¿Por qué se utiliza acero inoxidable dúplex en los sistemas de agua de refrigeración de las centrales nucleares?
Como fuente de energía limpia, la energía nuclear contribuye de manera importante a la reducción de las emisiones de carbono en todo el mundo. El sistema de tuberías de agua de refrigeración es la clave para el funcionamiento seguro de una central nuclear. Consta de miles de pies de tuberías de diversos diámetros y tamaños. Proporciona un suministro de agua fiable para la refrigeración de los equipos de la planta. El sistema de tuberías que no es de seguridad debe proporcionar suficiente agua de refrigeración para enfriar la planta, mientras que el sistema de seguridad debe proporcionar suficiente agua de refrigeración para controlar el reactor y apagarlo de forma segura en caso de una emergencia.
Estos materiales de tubería deben ser resistentes a la corrosión del agua de refrigeración durante toda la vida útil del equipo. Dependiendo de la ubicación de la planta, el tipo de agua de refrigeración puede variar desde agua dulce relativamente limpia hasta agua de mar contaminada. La experiencia ha demostrado que a medida que los sistemas envejecen, pueden ocurrir una variedad de problemas de corrosión y diversos grados de corrosión, dañando el sistema e impidiendo que proporcione el agua de refrigeración requerida.
Los problemas con las tuberías de agua de refrigeración a menudo involucran materiales y sus interacciones con el agua de refrigeración. Las fugas por incrustaciones (obstrucción) y la corrosión del sistema son los problemas más comunes, incluida la acumulación de sedimentos, la adhesión biológica marina (bioincrustaciones), la acumulación de productos de corrosión y el bloqueo de materias extrañas. Las fugas suelen ser causadas por corrosión microbiana (MIC), que es una corrosión muy corrosiva causada por ciertos microorganismos en el agua. Esta forma de corrosión ocurre frecuentemente en acero al carbono y acero inoxidable de baja aleación.
El acero inoxidable se ha considerado durante mucho tiempo una opción viable para construir nuevos sistemas de tuberías de suministro de agua y para reparar o reemplazar sistemas de acero al carbono existentes. El acero inoxidable que se utiliza habitualmente en las soluciones de mejora de tuberías es el acero inoxidable 304L, 316L o 6%-Mo. Acero inoxidable 316L y 6% Mo con grandes diferencias en rendimiento y precio. Si el medio de enfriamiento es agua sin tratar, que es altamente corrosiva y conlleva riesgo de corrosión microbiana, 304L y 316L no son opciones adecuadas. Como resultado, las plantas nucleares han tenido que actualizarse al acero inoxidable 6%-Mo o aceptar los altos costos de mantenimiento de los sistemas de acero al carbono. Algunas centrales nucleares todavía utilizan tuberías de revestimiento de acero al carbono debido al menor costo inicial. Según ASTM A240, los sistemas de tuberías de suministro de agua industriales suelen estar hechos de acero inoxidable:
| Los grados | UNS | C | norte | cr | Ni | Mes | Cu |
| 304L | S30403 | 0.03 | / | 18.0-20.0 | 8.0-12.0 | / | / |
| 316L | S31603 | 0.03 | / | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.0-3.0 | / |
| 6%Mo | N08367 | 0.03 | 0.18-0.25 | 20.0-22.0 | 23.0-25.0 | 6.0-7.0 | 0.75 |
| 2205 | S32205 | 0.03 | 0.14-0.2 | 22.0-23.0 | 4.5-6.5 | 3.0-3.5 | / |
El acero inoxidable dúplex 2205 resultó ser una excelente opción. La central nuclear Catawba de Duke Power en Carolina del Sur es la primera central nuclear que utiliza acero inoxidable de doble fase 2205 (UNS S32205) en sus sistemas. Este grado contiene aproximadamente 3,2% de molibdeno y tiene una resistencia a la corrosión mejorada y una resistencia a la corrosión microbiana significativamente mejor que los aceros inoxidables 304L y 316L.
La tubería de revestimiento de acero al carbono en la parte superficial del sistema de tuberías que transporta el agua de suministro a la torre de enfriamiento del condensador principal fue reemplazada por tubería de acero inoxidable dúplex 2205.
El nuevo reemplazo 2205 En 2002 se instaló una tubería de acero inoxidable dúplex. La tubería tiene 60 metros de largo, 76,2 cm y 91,4 cm de diámetro, y el espesor de la pared de la tubería es de 0,95 cm. El sistema especificado de acuerdo con ASME B31.1 Tuberías de energía, que es uno de los códigos de gestión para el uso seguro de los sistemas de tuberías de centrales eléctricas y se usa ampliamente en el mundo. Después de 500 días de servicio, el sistema fue inspeccionado minuciosamente. Durante la inspección no se encontraron incrustaciones ni corrosión. El acero inoxidable dúplex 2205 funcionó muy bien. Las tuberías de acero inoxidable 2205 han funcionado bien durante más de una década desde su instalación. Basándose en esta experiencia, Duke Power ha utilizado 2205 tubos de acero inoxidable dúplex en otras partes de su sistema.
Interno de tubería 2205 después de 500 días de uso.
Los diseñadores de sistemas de agua de centrales nucleares tienen ahora una opción más a la hora de elegir materiales de tuberías para agua de refrigeración resistente a la corrosión. La aplicación exitosa del acero inoxidable dúplex 2205 puede reducir los costos de mantenimiento, reducir el tiempo de inactividad y garantizar la seguridad operativa de las centrales nucleares.
