Tesis:
Aplicabilidad de la aproximación predictiva al fenómeno de erosión-corrosión en centrales nucleares
- Autor: PASCUAL VELAZQUEZ, Alfonso
- Título: Aplicabilidad de la aproximación predictiva al fenómeno de erosión-corrosión en centrales nucleares
- Fecha: 1998
- Materia: CORROSIÓN;CENTRALES NUCLEARES
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: MUÑOZ CAMACHO, Eugenio
- Resumen: La erosión-corrosión consiste en la erosión o destrucción de la capa de óxido que protege la superficie de la tubería por efecto del flujo de agua o de vapor húmedo, seguido de la corrosión debida a la formación de nuevos óxidos y la disolución del material desprotegido. Este fenómeno es común a todo tipo de plantas que emplean sistemas de tuberías de acero al carbono y de baja aleación que transportan agua y/o vapor húmedo, en especial en las plantas de generación eléctrica. Si bien la incidencia del fenómeno de erosión-corrosión se produce en todas estas instalaciones con mayor o menor extensión, es en las centrales nucleares donde sus repercusiones son más transcendentes, ya que los fallos producidos en los componentes degradados no sólo suponen accidentes que puedan afectar a la seguridad del personal y a la propia instalación, acarreando costosas paradas y reparaciones, sino también pueden provocar posibles escapes radiactivos al medio ambiente. Como consecuencia de esta problemática y principalmente a partir del accidente en la central nuclear de Surry 2 (1.986) en Estados Unidos, se comienza a estudiar a fondo el fenómeno de erosión-corrosión tanto para definir cuales son los parámetros que intervienen en el mismo como las posibles medidas a adoptar para solucionar la incidencia del fenómeno en los distintos sistemas de las centrales. Las investigaciones realizadas han permitido definir que los factores que influyen en el impacto de la erosión-corrosión son los que se enumeran a continuación: 1. Características y propiedades del material (principalmente la composición química del acero). 2. Características físico-químicas del agua (temperatura, ph, concentración de oxígeno). 3 Condiciones hidrodinámicas del fluido (velocidad, flujo). 4. Geometría del componente y tiempo de exposición. Otra vía de investigación ha sido el desarrollo de modelos predictivos del fenómeno de erosión-corrosión con el objetivo de prever el grado de desgaste de los distintos componentes de las tuberías. En España, a través de los grupos de propietarios, se optó por uno de dichos modelos predictivos, en forma de programa informático comercial, a fin de asegurar el mantenimiento del espesor requerido de las paredes de los distintos componentes. Los trabajos recogidos en esta tesis se han centrado en el estudio del comportamiento de las predicciones realizadas por el programa predictivo frente a la evolución real del fenómeno. Para el estudio del comportamiento del programa predictivo se han comparado las previsiones de tasas de desgaste realizadas por el programa con las tasas originadas a partir de las medidas de espesor llevadas a cabo en la central nuclear que con mayor intensidad ha aplicado el programa predictivo, y que más inspecciones de espesor ha realizado desde su puesta en funcionamiento. Las medidas de espesor realizadas se han llevado a cabo mediante ensayos no destructivos, y más concretamente mediante la técnica de ultrasonidos, debido a la necesaria conservación de la integridad del componente inspeccionado requerida por su funcionalidad. Se ha estudiado la influencia de los principales parámetros que intervienen en el fenómeno de erosión-corrosión (temperatura, ph, concentración de oxígeno y tiempo de exposición o funcionamiento) de acuerdo con la modelización adoptada y su comportamiento con respecto a las medidas de espesor realizadas en las líneas seleccionadas para el estudio. Debido a que la realimentación del programa predictivo se lleva cabo con un único valor de espesor mínimo medido, se hace necesario para un adecuado control del fenómeno de erosión-corrosión tener un sistema de gestión de las medidas de espesor, el cual permita en cada momento la selección más correcta posible del valor de espesor a introducir en el programa predictivo. No obstante la utilización del programa predictivo permite tener una visión previa de la incidencia del fenómeno de erosión-corrosión de forma que se tiene una aproximación cualitativa que permite afrontar el problema preventivamente. En el caso de centrales con varios ciclos de operación la aplicación del programa predictivo requiere una adaptación tanto del programa como de la propia central, que será más laboriosa cuanto mayor sea la dispersión de la información a incluir al programa. En ambos casos una vez que se tiene ajustado el programa predictivo y se ha implementado un sistema de gestión de las medidas de espesor adecuado, el seguimiento a través de un plan de vigilancia del fenómeno de erosión-corrosión es relativamente sencillo y se podría decir que el fenómeno se encuentra controlado