Liga clara para uso em alta

06 de maio de 2020

A liga 617 - uma combinação de níquel, cromo, cobalto e molibdênio - foi aprovada pela Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) para inclusão em seu código de caldeiras e vasos de pressão. Isso significa que a liga, que foi testada pelo Laboratório Nacional de Idaho (INL), pode ser usada nos reatores propostos de sal fundido, alta temperatura, resfriado a gás ou sódio. É o primeiro novo material a ser adicionado ao Código em 30 anos.

O Código de Caldeiras e Vasos de Pressão estabelece regras de projeto para quanto estresse é aceitável e especifica os materiais que podem ser usados ​​para construção de usinas de energia, inclusive em usinas nucleares. A adesão a essas especificações garante a segurança e o desempenho dos componentes.

A INL passou 12 anos qualificando a Liga 617, com um investimento de US$ 15 milhões do Departamento de Energia dos Estados Unidos. Uma equipe do INL, em colaboração com grupos do Argonne National Laboratory e Oak Ridge National Laboratory, bem como consultores da indústria e parceiros internacionais, recebeu agora a aprovação da ASME para a inclusão da liga no Código. Os projetistas que trabalham em novos conceitos de usinas nucleares de alta temperatura agora têm mais opções quando se trata de materiais de construção de componentes.

"É uma conquista bastante substancial", disse Richard Wright, um emérito colega de laboratório do INL que chefiou a parte do INL e o gerenciamento geral do projeto. "Em contraste com as usinas de água leve, a frota comercial, onde você pode ter 50 ou 100 materiais que você pode usar, havia exatamente cinco que você poderia usar para reatores de alta temperatura."

Ao contrário dos reatores de água leve, que operam a cerca de 290°C, os reatores propostos de sal fundido, de alta temperatura, resfriados a gás ou de sódio funcionarão duas ou mais vezes mais quentes. Portanto, determinar o que acontece com a Liga 617 ao longo do tempo em uma determinada temperatura foi crítico.

Quaisquer medições tiveram que ser feitas em diferentes lotes da Liga 617 para levar em conta pequenas variações na composição e fabricação. Alguns dos testes foram rápidos, como medir quanto estresse o material poderia suportar antes de quebrar. No entanto, alguns dos testes, como os que envolvem fluência (a tendência de uma substância mudar de forma ao longo do tempo), levam anos.

“Essas propriedades dependentes do tempo tornam-se realmente complicadas de medir e entender”, disse Wright. A ASME permite um fator de extrapolação triplo para o tempo.

Depois de coletar os dados da liga 617, os pesquisadores chegaram a números conservadores para entrar na especificação ASME. Eles então submeteram esta proposta para votação, iniciando a próxima fase do processo para inserir o material no Código. Voluntários da indústria, laboratórios nacionais e de outros lugares atuam nos vários grupos de trabalho, subgrupos e comitês da ASME, que se reúnem para considerar mudanças nos padrões quatro vezes por ano.

"Começamos a movê-lo através do processo de votação", disse Wright. "Demorou três anos inteiros." A aprovação final veio no final de 2019.

Agora que a Liga 617 foi incluída no Código ASME, os projetistas de usinas nucleares de alta temperatura têm um novo material que oferece uma faixa operacional expandida. Os materiais de alta temperatura anteriormente permitidos não podiam ser usados ​​acima de 750°C, de acordo com Wright.

"Nosso material recém-qualificado pode ser usado em projetos e construções até 950°C. Como resultado, pode permitir novos conceitos de temperatura mais alta." ele disse.

Pesquisado e escrito por World Nuclear News

WNN é um serviço de informação pública da Associação Nuclear Mundial

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