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Tubería de acero inoxidable dúplex para energía nuclear Sistema de agua de enfriamiento

Como energía limpia, la energía nuclear es un contribuyente importante a la reducción global de las emisiones de carbono y puede desempeñar un papel más importante en el futuro. La tubería de acero inoxidable dúplex para el sistema de agua de refrigeración es el futuro.

El factor clave para el funcionamiento seguro de las centrales nucleares es el sistema de tuberías de agua de refrigeración. Este complejo sistema contiene miles de pies de tuberías con diámetros que varían de grandes a pequeños, y su función es proporcionar un suministro de agua confiable para el enfriamiento de los equipos de las centrales nucleares.

Por lo general, hay un sistema operativo que no es de nivel de seguridad y un sistema de emergencia de nivel de seguridad. Los sistemas de tuberías que no son de grado de seguridad deben proporcionar suficiente agua de enfriamiento para el enfriamiento normal de los equipos de energía nuclear. El sistema de nivel de seguridad debe proporcionar suficiente agua de enfriamiento para mantener el reactor bajo control y apagarlo de manera segura en caso de emergencia. Los materiales de las tuberías utilizados en estos sistemas deben ser resistentes a la corrosión por agua de refrigeración durante toda la vida útil del equipo.

Dependiendo de la ubicación de la central nuclear, los tipos de agua de refrigeración varían desde agua dulce relativamente limpia hasta agua de mar contaminada. Por lo tanto, el grado de corrosión de los materiales de las tuberías varía mucho. La experiencia ha demostrado que a medida que el sistema envejece, pueden ocurrir varios problemas de corrosión. Si no se resuelve, dañará el sistema y evitará que proporcione el agua de refrigeración necesaria.


Materiales y problemas del sistema de agua de refrigeración.

Las fugas causadas por incrustaciones (bloqueos) y corrosión del sistema de tuberías de agua de refrigeración son el problema más común. Las siguientes condiciones a menudo conducen a incrustaciones: acumulación de sedimentos, organismos marinos (bioincrustaciones), acumulación de productos de corrosión y obstrucción de cuerpos extraños.

Escalado dentro de las tuberías de acero al carbono
Escalado dentro de las tuberías de acero al carbono

Los problemas de fugas generalmente son causados por corrosión microbiológica (MIC). MIC es una forma de corrosión muy agresiva causada por ciertos microorganismos en el agua. El acero al carbono y el acero inoxidable de baja aleación a menudo experimentan esta forma de corrosión.

La mayoría de las plantas de energía nuclear que operan en América del Norte utilizan sistemas de tuberías de acero al carbono, a veces recubiertos o revestidos con cemento o caucho. Debido a problemas de confiabilidad, es necesario un monitoreo continuo y los costos de mantenimiento son altos.

Como resultado, muchas unidades han reemplazado las tuberías de acero al carbono con materiales más resistentes a la corrosión. Para cumplir con la vida útil de diseño de la nueva central nuclear de más de 60 años, se considerará el uso de materiales de mejor desempeño.

El acero inoxidable siempre se ha considerado una opción viable para construir nuevos sistemas de tuberías de suministro de agua y reparar o reemplazar los sistemas de acero al carbono existentes.

El acero inoxidable comúnmente utilizado en el programa de actualización de tuberías es el acero inoxidable 304L, 316L o 6% Mo. La brecha de rendimiento y precio entre el acero inoxidable 316L y 6% Mo es grande.

Si el medio de enfriamiento es agua sin tratar, que es altamente corrosiva y tiene el riesgo de corrosión microbiana, 304L y 316L no son opciones adecuadas.

Por lo tanto, las plantas de energía nuclear deben actualizarse al acero inoxidable 6% Mo o aceptar los altos costos de mantenimiento de los sistemas de acero al carbono. Algunas plantas de energía nuclear todavía usan tuberías revestidas de acero al carbono debido a los costos iniciales más bajos.

El rango de composición química del acero inoxidable comúnmente utilizado en sistemas de tuberías de suministro de agua industrial.
El rango de composición química del acero inoxidable comúnmente utilizado en sistemas de tuberías de suministro de agua industrial.

El acero inoxidable dúplex 2205 resultó ser una buena opción

La planta de energía nuclear Catawba de Duke Energy en Carolina del Sur, EE. UU. Es la primera planta de energía nuclear en utilizar dúplex 2205 (UNS S32205) acero inoxidable dúplex en su sistema.

Este grado de proveedor de accesorios de tubería de acero inoxidable contiene aproximadamente 3.2% de molibdeno, que mejora la resistencia a la corrosión y es significativamente mejor que el acero inoxidable 304L y 316L.

El sistema de tuberías que transporta el agua de reposición a la torre de enfriamiento del condensador principal. Los tubos revestidos de acero al carbono sobre el suelo se reemplazan por 2205 tubos de acero inoxidable dúplex.

Tubería de acero inoxidable dúplex de gran diámetro 2205 instalada en central nuclear
Tubería de acero inoxidable dúplex de gran diámetro 2205 instalada en central nuclear

Después de que la tubería se utilizó durante 500 días, se inspeccionó minuciosamente el sistema. Durante la inspección, no se encontraron signos de incrustaciones o corrosión. El rendimiento del acero inoxidable dúplex 2205 es muy bueno.

Durante más de diez años desde la instalación, las tuberías de acero inoxidable 2205 han funcionado bien. Con base en esta experiencia, Duke Energy ha utilizado tubería de acero inoxidable dúplex 2205 en otras partes de su sistema.

Corrosión interna de la tubería 2205 después de 500 días
Corrosión interna de la tubería 2205 después de 500 días

Ahora, hay una opción más en tubería de acero inoxidable dúplex para el sistema de agua de refrigeración. La aplicación exitosa del acero inoxidable dúplex puede reducir los costos de mantenimiento, reducir el tiempo de inactividad y garantizar el funcionamiento seguro de las centrales nucleares.

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