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Tubo de aço inoxidável duplex para energia nuclear Sistema de água de resfriamento

Como uma energia limpa, a energia nuclear é um grande contribuinte para a redução global das emissões de carbono e pode desempenhar um papel mais importante no futuro. Tubo duplex de aço inoxidável para sistema de água de resfriamento é o futuro.

O fator chave para a operação segura de usinas nucleares é o sistema de tubulação de água de resfriamento. Este complexo sistema contém milhares de metros de tubos com diâmetros variando de grande a pequeno, e sua função é fornecer abastecimento de água confiável para o resfriamento de equipamentos de usinas nucleares.

Geralmente, há um sistema operacional com nível de segurança e um sistema de emergência com nível de segurança. Os sistemas de tubulação não seguros devem fornecer água de resfriamento suficiente para o resfriamento normal do equipamento de energia nuclear. O sistema de nível de segurança deve fornecer água de resfriamento suficiente para manter o reator sob controle e desligar com segurança em caso de emergência. Os materiais da tubulação usados nesses sistemas devem ser resistentes à corrosão por água de resfriamento durante toda a vida útil do equipamento.

Dependendo da localização da usina nuclear, os tipos de água de resfriamento variam de água doce relativamente limpa a água do mar poluída. Portanto, o grau de corrosão dos materiais da tubulação varia muito. A experiência mostra que, à medida que o sistema envelhece, podem ocorrer vários problemas de corrosão. Se não for resolvido, isso causará danos ao sistema e impedirá que ele forneça a água de resfriamento necessária.


Materiais e problemas do sistema de água de resfriamento

O vazamento causado por incrustação (bloqueio) e corrosão do sistema de tubulação de água de resfriamento é o problema mais comum. As seguintes condições geralmente levam à incrustação: acúmulo de sedimentos, organismos marinhos (bioincrustação), acúmulo de produtos de corrosão e entupimento de corpos estranhos.

Dimensionamento dentro de tubos de aço carbono
Dimensionamento dentro de tubos de aço carbono

Os problemas de vazamento são geralmente causados por corrosão microbiológica (MIC). MIC é uma forma muito agressiva de corrosão causada por certos microorganismos na água. O aço carbono e o aço inoxidável de baixa liga freqüentemente sofrem essa forma de corrosão.

A maioria das usinas nucleares em operação na América do Norte usava sistemas de tubulação de aço carbono, às vezes revestidos ou revestidos com cimento ou borracha. Devido a problemas de confiabilidade, o monitoramento contínuo é necessário e os custos de manutenção são altos.

Como resultado, muitas unidades substituíram os tubos de aço carbono por materiais mais resistentes à corrosão. A fim de cumprir a vida útil do projeto da nova usina nuclear de mais de 60 anos, o uso de materiais de melhor desempenho será considerado.

O aço inoxidável sempre foi considerado uma opção viável para construir novos sistemas de tubulação de abastecimento de água e reparar ou substituir os sistemas existentes de aço carbono.

O aço inoxidável comumente usado no programa de atualização do duto é o aço inoxidável 304L, 316L ou 6% Mo. A diferença de desempenho e preço entre o aço inoxidável 316L e 6% Mo é grande.

Se o meio de resfriamento for água não tratada, que é altamente corrosiva e apresenta risco de corrosão microbiana, 304L e 316L não são escolhas adequadas.

Portanto, as usinas nucleares precisam ser atualizadas para o aço inoxidável 6% Mo ou aceitar os altos custos de manutenção dos sistemas de aço carbono. Algumas usinas nucleares ainda usam tubos revestidos de aço carbono por causa dos custos iniciais mais baixos.

A faixa de composição química do aço inoxidável comumente usada em sistemas de tubulação de abastecimento de água industrial
A faixa de composição química do aço inoxidável comumente usada em sistemas de tubulação de abastecimento de água industrial

2205 duplex de aço inoxidável provou ser uma boa escolha

A Usina Nuclear Catawba da Duke Energy na Carolina do Sul, EUA, é a primeira usina nuclear a usar duplex 2205 (UNS S32205) aço inoxidável duplex em seu sistema.

Esta nota de fornecedor de acessórios para tubos de aço inoxidável contém cerca de 3,2% molibdênio, o que melhora a resistência à corrosão e é significativamente melhor do que o aço inoxidável 304L e 316L.

O sistema de tubulação que transporta a água de reposição para a torre de resfriamento do condensador principal. Os tubos revestidos de aço carbono acima do solo são substituídos por 2205 tubos de aço inoxidável duplex.

Tubo de aço inoxidável duplex 2205 de grande diâmetro instalado em usina nuclear
Tubo de aço inoxidável duplex 2205 de grande diâmetro instalado em usina nuclear

Depois que o duto foi usado por 500 dias, o sistema foi completamente inspecionado. Durante a inspeção, não foram encontrados sinais de incrustação ou corrosão. O desempenho do aço inoxidável 2205 duplex é muito bom.

Por mais de dez anos, desde a instalação, 2205 tubos de aço inoxidável têm apresentado um bom desempenho. Com base nessa experiência, a Duke Energy usou tubulação de aço inoxidável duplex 2205 em outras partes de seu sistema.

Corrosão interna de 2205 oleoduto após 500 dias
Corrosão interna de 2205 oleoduto após 500 dias

Agora, há mais uma escolha em tubo duplex de aço inoxidável para sistema de água de resfriamento. A aplicação bem-sucedida do aço inoxidável duplex pode reduzir os custos de manutenção, reduzir o tempo de inatividade e garantir a operação segura das usinas nucleares.

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