Caracterización microestructural de aleaciones de Zr-2.5Nb mediante el tratamiento estadístico de micrografías

Abstract

La Central Nuclear Embalse (CNE) es un reactor del tipo CANada Deuterium Uranium (CANDU). Los tubos de presión del reactor CANDU están hechos de una aleación de Zr-2.5Nb. Esta aleación tiene una estructura bifásica αZr+βNb, siendo la fase α-Zr la fase mayoritaria. Uno de los criterios de aceptación para los tubos de presión de aleación Zr-2.5Nb de la CNE se basa en el ancho de fase α-Zr. Esta medida se realiza mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y se mide manualmente mediante software, tomando un promedio de 2500 medidas por muestra. En este trabajo se desarrolló un método de medición de ancho de fase semiautomático mediante el análisis de imágenes, superponiendo grillas a distintos ángulos y procesando los datos obtenidos mediante un método basado en datos experimentales e indicadores estadísticos, con el fin de minimizar la influencia del factor humano. Se sometió a los métodos desarrollados a pruebas estadísticas a fin de comprobar su bondad de ajuste y robustez, demostrando que el método desarrollado es robusto y cumple con los criterios establecidos de precisión y veracidad, lo cual lo convierte en un método posible de ser utilizado a futuro de manera rutinaria para la medición del ancho de fase α-Zr.

The Embalse Nuclear Power Plant (CNE) is a CANada Deuterium Uranium (CANDU) type reactor. CANDU reactor pressure tubes are made of Zr-2.5Nb alloy. This alloy has a biphasic αZr+βNb structure, with the α-Zr phase being the majority phase. One of the CNE's acceptance criteria for Zr-2.5Nb alloy pressure tubes is based on the α-Zr phase width. This measurement is made by scanning electron microscopy (SEM) and is manually measured by software, taking an average of 2500 measurements per sample. In this work, a semi-automatic phase width measurement method was developed through image analysis, superimposing grids at different angles and processing the data obtained through a method based on experimental data and statistical indicators, in order to minimize the influence of the human factor. The developed methods were subjected to statistical tests in order to verify their goodness of fit and robustness, demonstrating that the developed method is robust and meets the established criteria of precision and veracity, which makes it a possible method to be used at routinely for the measurement of the α-Zr phase width.