Metodi innovativi per il Controllo Qualita' dei metalli a rischio di Infragilimento da Idrogeno

La presente tesi si inserisce all’interno di un’attività di ricerca svolta presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale (DICI) in collaborazione con l’azienda spin-off dell’Università di Pisa, Letomec Srl; finalizzata allo sviluppo di un metodo innovativo per lo studio della diffusione dell’idrogeno nelle leghe ferrose. In particolare l’obiettivo di questo lavoro è stato quello di sviluppare un sistema software (Helios_v1) che integrasse in un solo programma tutti i codici sviluppati in precedenza per la riproduzione del problema diffusivo, in presenza di trappole, nelle condizioni sperimentali di maggior interesse e di ampliarne l’applicabilità a casi che prevedessero provini di geometrie diverse, composti da strati aventi diverse proprietà fisiche e caratterizzati da parametri relativi alle trappole variabili lungo lo spessore. Questo allo scopo ultimo di poter simulare velocemente prove sperimentali molto impegnative in termini di tempo e risorse e soprattutto arrivare ad un livello di accuratezza tale da poter, in seguito a futuri sviluppi, invertire il processo numerico in modo tale da poter ricavare i parametri relativi alle trappole da una curva ottenuta con metodi sperimentali. La prima parte di questo elaborato è stata dedicata ad una descrizione del fenomeno dell’infragilimento da idrogeno nei metalli nel ambito dell’ingegneria nucleare e del ruolo chiave che ha ricoperto nei fatti occorsi in Belgio nel 2012, avendo esposto i Reactor Pressure Vessel (RPV) degli impianti Doel 3 e Tihange 2 al rischio di rottura catastrofica per propagazione di cricche da idrogeno. In seguito è stato presentato un nuovo approccio al problema della diffusione dell’idrogeno, reso possibile grazie alla nuova gamma di strumenti HELIOS (Hydrogen Embrittlement Line Instruments and Operative Sensors) realizzati da Letomec Srl. Nella seconda parte dell’elaborato è stato descritto in modo dettagliato il software Helios_v1 appositamente realizzato nel corso di questo lavoro per fornire un valido supporto all’impiego delle apparecchiature HELIOS. Infine è stato presentato e commentato il codice Matlab implementato durante questo lavoro con l’intento di fornire una guida alla sua comprensione e al suo successivo impiego e sviluppo