ES2633950T3

ES2633950T3 - Procedimiento para tratar termoquímicamente una pieza mientras se enmascara una parte y máscara correspondiente

Info

Publication number: ES2633950T3
Application number: ES13785462.6T
Authority: ES
Inventors: Bernard Delmas; Dominique Hertz; Jean-Paul Lebrun; Bernard LIS; Laurent Poirier
Original assignee: Nitruvid SA; Areva NP SAS
Current assignee: Nitruvid SA; Areva NP SAS
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: WO2014072221A1; US10625300B2; PL2917381T3; US20150251218A1; JP2016504487A; JP6293768B2; EP2917381A1; US20180141081A1; CN104769148B; US9889467B2; CN104769148A; EP2917381B1; KR20150092097A; KR101726236B1

Abstract

Un procedimiento para tratar termoquímicamente una pieza (29), comprendiendo el procedimiento las etapas de: - proveer una máscara (45) que comprende un cuerpo (47) con un asiento (57), al menos una junta de estanqueidad (49) deformable situada en el asiento (57), y un casquillo de retención (51) que se mueve con respecto al cuerpo (47), entre una posición apretada en la que el casquillo de retención (51) presiona la junta de estanqueidad (49) y una posición aflojada, teniendo el cuerpo (47) una cavidad (53) a la que puede accederse a través de un pasaje (63) delimitado en la junta de estanqueidad (49) cuando el casquillo de retención (51) está en la posición aflojada. - colocar una primera parte (65) de la pieza (29) en la cavidad (53) mientras el casquillo de retención (51) está en la posición aflojada, una segunda parte (67) de la pieza (29) estando situada en el pasaje (63), y una tercera parte (69) de la pieza (29) localizada fuera de la máscara (45), - mover el casquillo de retención (51) a su posición apretada de manera que la junta de estanqueidad (49) se deforma y aplicada contra la segunda parte (67) de la pieza (29), y - aplicar un tratamiento termoquímico a la tercera parte (69) de la pieza (29).

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para tratar termoqulmicamente una pieza mientras se enmascara una parte y mascara correspondiente 5

[0001] La presente invencion se refiere a la fabricacion de piezas con propiedades mejoradas, como

resistencia al desgaste y resistencia a la corrosion. El tratamiento aplicado a las piezas para mejorar estas propiedades puede ser un tratamiento de temple o de proteccion a traves de especie(s) de atomo(s).

10 [0002] La invencion es aplicable concretamente a la fabricacion de piezas para su uso en reactores de agua

ligera (LWR), incluyendo reactores de agua a presion (PWR) y reactores de agua en ebullicion. Las piezas comprenden, por ejemplo, tubos como los tubos envolventes para barras de absorcion de neutrones o barras de combustible nuclear, guardacabos para la instrumentacion nuclear de nucleos del reactor..., barras como barras de absorcion de neutrones, clavijas de apoyo, clavijas de posicionamiento, tapones... pernos como pernos de sujecion 15 para el conjunto del deflector de la vasija del reactor..., muelles como muelles de sujecion de los conjuntos de combustible nuclear, etc.

[0003] En los PWR, las barras de absorcion de neutrones estan agrupadas usualmente en modulos de

control. Entre los modulos de control de un reactor nuclear, algunos estan dedicados a controlar la reactividad del 20 nucleo durante la operacion normal del reactor nuclear. Puede ser desplazados frecuentemente en modo paso a paso para insertar las barras de absorcion de neutrones en o extraerlas de los guardacabos de gula del conjunto de combustible nuclear del reactor nuclear. Los movimientos de pasos pueden causar desgaste distribuido en las barras de absorcion de neutrones debido al contacto con las gulas con las que rozan.

25 [0004] [Los otros modulos de control permanecen estacionarios en las gulas en la parte superior del reactor

nuclear durante la operacion normal. Cuando se requiere un retorno rapido al estado subcrltico, estos modulos son insertados simultanea y completamente mediante la gravedad en el nucleo del reactor, es decir las barras de absorcion de neutrones son insertadas en los guardacabos de gula correspondientes de los conjuntos de combustible nuclear correspondientes. Vibraciones provocadas por el flujo pueden causar desgaste localizado en las 30 barras de absorcion de neutrones de los modulos de control estacionarios:

- en los niveles de contacto en las gulas, y

- en su extremo inferior debido al contacto de la parte inferior del revestimiento y el tapon con la parte superior de los guardacabos de gula del conjunto de combustible nuclear ("desgaste de la punta").

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[0005] Las posibles consecuencias del desgaste, ya sea por movimientos de pasos o vibraciones producidas por el flujo, son:

- perforacion del revestimiento debido al desgaste con contaminacion potencial del agua del primer sistema de 40 refrigeracion del reactor nuclear por el material de absorcion de neutrones envuelto en el revestimiento, y

- fallo mecanico de la barra de absorcion de neutrones debido a la reduccion de la fuerza mecanica del revestimiento.

