La Aleación 617 pasa la prueba

El Laboratorio Nacional de Idaho (INL, por sus siglas en inglés) ha anunciado la aprobación para que un nuevo metal de alta temperatura se convierta en un estándar de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos ( ASME , por sus siglas en inglés), y esta es una buena noticia para las plantas de energía nuclear. La Aleación 617 está conformada por una combinación de níquel, cromo, cobalto y molibdeno, y se podrá utilizar en las plantas de energía nuclear avanzadas del mañana, ya que permite operar a mayor temperatura.

Tomó 12 años y una inversión de 15 millones de dólares del Departamento de Energía lograr que esta aleación pudiera agregarse al Código ASME de Calderas y Presión . La ASME –la cual fue establecida en 1880 y ha crecido hasta llegar a los 100 mil miembros– es una fuente de estándares reconocida mundialmente y confiable que se utiliza en todo el mundo.

De acuerdo con lo anunciado por el laboratorio , los materiales de alta temperatura permitidos anteriormente no pudieron ser usados por encima de los 750 ºC (alrededor de 1,380 F). Sin embargo, el nuevo metal certificado puede utilizarse en diseño y construcción hasta los 950ºC (cerca de 1,750 F), lo cual podría permitir nuevos conceptos de temperatura más alta.

Es interesante que hasta ahora sea reconocido en el código nuclear ASME, ya que brinda una estabilidad metalúrgica superior entre los 1100 y 1400 F. Entonces, ¿por qué tardó tanto en ser aprobado? Uno de los científicos del laboratorio describe que, además de la extensa investigación y el proceso de votación, es un asunto de física:

“Con relación a la física… el problema tiene que ver con la fluencia, que es la tendencia de una sustancia a cambiar de forma con el tiempo. La fluencia solo se convierte en un problema aproximadamente a partir de la mitad del punto de fusión de un material. La falta de fluencia explica por qué un auto puede permanecer en el camino sin que el metal se deforme.

Pero a mayores temperaturas, la fluencia ocurre, y eso será un factor en los nuevos proyectos de reactores. A diferencia de los reactores de agua ligera que operan alrededor de 290 ºC (cerca de 540 F), los nuevos reactores de sal fundida, alta temperatura, refrigerados por gas o por sodio, funcionarán a temperaturas dos o tres veces más altas. Por lo tanto, determinar qué pasa con la Aleación 617 después de un tiempo a una temperatura determinada era crítica. “

El científico también explica que las propiedades que dependen del tiempo pueden ser engañosas a la hora de medirlas y entenderlas… y las pruebas pueden tomar años.

Por supuesto, los fabricantes de la Aleación 617 tendrán que asegurarse de que la “fórmula” es correcta y que solo las aleaciones hechas con las especificaciones exactas salgan a la luz. Esto puede ser un tanto complicado, ya que con cada innovación en un material, en potencia surgen productos grandiosos, pero también una lista de retos analíticos. Con la gran cantidad de aleaciones utilizadas en la industria, la confirmación de la composición química utilizando fluorescencia con rayos X (XRF) es una tecnología probada para el análisis de elementos de aleaciones especiales, el cual se usa para garantizar que están combinando las aleaciones correctamente, en los porcentajes correctos, y que el material final cumpla con las especificaciones de fabricación precisas.

He visto varias veces esta aleación particular en el sector. En forma de soldadura, el Inconel 617 se utiliza solo en aplicaciones de calentadores de alta temperatura. Es un estupendo material con una base de níquel y agregados de cromo, cobalto, titanio y aluminio, especialmente útil para soldar aleaciones de níquel, tales como Inco 800HT , aleaciones HP y 25-35. Los agregados de aluminio y cromo incrementan la resistencia a la oxidación a altas temperaturas; el cobalto y el molibdeno ayudan al fortalecimiento de la solución sólida. Por lo tanto, la tecnología XRF puede ser clave para ayudar a garantizar que el material esté hecho de acuerdo a las especificaciones.

Los analizadores XRF portátiles son herramientas indispensables para ayudar a garantizar que se utilicen las mezclas correctas en los porcentajes correctos, ya que incluso pequeñas variaciones en la receta pueden hacer que las piezas salgan defectuosas. (Lea sobre cómo la tecnología de fluorescencia con rayos X (XRF) está siendo adoptada cada vez más para identificar materiales desconocidos y para verificar la composición de los materiales durante todo el proceso de desarrollo y de fabricación de productos automotrices).

Estas son buenas noticias para la industria de la energía nuclear. De acuerdo con la Asociación Mundial Nuclear (WNA, por sus siglas en inglés), cerca de 55 reactores de energía están siendo construidos actualmente en 15 países, entre los que destacan China, India, Rusia y los Emiratos Árabes Unidos. Más de 100 reactores de energía ya han sido encargados o están planeados, y otros 300 más están en proyecto. La WNA señala que la mayoría de los reactores planeados actualmente están en la región de Asia con economías de rápido crecimiento y con un aumento acelerado en la demanda de electricidad.

De acuerdo con la WNA, la mayoría de las plantas de energía nuclear tenían en teoría un tiempo de vida operativa de 25 a 40 años, pero las evaluaciones de ingeniería han determinado que muchas pueden operar por más tiempo.

Una razón más para asegurarnos de que la fluencia no es un problema.