Concentración crítica; c) Factor de intensidad de tensiones umbral [KIH]. Para la obtención de los valores de KIH, se desarrollaron y construyeron íntegramente dos dispositivos novedosos automatizados [máquinas] del tipo viga en voladizo [Cantiléver Beam] que permitieron la determinación del KIH y la medición de la velocidad de propagación de la fisura en la dirección radial. En forma complementaria al estudio de la RDIH, se hizo un estudio exhaustivo de la solubilidad del hidrógeno en la aleación Excel en las tres condiciones metalúrgicas diferentes, como así también se estudiaron los efectos de temperatura máxima, tiempo de permanencia, envejecimiento y, velocidad de enfriamiento sobre la solubilidad. Los resultados encontrados son muy alentadores respecto del fenómeno RDIH, ya que en líneas generales, el comportamiento de la aleación Excel es mejor al de la aleación Zr-2,5 Nb [empleada actualmente en los tubos de presión CANDU], más aún, la mayor resistencia mecánica respecto del tubo de Zr-2,5 Nb le abre al Excel un espectro de usos en la industria nuclear donde se requieran mayores temperaturas y presiones para aumentar los rendimientos energéticos de los reactores, siendo esta la razón de su selección como aleación candidata para ser usada en los tubos de presión de los reactores CANDU de cuarta generación.