PROCEDIMENTOS, FABRICAÇÃO E INSPEÇÃO DE EMBALAGENS METÁLICAS PARA CONTENÇÃO DE REJEITOS DO Cs-137

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1 PROCEDIMENTOS, FABRICAÇÃO E INSPEÇÃO DE EMBALAGENS METÁLICAS PARA CONTENÇÃO DE REJEITOS DO Cs-137 Múcio José Drumonnd de Brito, Marcílio Soares Moreira Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN Rua Prof. Mário Werneck, s/n. - Cidade Universitária - Pampulha Caixa Postal CEP Belo Horizonte, MG, Brasil ABSTRACT This work describes the participation of technicians from the Supervision of Test and Metrology of CDTN - Development Center of Nuclear Technology - Belo Horizonte, in several steps before the manufacturing of 16 (15 units + prototype) metallic packages for containment of wates from Cs-137 generated in the radiological accident that took place in Goiânia in the year of Inspections performed by the authors during the manufacturing of these packages in the period 03/10/93 to 05/18/93 in the Metalúrgica Tocantins Ltda in Goiânia are also described. Manufacturing and inspection criteria were performed according to rules and procedures specified in the Bid number 03/91, presented in November-1991, by the Environmental State Secretary ( Secretaria do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente - SDUMA) from Goiânia State. Key words: procedures, manufacturing, painting, inspection. INTRODUÇÃO Por ocasião do acidente do Cs-137 em Goiânia, parte dos rejeitos radioativos foram acondicionados em tambores metálicos de 200 l estocados a céu aberto em Abadia de Goiás. Após 3 anos verificou-se que estes tambores sofreram um acelerado processo de corrosão. Diante deste fato, tornou-se necessário um acondicionamento mais seguro e adequado dos tambores contendo rejeitos com tempo de decaimento acima de 150 anos (classificados como rejeitos do grupo IV e V), em 16 embalagens metálicas. As etapas que antecederam a fabricação destas 16 (15 peças + protótipo) embalagens metálicas foram executadas desde março de 1991 por técnicos do CDTN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, em Belo Horizonte. Estas etapas foram as seguintes: Elaboração de Diretrizes para pintura das caixa para confino de Rejeitos em Goiânia. Construção pelo CDTN, em Belo Horizonte, do protótipo FT-01 similar às 16 embalagens metálicas a serem fabricadas em Goiânia, com a finalidade de se elaborarem os Procedimentos de Soldagem para estas. Viagem do técnico em química e autor Marcílio S. Moreira à Fábrica de Tintas Sumaré, localizada em Sumaré/SP, no período de 08/02 a 10/02/93, para acompanhar ensaios realizados nas tintas fornecidas pela Sumaré à Eletrometalúrgica Tocantins Ltda., em Goiânia, com a finalidade de verificar a conformidade com as normas de cada produto. Inspeção da fabricação e soldagem das 16 embalagens metálicas na Eletrometalúrgica Tocantins Ltda em Goiânia no período de 10/03 a 18/03/93. Inspeção da execução da pintura das 16 embalagens metálicas na Eletrometalúrgica Tocantins Ltda em Goiânia no período de 10/03 a 18/05/93.

2 EXECUÇÃO DAS ETAPAS Fabricação, soldagem, testes do protótipo FT-01 A embalagem metálica protótipo FT- 01 (ver Figura 1) fabricada no CDTN, deu origem a 3 (três) Especificações de Procedimentos de Soldagem (EPSs), qualificadas através dos testes apresentados nos 3 (três) registros correspondentes das Qualificações dos Procedimentos (RQPs), conforme o Código ASME - Seção IX - QW- 482 (Formato sugerido para EPSs) e QW-483 (Formato sugerido para RQPs), a saber: EPS LS-001A - Soldagem diametral e circunferencial da tampa Material base: ASTM A 36. Material de adição: arame E70S2, diâmetro: 1,2 mm. Processo de Soldagem: MAG, semiautomático, com proteção de gás C-25 (argônio com 25% de CO 2 ). Cordão diametral: soldagem na posição na posição plana. Chanfro em V, 60 º. Cordão circunferencial: soldagem na posição horizontal, junta de quina. Esta EPS LS-001A foi qualificada através dos testes de dobramento até 180 o de face e raiz em 2 (dois) corpos de prova soldados T1F/T2F (face) e T1R/T2R (raiz) constantes no RQP LS-001A que atenderam os critérios de aceitação especificados em QW-163 do Código ASME - Seção IX e testes de tração em 2 (dois) corpos de prova soldados T1 e T2 que atenderam os critérios de aceitação especificados em QW do Código ASME - Seção IX. EPS LS-001B - Soldagem longitudinal do cilindro Material base: ASTM A 36. Material de adição: arame E70S2, diâmetro: 1,2 mm. Processo de Soldagem: MAG, semiautomático, com proteção de gás C-25 (argônio com 25% de CO 2 ). Soldagem nas posições plana e horizontal. Chanfro em V, 60 o. Esta EPS LS-001B foi qualificada através dos testes de dobramento até 180 o de face e de raiz em 2 (dois) corpos de prova soldados C1-F/C2-F (face) e C1-R/C2-R (raiz) constantes no RQP LS-001B que atenderam os critérios de aceitação especificados em QW-163 do Código ASME - Seção IX e testes de tração em 2 (dois) corpos de prova soldados C1 e C2 que atenderam os critérios de aceitação especificados em QW do Código ASME - Seção IX. Figura 1 - Protótipo FT-01 EPS LS-001C - Soldagem do cilindro ao fundo da embalagem (solda de filete). Material base: ASTM A 36. Material de adição: arame E70S2, diâmetro: 1,2 mm. Processo de Soldagem: MAG, semiautomático, com proteção de gás C-25 (argônio com 25% de CO 2 ). Solda de filete na posição plana dos dois lados (externo e interno) devendo apresentar penetração na raiz. Esta EPS LS-001C foi qualificada através de exames macrográficos em 5 (cinco)

