Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Laboratorio S.T.O.R.A.I. (Solutions for Thermomechanical test Optimization and Research on Alloys Innovation) per la caratterizzazione e la qualifica meccanica di materiali e componenti
8 MN press machine during cryogenic tests
Detail of the LCF testing set-up
Settori applicativi
Problema da risolvere
Le competenze del laboratorio rispondono alle esigenze di caratterizzazione meccanica dei materiali nel settore del nucleare innovativo (Gen IV) e della fusione, con la possibilità di eseguire test su una vasta tipologia di acciai e leghe metalliche (acciai austenitici, ferritico-martensitici, leghe di rame, di alluminio ecc...) sia nudi che rivestiti; in un ampio range di temperature (fino a 1000 °C); e in diversi ambienti (aria o metalli liquidi pesanti come piombo ed eutettico Pb-Bi). Il laboratorio può inoltre rispondere alla necessità di eseguire test di compressione su componenti o prototipi di media scala (con dimensioni di circa 0,5 m in sezione e 1,5 m in altezza) soggetti a carichi statici o pulsati fino a circa 800 t in aria o in condizioni criogeniche (tipicamente in LN2 a -196 °C). Possibili fruitori possono essere identificati in organizzazioni di ricerca attive nel settore del nucleare ma anche committenti privati o pubblici operanti in altri settori industriali.
Descrizione
Il laboratorio è equipaggiato con le seguenti macchine che consentono di soddisfare una vasta gamma di esigenze e requisiti dei committenti: • Due macchine universali da 100 kN equipaggiate per prove in temperatura (max 1000°C) • una macchina idraulica universale da 500 kN • una macchina idraulica per fatica compressiva da 8 MN progettata e sviluppata dall'ENEA • una macchina elettromeccanica da 50 kN, che oltre alla cella da 50 kN può essere equipaggiata anche con celle da 5 e 1 kN • 7 macchine per prove strumentate di scorrimento viscoso (temperatura max 1000 °C) • pendolo charpy con mazze da 25 e da 50 J per prove di resilienza su micro campioni (micro-charpy KLST)
Aspetti innovativi e vantaggi
- Macchina per fatica in compressione da 8 MN: possibilità di eseguire test a carichi molto più alti di quelli adottati in condizioni di normativa per test standard e su componenti molto più grandi anche in azoto liquido
- Macchine idrauliche da 100 kN: controllo integrato dei parametri di prova mediante elettronica RT3 che permette flessibilità nel combinare condizioni di test
- Pendolo da 60 Joule per prove di resilienza combinato con criostato funzionante ad azoto liquido per gestione delle temperature fino a -196°C
Possibili applicazioni
- Caratterizzazione meccanica di materiali, con particolare riguardo a componenti strutturali per reattori nucleari a fissione e fusione
- Prove meccaniche in supporto all'aggiornamento dei codici e delle normative internazionali di progettazione, soprattutto quelli relativi agli impianti nucleari (e.g., RCC MRx e ASME)
- Qualifica di componenti e prototipi soggetti a sforzi di compressione elevati (fino a 8 MN) anche di natura ciclica e in ambiente criogenico (azoto liquido)
Gruppo di ricerca coinvolto
Data di aggiornamento
04-06-2025
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