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Por Lic. Roberto Haddad Div. Corrosión U. A. Materiales (CAC)

Influencia de variables metalúrgicas en la velocidad de propagación de fisuras por Rotura Diferida Inducida por Hidruros (RDIH) en aleaciones de Zr. Por Lic. Roberto Haddad Div. Corrosión U. A. Materiales (CAC).

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  1. Influencia de variables metalúrgicas en la velocidad de propagación de fisuras por Rotura Diferida Inducida por Hidruros (RDIH) en aleaciones de Zr. Por Lic. Roberto Haddad Div. Corrosión U. A. Materiales (CAC) Propuesta de Tema de Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales del Instituto Sabato.

  2. USO DE Zr EN CENTRALES NUCLEARES: Tubos de presión y calandria, elementos combustibles, canales, tubos-guía, etc. Condiciones operativas: Presión = 10 Mpa T entrada del refrigerante = 250ºC T salida del refrigerante = 315ºC

  3. ESQUEMA DE TP Y TC Entre TP – TC  gas anular

  4. D2 Tensiones ANTECEDENTES DE FALLA 1972-1975  Roturas de TP en C.N. de Pickering Material: Zr-2,5Nb H 5-15 ppm Concentradores de tensión Corrosión en servicio Rotura Diferida Inducida por Hidruros (RDIH)

  5. SISTEMA Zr-H radial circunferencial • En equilibrio: • Hidruros  (placas) • Hidruros  • Fuera de equilibrio: • Hidruros  (agujas) • Histéresis disolución -precipitación • Efecto memoria

  6. SOLUBILIDAD SÓLIDA TERMINAL TSSD = solubilidad sólida correspondiente a disolución TSSP1 = solubilidad sólida correspondiente a precipitación desde TMAX alta (420- 450ºC) TSSP2 = solubilidad sólida correspondiente a precipitación desde TMAX baja (250-360ºC) Tp = T correspondiente a TSSP Td = T correspondiente a TSSD

  7. H  MECANISMO DE RDIH

  8.  MECANISMO DE RDIH CH>TSSP

  9.  MECANISMO DE RDIH L = lc

  10. H  MECANISMO DE RDIH

  11. KIC SUPERFICIE DE FRACTURA DE RDIH VARIACIÓN DE Vp CON KI KI .(a)1/2

  12. CRITERIO LEAK BEFORE BREAK (LBB) Ensayos de M.F ac Ensayos de RDIH  Vp

  13. ESQUEMA DE TP Y TC Entre TP – TC  gas anular

  14. CRITERIO LEAK BEFORE BREAK (LBB) Ensayos de M.F ac Ensayos de RDIH  Vp

  15. RDIH en vainas de EC • Fallas primarias en operación (BWR, Atucha ?) • Fallas secundarias (todos los reactores) • Falla durante almacenamiento prolongado en seco o en húmedo

  16. OBJETIVOS • Medir Vp en un rango de temperaturas de interés tecnológico • Establecer influencia de : CH, microestructura, T, tensiones en Vp • Aporte al conocimiento del mecanismo de RDIH

  17. EXPERIMENTAL: Materiales Materiales de TP: • Tipo CANDU (Origen: Canadá) • Tipo RBMK (Origen: Rusia) Materiales de vainas de EC: • Tipo Atucha • Tipo Embalse • Otras

  18. PROPAGACIÓN POR DHC ENTALLA PREFISURA POR FATIGA PROBETAS CT CURVAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS REPRODUCCIÓN DE LA FALLA REALIZADA EN EL LABORATORIO A PARTIR DE PROBETAS CORTADAS DE TUBOS DE Zr-2,5% Nb ROTURA DIFERIDA INDUCIDA POR HIDRÓGENO DE TUBOS DE PRESIÓN Medición de velocidad de propagación de fisuras en el plano radial-axial

  19. EXPERIMENTAL: Procedimientos • Hidruración por carga electroquímica • Hidruración por carga gaseosa • Ensayo a carga constante • Detección de avance de fisuras por DCPD y/o LVDT • Análisis metalográfico y fractográfico

  20. EXPERIMENTAL Corte de probetas tipo CCT:

  21.  EXPERIMENTAL Prefisurado por fatiga  a/W =0,5 Ensayos de RDIH: • Determinar TC • Medir Vp: • Método a): Sobrecarga • Método b): Oxidación diferencial

  22. LÍNEA DE CARGA PROBETA CON CONEXIONES HORNO SISTEMA DAC CON CONTROL POR PC EXPERIMENTAL Máquina de tracción de carga constante instrumentada

  23. Determinación de TC EXPERIMENTAL

  24. B A C EXPERIMENTAL Medición de a

  25. MODELO DE Vp EXPERIMENTAL

  26. RESULTADOS: Vp CANDU

  27. RESULTADOS: Vp RBMK

  28. RESULTADOS: Vp COMPARADOS

  29. 72 ppm 34 ppm radial radial circunferencial circunferencial RESULTADOS Distribución de hidruros - CANDU

  30. radial radial circunferencial circunferencial RESULTADOS Distribución de hidruros - RBMK 59 ppm – Diferencias de orientación en el espesor

  31. Circ. radial 1.5m radial circunferencial 3m RESULTADOS Microestructura CANDU

  32. radial axial radial 1.5m circunferencial 3m RESULTADOS Microestructura RBMK

  33. RESULTADOS

  34. APLICACIÓN DEL TRABAJO • Investigación científica: corroborar fenomenología y desarrollar modelos. • Medición de Vp en tubos de presión irradiados por contrato particular con las centrales nucleares. • Medición de Vp en vainas de EC por contrato con el Organismo Internacional de Energía Atómica.

  35. MEDICIÓN EN TUBOS IRRADIADOS EN EMBALSE.VISTA GENERAL CELDAS CALIENTES CONSOLA DE OPERACIONES Y CONTROL DE CORTES

  36. Ejemplo de registro de crecimiento en material irradiado.

  37. RDIH Medición de fisura en superficie de fractura.

  38. A-14 L-12 Comparación de resultados obtenidos en nuestro grupo con otros recopilados internacionalmente.

  39. VAMOS CAMPEÓN

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