[0006] La frecuencia y amplitud de los movimientos de algunos de los modulos de control, especialmente 45 cuando el reactor esta en modo de seguimiento de carga (suivi de charge en frances), y la frecuencia y amplitud de

vibracion de alguna de las barras de absorcion de neutrones, especialmente para los modulos de control que permanecen en posicion estacionaria, son tan elevadas que es necesario verificar frecuentemente y a veces reemplazar prematuramente un numero de modulos de control debido al desgaste producido por la friccion.

50 [0007] Para prevenir este desgaste, se propuso templar la superficie exterior de los revestimientos mediante

tratamientos de nitruracion y/o carburacion. Los documentos US-4,873,117, EP-446,083, EP-537,062 y EP-801,142 describen las etapas de dichos tratamientos especialmente bajo condiciones de plasma.

[0008] Dichos tratamientos pueden proteger eficazmente los revestimientos y los tapones inferiores de las 55 barras de absorcion de neutrones contra el desgaste y la corrosion.

[0009] Como se describe por ejemplo en el documento US-4873.117, los revestimientos a tratar son limpiados primero, y despues encajados en sus tapones inferiores. Un cuerpo bufer termal, que puede estar constituido por un pegote de acero inoxidable, se coloca en cada revestimiento y despues se fija un tapon superior

temporal en cada revestimiento. El tapon superior temporal se usa para sujetar el revestimiento durante el tratamiento y cerrar temporalmente el extremo abierto del revestimiento y evitar despues la polucion de la atmosfera de tratamiento mediante el aire contenido en el revestimiento. Los revestimientos son colocados en una camara de tratamiento y sus partes superiores cerradas por los tapones superiores estan enmascarados de manera ventajosa.

5

[0010] Despues del tratamiento se sacan los revestimientos de la camara. Se eliminan los tapones superiores

temporales, y los revestimientos se cargan con material de absorcion de neutrones y se suelda un tapon superior definitivo en el extremo libre de cada revestimiento.

10 [0011] El enmascaramiento de la parte superior del revestimiento evita el tratamiento del material de

revestimiento en esta zona. De hecho, dicho tratamiento hubiera tenido un impacto en las caracterlsticas del material y en las propiedades de esta parte superior que va a soldarse al tapon superior definitivo. Como ejemplo, carbonitrurar la parte superior puede producir precipitados de carburo y/o nitruro al soldar el tapon superior, lo que provoca una resistencia menor del revestimiento al esfuerzo y a la corrosion.

15

[0012] De manera mas general, las partes de las piezas que tienen que tratarse, por ejemplo, oxidadas, nitruradas, carbonitruradas... deben enmascararse para evitar modificar las caracterlsticas del material y dificultar las siguientes operaciones de fabricacion aplicadas a estas partes: conformacion mecanica, estampado, soldado, mecanizado, roscado...

20

[0013] Varios procedimientos de enmascaramiento son conocidos y usados para blindar partes de piezas que necesitan ser tratadas.

[0014] En concreto, como se ha descrito anteriormente, se han usado las mascaras solidas para tratamientos 25 que implican plasmas. Una mascara solida as! recibe una parte para ser blindada mediante el tratamiento con una

distancia de guarda de ajuste. Esta distancia de guarda corresponde al espacio necesario para asegurar el correcto montaje de la mascara en la parte y necesita tener un grosor menor que la longitud de Debye. La longitud de Debye es la escala a la que portadores de carga moviles (por ejemplo, electrones) filtran campos electricos para condiciones de plasma especlficos. En otras palabras, la longitud de Debye es la distancia minima a la que puede 30 ocurrir separacion de carga significativa.

[0015] Siendo el grosor de la distancia de guarda menor que la longitud de Debye, las condiciones de plasma no estan presentes en la distancia de guarda, as! que una parte rodeada por la mascara solida con dicha distancia de guarda estara blindada del tratamiento aplicado al resto de la parte situada fuera de la mascara solida.

35

[0016] Sin embargo, estas mascaras solidas son ineficaces si la distancia de guarda nominal, que no puede ser menor que las tolerancias de fabricacion acumuladas de las mascaras y partes para ser blindadas, es mayor que la longitud de Debye. Ademas, incluso si la distancia de guarda de ajuste nominal es menor que la longitud de Debye, las mascaras solidas han demostrado ser ineficaces al menos para tratamientos de carbonitrurado con

40 plasma, la parte enmascarada experimenta una despasivacion y/o endurecimiento a pesar de la presencia de la mascara solida.