3 corpos de prova soldados constantes no RQP LS-001C. Estes exames macrográficos atenderam em parte os critérios de aceitação conforme especificado em QW (a e b) do Código ASME - Seção IX porque apresentaram poros e falta de penetração na raiz devido à falta de limpeza de óxidos entre os cordões de solda. Devido à escassez de tempo, não foi possível confeccionar novas amostras para exames macrográficos. Porém, na soldagem real do cilindro fez-se uma limpeza com jato de areia e após a execução do cordão externo foi feito esmerilhamento até a raiz do 1 o cordão, reduzindo assim a possibilidade de ocorrência dos defeitos apresentados nos corpos de prova. Além disso foram executados exames por líquido penetrante em todos os cordões de solda para a detecção de descontinuidades tais como trincas e poros. Os resultados dos exames por líquido penetrante foram satisfatórios e obedeceram os critérios de aceitação estipulados no código ASME - Seção V - Artigos 6 e 24. Especificação dos Sistemas de pintura protetivas e anticorrosivas Considerando o material a ser acondicionado e uma proteção segura por um determinado tempo, foram definidos sistemas de pintura anticorrosiva protetiva que resistisse a ambientes considerados severos, com altas taxas de umidade, alta temperatura e grande grau de insolação. Estes sistemas são apresentados na Tabela 1 e descritos a seguir. SISTEMA LOCAL DE APLICAÇÃ O TINTA Tabela 1 Primer epoxi-isocianatoóxido de ferro vermelho 1 INTERNA Epoxi alcatrão de hulha poliamida preto Epoxi poliamida alcatrão de hulha marrom Primer epoxi isocianato óxido de ferro vermelho Epoxi poliamida alcatrão de hulha preto 2 EXTERNA Epoxi poliamida alcatrão de hulha marrom Epoxi alta espessura branco Esmalte poliuretano alifático ESPESSURA DA PELÍCULA (micra) ÚMIDA SECA NÚMERO DE DEMÃOS NORMA PETRO N N-1265c N-2165c N N-1265c N-1265c N-1195b N-1342 Sistema para proteção da superfície interna da embalagem - Além da proteção anticorrosiva, deve assegurar uma resistência adicional a impactos, pressões e contato com concreto. Para isso utilizou-se um revestimento de resina epoxi-alcatrão de hulha, de alta espessura, com grande resistência a impacto, abrasão, produtos químicos e água.

