Unione di materiali diversi per le centrali nucleari
Le saldature tra metalli dissimili uniscono solitamente gli ugelli dei tubi d’acciaio ferritico, relativi ai contenitori in pressione, alle stremità di sicurezza in acciaio inossidabile austenitico. Le leghe a base di nichel sono utilizzate come metallo di apporto in questi giunti saldati, poiché le loro proprietà di espansione termica si avvicinano a entrambi i tipi di acciaio. Ovviamente, il mantenimento dell’integrità di tali saldature in presenza di difetti causati da corrosione da sforzo e fatica, è di fondamentale importanza per la sicurezza delle centrali nucleari. Tuttavia, le procedure standardizzate per la valutazione dei difetti presenti nei componenti multi-metallici sono ancora mancanti. I ricercatori finanziati dall’UE hanno risposto alle esigenze di standardizzazione della valutazione di integrità e fuga prima della rottura con il progetto MULTIMETAL (Structural performance of multi-metal component). Lo scopo di questo progetto di ricerca riguarda il miglioramento delle indagini sul comportamento a frattura nonostante la disomogeneità delle saldature con metalli diversi. Per raggiungere questo obiettivo, il team MULTIMETAL ha condotto una serie di prove di frattura e trazione nei reattori ad acqua leggera in Europa occidentale e orientale, allo scopo di raccogliere dati sul campo in quanto a saldature tipiche. Sono state riscontrate variazioni locali considerevoli in termini di proprietà di trazione, resistenza alla frattura e microstrutture. La raccolta di dati sul campo è stata seguita da analisi numeriche sull’integrità strutturale delle saldature campione. I calcoli allo stato dell’arte si sono basati su nuovi approcci per la modellizzazione micromeccanica e i risultati sono stati sostenuti da estese prove di laboratorio su tre modelli di saldatura. La combinazione di modellizzazione e interpretazione dei dati sperimentali mediante i risultati ha aiutato gli scienziati del progetto MULTIMETALLICA a sviluppare delle linee guida per la misurazione delle proprietà dei diversi materiali da saldatura. Ancora più importante, è stato sviluppato un approccio di buona prassi che potrebbe portare all’armonizzazione delle procedure di valutazione della frattura. I risultati del progetto, non solo colmano una lacuna nella caratterizzazione dei materiali, ma contribuiranno anche a rafforzare la competitività dell’industria europea dell’energia nucleare, aiutando le centrali nucleari a mantenere elevati standard di sicurezza.
Parole chiave
Centrali nucleari, reattore ad acqua leggera, giunti saldati, saldature metalliche, modellizzazione micromeccanica