[0017] Las mascaras solidas con distancia de guarda han demostrado tambien ser ineficientes para los tratamientos de difusion de oxlgeno, en las fases de plasma o gas, de los revestimientos de hafnio o barras solidas

45 de hafnio usadas como barras de absorcion de neutrones en modulos de control, o revestimientos de aleacion de circonio usados para barras de combustible nuclear como se ensena por ejemplo en el documento WO- 2009/081013. Otros tipos de mascaras se describen en el documento US2005/0025899 A1. El documento WO- 02/066,698 describe una mascara solida usada para blindar una parte de una pieza ante un tratamiento de carburacion. La mascara solida tiene un coeficiente de expansion termal menor que el coeficiente de expansion 50 termica de la parte que va a tratarse. Por tanto, la distancia de guarda entre las porciones a blindar y la mascara solida disminuira durante el tratamiento de carburacion. Sin embargo, esto requiere altas temperaturas de tratamiento, por ejemplo, de entre alrededor de 500 °C a 900°C dependiendo de los materiales de la pieza y de la mascara, y hay un gran riesgo de danar la superficie externa de la pieza, o incluso modificar su geometrla si la pieza es un tubo de paredes delgadas, a traves del contacto con dicha mascara.

55

[0018] Por tanto, esta mascara solida no puede usarse por ejemplo para la carbonitruracion con plasma de revestimientos de barras de absorcion de neutrones. De hecho, los materiales usados para los revestimientos de barras de absorcion de neutrones (principalmente aceros inoxidables o aleaciones basadas en el nlquel) tienen expansion termal a las temperaturas de tratamiento que son menores que o al menos del mismo orden o magnitud

que las tolerancias de fabricacion de los revestimientos. Por tanto, no hay garantla de que las partes enmascaradas de todos los revestimientos del lote tratado esten protegidas de manera uniforme. Ademas, las superficies exteriores de los revestimientos no deben danarse mediante el fijado o la eliminacion de las mascaras o durante el tratamiento, el cual previene el uso de una distancia de guarda menor.

5

[0019] Una meta de la invencion es superar estos inconvenientes proponiendo un procedimiento para tratar

termoqulmicamente una pieza, cuyo procedimiento proporciona un enmascaramiento eficiente de una parte de la pieza, incluso bajo carbonitruracion con plasma o tratamientos de oxidacion, con menores riesgos de danar la pieza.

10 [0020] Con este fin, la invencion esta relacionada con un procedimiento segun la reivindicacion 1.

[0021] En otras realizaciones, el procedimiento comprende una o varias de las siguientes caracterlsticas de las reivindicaciones 2-13 consideradas individualmente o en cualquier combinacion tecnica viable. La invencion tambien esta relacionada con una mascara segun la reivindicacion 14.

15

[0022] En otras realizaciones, la mascara comprende una o varias de las siguientes caracterlsticas de las reivindicaciones 15-18 consideradas individualmente o en cualquier combinacion tecnica viable:

La invencion y sus ventajas se entenderan mejor al leer la siguiente descripcion, dada unicamente a modo de 20 ejemplo y con referencia a las ilustraciones adjuntas, en las que:

- La Figura 1 es una vista parcial y esquematica de un conjunto de combustible nuclear y un modulo de control,

- La Figura 2 es una vista esquematica de una instalacion para tratar revestimientos de barras de absorcion de neutrones segun la invencion, y

25 - La Figura 3 es una vista transversal ampliada y detallada de una mascara de la instalacion de la Figura 2, tomada a lo largo de la llnea III-III.

[0023] La Figura 1 muestra una parte de un conjunto de combustible nuclear (1) y parte de un modulo de control (3) para control la reactividad del nucleo de un reactor nuclear en el que se ha cargado el conjunto de

30 combustible nuclear (1).

[0024] De manera convencional, el conjunto de combustible nuclear (1) comprende un grupo de barras de combustible nuclear (no mostrado) y un esqueleto (5) para sostener y mantener dicho grupo. El esqueleto (5) incluye una boquilla inferior (7), una boquilla superior (9), y guardacabos de gula (11) que conectan con la boquilla inferior

35 (7) y la boquilla superior (9).

[0025] Un guardacabos de gula es mostrado en la Figura 1. El modulo de control (3) tiene barras de absorcion de neutrones (13) (mostrados unicamente en la Figura 1) y una arana (15). La arana (15) sostiene y mantiene las barras de absorcion de neutrones (13) de manera que esten paralelas y situadas lateralmente a lo

40 largo de la misma red que los guardacabos de gula (11) del conjunto de combustible nuclear (1) situado bajo el modulo de control.

[0026] La arana (15) incluye un boton (17) para conectar el modulo de control (3) a un mecanismo de desplazamiento (no mostrado) y brazos (19) asegurados al boton (17). Una o mas barra(s) de absorcion de

45 neutrones (13) estan fijadas en cada brazo (19).

