Nuovi dati sperimentali e una procedura di valutazione della fatica per le centrali nucleari Alcune organizzazioni provenienti da tutta Europa hanno unito le forze per creare una banca dati e delle linee guida da impiegare allo scopo di determinare la sicurezza delle attività operative a lungo termine nell’industria nucleare. Sicurezza Energia © Rudmer Zwerver, Shutterstock La sicurezza nelle centrali nucleari dipende dalla correttezza della gestione dei componenti in servizio e dall’innovazione nella progettazione di quelli futuri. Per verificare la sicurezza nel funzionamento a lungo termine, pertanto, vengono impiegate procedure per la valutazione della fatica sollecitata da fattori ambientali (EAF, environmentally assisted fatigue). L’ambiente in cui si trovano i reattori ad acqua pressurizzata (PRW) non è particolarmente aggressivo nei confronti delle tubazioni e dei contenitori in acciaio inossidabile utilizzati. Ciononostante, è comunque necessario constatare la loro resistenza a cedimenti indotti da EAF. Le lacune presenti nei dati disponibili implicano l’esistenza di un certo livello di incertezza nelle attuali procedure per la valutazione dell’EAF. Il progetto INCEFA-PLUS, finanziato dall’UE, ha affrontato queste lacune di comprensione consentendo a tali procedure di stimare il comportamento dei materiali in condizioni più vicine a quelle di normale funzionamento delle centrali nucleari di quanto ora possibile. I membri del consorzio hanno fornito nuovi dati sperimentali e linee guida di valutazione dei danni dovuti a EAF per un funzionamento a lungo termine sicuro e la creazione di centrali nucleari europee sicure ed efficienti. «Questi progressi nel campo della valutazione della fatica miglioreranno l’affidabilità delle previsioni volte a stimare la resistenza a tale fenomeno», afferma Kevin Mottershead, coordinatore del progetto. Un approccio standardizzato Attualmente, gli orientamenti per la determinazione dell’EAF in tutto il mondo vengono pubblicati nella relazione NUREG/CR-6909 emessa dalla Nuclear Regulatory Commission degli Stati Uniti. In Europa, vari programmi nazionali hanno come obiettivo lo sviluppo di proposte proprie, il che consente una maggiore efficienza operativa con una garanzia di sicurezza almeno equivalente. INCEFA-PLUS ha riunito questi programmi al fine di incrementare questa garanzia attraverso una maggiore affidabilità della valutazione intesa a stabilire la durata di vita. Nell’ambito di INCEFA-PLUS, 16 organizzazioni provenienti da tutta Europa hanno testato le leghe di acciaio inossidabile austenitico impiegate nelle centrali nucleari per determinare gli effetti esercitati da deformazione media, tempo di applicazione dello sforzo e rugosità dei materiali sulla resistenza alla fatica. La struttura cristallina dell’acciaio austenitico, una lega costituita da ferro, carbonio, cromo, nichel e altre leghe minori, impedisce ai materiali in acciaio di venire induriti dal calore. I dati sperimentali relativi all’acciaio inossidabile austenitico sono stati raccolti sia per ambienti atmosferici che per ambienti all’interno dei PWR per poi essere standardizzati in una banca dati online sulla fatica. È stato quindi sviluppato un formato standardizzato per i dati allo scopo di agevolare lo scambio dei dati sulla fatica e di garantirne un’acquisizione uniformemente in linea con le norme comuni di qualità. Tali dati costituiranno la base di una banca dati internazionale sulla fatica di qualità e affidabilità estremamente elevate in cui verranno inseriti tutti i dati storici a sostegno della relazione NUREG/CR-6909, provenienti principalmente da Giappone e Stati Uniti. Una collaborazione a livello internazionale Dato che i laboratori partner di INCEFA-PLUS hanno condotto test su un materiale comune in condizioni comuni, il progetto ha inoltre migliorato la comparabilità dei dati provenienti dai programmi dell’UE. La riduzione dell’incertezza in merito alle valutazioni consentirà di mantenere più facilmente il livello di sicurezza necessario nelle centrali elettriche. Il protocollo per lo svolgimento dei test potrebbe inoltre servire come base di un futuro standard ISO per le prove di fatica in ambienti idrici a temperature elevate. «I progressi previsti nella valutazione della fatica faranno avanzare la capacità di resistenza alla fatica al di là di quanto è attualmente possibile per quanto concerne il materiale studiato da INCEFA-PLUS», commenta Mottershead, che prosegue: «Ciò comporterà un miglioramento dell’affidabilità nelle previsioni volte a stabilire tale resistenza». Il progetto sarà seguito dall’iniziativa INCEFA-SCALE, che promette di sviluppare le migliori pratiche e i risultati di INCEFA-PLUS per fornire una comprensione meccanicistica dell’EAF. Tale comprensione potrebbe essere utilizzata per applicare i risultati laboratoriali in modo più affidabile sui componenti, così da incrementare ulteriormente le capacità di valutazione delle centrali. «Il significativo interesse internazionale dimostrato determinerà una stretta collaborazione con iniziative sia nell’Estremo Oriente, sia negli Stati Uniti», conclude Mottershead. Parole chiave INCEFA-PLUS, sicurezza, centrale nucleare, valutazione della fatica, NUREG/CR 6909, acciaio austenitico