4 Sistema para pintura externa das caixas, à base de resinas epoxi. Trata-se de aplicação de três tintas epoxi distintas, com as seguintes características: Shop primer, que permite uma proteção inicial às chapas metálicas previamente limpas, de modo a permitir seu manuseio, conformação e soldagem, sem que seja necessário posterior jateamento. Tinta epoxi-alcatrão de hulha, aplicado na base da caixa e externamente a uma altura aproximada de 20 cm, para assegurar uma adicional proteção contra umidade e choques mecânicos. Tinta intermediária de alta espessura, resistente a ambiente de alta agressividade. Tinta de acabamento de baixa espessura e brilhante, que confere grande resistência ao intemperismo, mantendo seu brilho e cor original por longo tempo. Devido ao fato de que tintas epoxi expostas ao tempo por longos períodos perdem o brilho e sofrem alteração de cor (efeito calcinação), foi sugerido esta tinta de acabamento. Para que o sistema de pintura seja adequadamente utilizado, é fundamental o controle de qualidade da tinta, sua correta aplicação e principalmente, o preparo da superfície a ser pintada, que consiste numa completa limpeza da chapa de aço com solventes e posterior jateamento com jato abrasivo, para permitir uma melhor ancoragem da tinta. As tintas fornecidas pela Fábrica de tintas Sumaré e ensaiadas de acordo com as normas Petrobrás foram: Tinta de fundo epoxi-isocianato-óxido de ferro (ref. Sumaré Sumadur SP350 vermelho) - Norma Petro N Tinta de alcatrão de hulha-epoxi-poliamida (ref. Sumaré Sumastic 265 marrom) - Norma Petro N-1265c. Tinta de alcatrão de hulha-epoxi-poliamida (ref. Sumaré Sumastic 1265 preta) - Norma Petro N-1265c. Tinta epoxi de alta espessura (ref. Sumaré Sumadur 191 acabamento branco 0095) - Norma Petro N-1195b. Tinta esmalte poliuretano de dois componentes (ref. Sumaré Sumathane 132 brilhante amarelo 300) - Norma Petro N Os resultados dos ensaios foram considerados satisfatórios. Fabricação, soldagem, testes e pintura das 16 embalagens metálicas No período de 10/03 a 18/05/93 os técnicos e autores Múcio José Drummond de Brito e Marcílio Soares Moreira estiveram na Eletrometalúrgica Tocantins Ltda., em Goiânia-GO, firma encarregada de fabricar as 16 embalagens metálicas, e realizaram as inspeções na execução da soldagem, pintura e dimensões destas embalagens. As soldagens foram executadas de acordo com as EPSs (Especificações de Procedimentos de Soldagem) previamente elaboradas pelos técnicos do CDTN através do protótipo FT-01 (ver Figura 2). Figura 2 - Soldagem do Costado Foram executados exames visuais e de líquido penetrante nos chanfros, nas goivagens e na solda acabada para a detecção de descontinuidades (ver Figura 3). Todas as descontinuidades não aprovadas pelos critérios de aceitação/ rejeição do Código ASME - Seção V - Artigos 6 e 24 - tais como ninho de poros, trincas e inclusões foram eliminadas com esmerilhadeira. As dimensões do diâmetro interno, diâmetro externo, altura útil, espessura do costado, espessura da chapa de reforço e espessura da chapa da tampa de cada embalagem foram verificadas e consideradas de acordo com as medidas e tolerâncias

5 especificadas no Edital de Licitação 03/91 da Secretaria do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente - SDUMA - do Estado de Goiás. Figura 4 - Embalagens jateadas e com shop primer Aplicação de tinta epoxi alcatrão de hulha (marrom e preto), uma cor para cada demão, espessura da película seca por demão de 125 micra, a ser empregada no fundo e na região cilíndrica externa com altura aproximada de 20 cm e em toda a região interna do corpo (ver Figura 5). Aplicação de tinta epoxi de alta espessura, na cor branca, de duas demãos de 150 micra de espessura da película seca cada uma na parte lateral externa e tampa (interna e externamente) (ver Figura 6). Aplicação de tinta esmalte poliuretano, na cor amarelo ouro, espessura da película seca de 50 micra, em toda superfície externa, inclusive tampa, exceto fundo. Figura 3 - Ensaio com líquido penetrante Em todas as embalagens metálicas (protótipo + 15 peças) foram executados os seguintes procedimentos de limpeza e pintura: Limpeza e desengorduramento das chapas - Norma Petro N-5a (limpeza de superfície de aço com solventes). Jateamento ao metal quase branco, grau de acabamento Sa 2 ½ - Norma Petro N- 9b (limpeza de superfície de aço com jato abrasivo). Aplicação do primer epoxi-isocianato-óxido de ferro, espessura da película seca de 15 micra, no corpo e na tampa, interna e externamente (ver Figura 4). Figura 5 - Embalagem com shop primer e alcatrão de hulha

6 CONCLUSÃO Após a pintura amarela as embalagens foram identificadas com tinta spray preta CM-01 (protótipo) a CM-16 e transportadas para o Depósito de Abadia de Goiás, onde receberam, cada uma, 14 tambores de 200 l contendo rejeitos do Cs- 137 com tempo de decaimento acima de 150 anos classificados como rejeitos do grupo IV e V (ver Figura 7). Figura 7 - Embalagem com os tambores acondicionados Figura 6 - Embalagem com epoxi alta espessura