TESIS INSTITUTO SABATO

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Examinando TESIS INSTITUTO SABATO por Materia "ACEROS AUSTENITICOS"

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    Determinación in situ del grado de sensibilizado de aceros inoxidables austeníticos
    (Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto Sabato) Altamirano, Pablo; Kappes, Mariano; Rodríguez, Martín; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto Sabato
    El objetivo del presente trabajo es retomar la idea original de aplicación in situ de una técnica electroquímica, para evaluar en forma no destructiva el estado de sensibilizado de aceros inoxidables austeníticos a componentes de equipos y/o instalaciones. Para ello se toma como base el método DL-EPR, y se analizan las modificaciones necesarias, tanto al método como al dispositivo experimental utilizado, para trasladar su aplicación habitual en laboratorio a mediciones en campo. En este método se realiza un barrido de potencial en sentido noble, desde el potencial de corrosión (Ecorr), hasta un potencial de pasividad predeterminado. Luego se invierte el sentido de barrido de potenciales, que pasa a ser en dirección activa. El barrido finaliza al llegar al valor inicial de Ecorr. La relación entre el pico de corriente de reactivación (Ir), obtenido en el barrido catódico (curva de vuelta), y el pico de corriente de activación (Ia), que se obtiene en el barrido anódico (curva de ida), se utiliza como parámetro para evaluar el estado de sensibilizado del material. La solución utilizada para la medición de DL-EPR en aceros inoxidables austeníticos contiene ácido sulfúrico e iones tiocianatos y usualmente se prepara inmediatamente antes de ser utilizada. A la vez, la determinación en laboratorio se suele efectuar desoxigenando mediante burbujeo de nitrógeno. Esto resulta poco práctico a la hora de efectuar una medición in situ, sería conveniente utilizar la solución preparada de antemano y en condiciones de aireación natural. Por lo tanto, se estudió la influencia del contenido de oxígeno en la solución y el efecto del envejecimiento de la solución sobre la relación Ir/Ia medida. Los ensayos se realizaron en acero inoxidable austenítico tipo AISI 304 (UNS S30400) y AI-SI 303 (UNS S30300). Ambas aleaciones tienen similares contenidos de Cr, pero el 303 posee contenidos superiores de P y S, a fin de mejorar la maquinabilidad. Utilizando estos aceros, se efectuaron diferentes tratamientos térmicos, a fin de obtener distintos estados de sensibilizado del material. Se varió el porcentaje de trabajado en frío del acero inoxidable 304, a fin de determinar su influencia en los resultados de la medición electroquímica. El acero inoxidable 303 posee mayor contenido de inclusiones, lo cual permitió estudiar la influencia de estas segundas fases en los resultados del ensayo. Por último, se desarrolló una celda electroquímica simple y de bajo costo, que puede fijarse en superficies planas y curvas, tanto horizontales como verticales. Como resultado de la tesis se concluye que:- Es posible discriminar entre aceros inoxidables sensibilizados y no sensibilizados efectuando mediciones de DL-EPR en condiciones naturales de aireación.- La solución utilizada en la medición puede ser almacenada por un periodo de tiempo de hasta cuatro semanas sin que ello afecte a la evaluación del estado de sensibilizado.- El contenido de inclusiones modifica los valores de los picos de reactivación de materiales no sensibilizados en las curvas de DL-EPR, incidiendo directamente sobre la evaluación de sensibilizado. Este efecto puede derivar en falsos positivos. Sin embargo, si se cuenta con muestras testigo de un componente, o si se efectúa una medición previo a la puesta en servicio, es posible aplicar la técnica en forma comparativa, a fin de determinar si hubo sensibilizado del componente durante el servicio. En el caso que se desconozca el estado metalúrgico previo del acero inoxidable o no se cuente con muestras testigo, el falso positivo alerta sobre una susceptibilidad del material y justifica la realización de otros análisis, para hacer una caracterización más detallada del estado de situación. - Con los niveles de deformación en frío utilizados se detectó una disminución en el pico de reactivación de las curvas de DL-EPR, incidiendo sobre la relación Ir/Ia. El efecto no fue suficiente para modificar la categorización respecto del estado de sensibilizado previo al trabajado en frío.- Fue posible construir celdas de medición, que cumplan con la función requerida, a un bajo costo y con la suficiente versatilidad para amoldarse a las diferentes geometrías de los componentes de equipos y/o instalaciones a analizar. Para ello se utilizaron materiales disponibles en el laboratorio, como tubos tipo falcon comerciales, y se fabricaron accesorios de sujeción mediante impresión 3D. Estas conclusiones promueven el uso de mediciones de DL-EPR in situ para determinar el estado de sensibilizado de aceros inoxidables austeníticos tipo 304 en forma no destructiva y alientan el estudio de factibilidad para la aplicación de la técnica en otros materiales de interés tecnológico.