Corrosão em pás de bomba de metal líquido por sais fundidos

Uma falha catastrófica em uma bomba de metal líquido dentro de um reator de sais fundidos revelou um padrão de corrosão acelerada nas pás do impulsor. Os sais em alta temperatura, combinados com esforços mecânicos cíclicos, provocaram uma degradação prematura do material. Este caso exemplifica os desafios de fadiga em ambientes extremos, onde a sinergia entre ataque químico e tensão mecânica acelera a vida útil dos componentes.

Simulação CFD e análise de tensões para prever falhas 🔬

Para abordar este problema, foi empregado um fluxo de trabalho multidisciplinar. Primeiro, modelou-se a dinâmica de fluidos computacional (CFD) com Ansys CFX para simular o padrão de fluxo do metal líquido e a distribuição de temperatura sobre a superfície da pá. Os resultados revelaram zonas de alta velocidade e recirculação onde os sais se concentram. Posteriormente, a carga térmica e de pressão foi importada para um modelo de elementos finitos no Siemens NX para calcular as tensões equivalentes. A sobreposição dessas zonas de alta tensão com as áreas de maior concentração de sais identificou os pontos críticos de iniciação da corrosão-fadiga.

Visualização 3D e validação com ensaios reais 🛠️

A reconstrução tridimensional do desgaste por meio do Volume Graphics permitiu comparar o perfil de erosão simulado com a pá falhada real. A correlação foi superior a 85%, validando o modelo preditivo. Esta metodologia demonstra que a integração de CFD e análise de tensões não apenas explica a falha, mas permite redesenhar a geometria da pá para reduzir os pontos de estagnação de sais, prolongando a vida útil do componente em condições de operação extrema.

Quais propriedades de material você atribuiria?