Prove di corrosione su materiali strutturali ricoperti in piombo stagnante

Uno dei principali problemi nello sviluppo dei Reattori Nucleari Veloci di IV Generazione raffreddati a piombo liquido è la compatibilità delle strutture di acciaio con il metallo liquido. Infatti gli acciai strutturali, quando vengono posti a contatto con il piombo liquido, sono soggetti a fenomeni corrosivi dovuti essenzialmente alla dissoluzione nel piombo degli elementi chimici dell’acciaio (Fe, Cr ed in particolare Ni). Uno degli obiettivi dell’AdP ENEA-MSE è lo studio del comportamento degli acciai austenitici 15-15Ti(Si) e AISI316L e dell’acciaio ferritico/martensitico T91 in relazione alla corrosione da piombo liquido stagnante, in quanto essi fanno parte attualmente degli acciai strutturali di riferimento per il dimostratore ALFRED. Questa analisi viene inoltre effettuata per i medesimi acciai ricoperti con TiN, Ta e altri composti a base di Al. Nel caso degli acciai ricoperti ci si prefigge anche di valutare sia l’efficacia del ricoprimento come barriera anticorrosiva, sia la bontà della sua tecnica di fabbricazione. Per effettuare questo studio gli acciai, sia nudi che ricoperti, vengono sottoposti a test in piombo liquido in condizioni sia di alto (saturazione) che di basso ossigeno, per verificare nelle due diverse condizioni l’influenza dell’ossigeno sulla loro resistenza alla corrosione, in quanto il tenore di ossigeno influenza la passivazione delle superfici metalliche e quindi la loro attitudine alla dissoluzione. In questo report sono in primo luogo descritti i risultati della osservazione al microscopio di diversi campioni di acciai ricoperti con TiN, FeAl e FeCrAl tramite tecnica PVD. Infine, sono illustrati i risultati di prove di corrosione dell’acciaio 15-15Ti(Si), sia nudo che ricoperto con TiN, in piombo liquido stagnante a 550°C e con alto tenore di ossigeno disciolto, per 2000 ore di esposizione.