Características mecánicas y metalúrgicas de las uniones disimilares con buttering en el sector nuclear

Abstract

Las uniones para materiales de gran espesor son frecuentes en la fabricación de componentes a presión para la industria nuclear, y, aunque han sido ampliamente estudiadas y referenciadas por los códigos de fabricación,cuando dichas uniones se realizan con un material previamente plaqueado (con un revestimiento por soldadura), funcionando como “buttering”, su tratamiento no viene descrito en los códigos anteriores ni existe bibliografía al respecto. Por ello, su cualificación y estudio queda a la interpretación del fabricante. Se entiende como “buttering” la capa de transición entre dos materiales disimilares. Es necesario remarcar que dentro de la construcción de equipos a presión de uso nuclear, debido al elevado coste de determinados materiales frecuentemente impuestos por el diseñador, el fabricante se ve obligado a realizar uniones y recubrimientos entre materiales disimilares, siendo las uniones al acero al carbono-acero inoxidable las más comunes. Es de vital importancia, por tanto, la correcta caracterización mecánica y metalúrgica de la soldadura y su comportamiento dentro del conjunto global del componente. En la mayoría de los casos, la ausencia de referencias bibliográficas y normativas carece de importancia, puesto que las uniones tienen un comportamiento suficientemente resistente. Sin embargo, bajo determinadas circunstancias, la interfase entre el plaqueado/buttering y el material base puede desarrollar un comportamiento frágil, bien por las características químicas y metalúrgicas de los materiales, bien por las restricciones geométricas a las que está sometido. El objetivo de la Tesis es analizar las características metalúrgicas y mecánicas de la unión e identificar los factores de riesgo de formación de uniones frágiles. En concreto, se estudiará la unión, mediante una aleación de base níquel, entre una placa de igual composición a la aleación empleada en la unión con un acero forjado de baja aleación recubierto con un acero inoxidable de composición química equivalente a 304L. Análogamente se procede al estudio de la interfase entre el acero forjado y su revestimiento inoxidable, en concreto a su tendencia a adoptar un comportamiento frágil y las posibles medidas, dentro de lo permitido por los códigos de fabricación, a tomar para minimizar o evitar dichos riesgos. De cara a una correcta caracterización se realizará un estudio de las soldaduras y su caracterización mediante ensayos mecánicos y metalográficos.