[0027] Las barras de absorcion de neutrones (13) mostradas en la Figura 1 comprenden un revestimiento (21) que contiene al menos un material de absorcion de neutrones (23), como barra(s) de una aleacion de Ag-In-Cd o una aleacion de hafnio o hafnio-circonio (HfZr), y/o una pila de granulados de carburo de boro (B4C), de diboruro

50 de hafnio-circonio ((HfZr)B2)... El revestimiento (21) es un tubo con una base circular. Tiene, por ejemplo, 3,8 m de longitud, 9,70 mm de diametro exterior y aproximadamente entre 0,5 y 1 mm de grosor. El revestimiento (21) es cerrado por tapon superior (25) y un tapon inferior (27).

[0028] El revestimiento (21) y el tapon inferior (27) estan hecho por ejemplo de aceros inoxidables 55 austenlticos.

[0029] En otras realizaciones, las barras de absorcion de neutrones (13) pueden consistir unicamente de barra(s) sin revestir de material de absorcion de neutrones como una aleacion de hafnio o hafnio-circonio (HfZr), o de hafnio (Hf) por ejemplo con un diametro exterior de aproximadamente 9 a 10 mm, posiblemente con un agujero

central. Las barras de absorcion de neutrones (13) puede comprender tambien dicha barra sin revestir en su parte inferior y un revestimiento (21) hecho de aleacion de HfZr y que contenga granulados de material de absorcion de neutrones (23) en su parte superior.

5 [0030] De manera convencional, para ajustar la reactividad del reactor nuclear, el modulo de control (3) se

insertara o se eliminara del nucleo del reactor nuclear, por lo que las barras de absorcion de neutrones (13) son desplazadas dentro de los guardacabos de gula (11) y a lo largo de las gulas correspondientes (no mostradas) situadas en el interior superior del reactor nuclear.

10 [0031] Las resistencias al desgaste y la corrosion de las superficies exteriores (31) de la pieza (29)

constituidas por el revestimiento (21) y el tapon inferior (27) han sido mejoradas mediante un tratamiento.

[0032] Este tratamiento es preferentemente un tratamiento de endurecimiento que incluye la difusion de especie(s) de atomos en las capas superficiales de la superficie externa (31) del revestimiento (21) y del tapon

15 inferior (27), mientras se proporciona una parte no tratada del revestimiento (21) para la soldadura posterior del tapon superior (25).

[0033] Para los aceros inoxidables austenlticos o aleaciones basadas en el nlquel, por ejemplo, puede ser cualquiera de los tratamientos descritos en las patentes mencionadas anteriormente, y especialmente un tratamiento

20 de carbonitruracion con plasma como se describe en el documento EP-801,142.

[0034] El tratamiento es implementado en una instalacion (33) mostrada en la Figura 2. La instalacion (33) es generalmente similar a la instalacion descrita en el documento US-4,873,117.

25 [0035] Esta instalacion (33) comprende una camara (35) con una bomba (37) para reducir la presion en el

interior de la camara (35) y una tuberla de entrada (39) para introducir una atmosfera de tratamiento especlfico en la

camara (35), por ejemplo, una mezcla de N2, H2 y CH4 cuando se realice un tratamiento de carbonitruracion con plasma. La instalacion (33) comprende tambien un generador (41) para aplicar un voltaje entre la camara (35) y las piezas (29) a tratar. La camara (35) puede comprender opcionalmente medios para calentar las piezas (29) pero 30 dichos medios no son obligatoriamente necesarios para alcanzar las temperaturas de tratamiento. De hecho, el plasma puede por ejemplo ser suficiente para alcanzar estas temperaturas que pueden estar por debajo de 650 °C, preferentemente por debajo de 600 °C y mas preferiblemente por debajo de 500 °C para tratar las piezas (29) hechas de acero inoxidable, por ejemplo, comprendidas entre 380 y 450 °C.

35 [0036] La camara (35) comprende un armazon de soporte (43) para sujetar las piezas (29) a tratar en el

interior de la camara (35) y conectar con electricidad las piezas (29) al generador (41).

[0037] La instalacion (33) comprende, para cada pieza (29), una mascara solida (45) para blindar una parte superior de la pieza (29), por ejemplo, una parte superior del revestimiento (21) para su tratamiento.

40

[0038] La estructura de estas mascaras (45) es similar y solo la estructura de la mascara (45) de la Figura 3 usada para proteger una parte de un revestimiento (21) de la Figura 1 se describira ahora.

[0039] Esta estructura gira generalmente alrededor de un eje vertical A.

45

[0040] La mascara (45) comprende un cuerpo (47), varias juntas de estanqueidad (49) y un casquillo de retencion (51).

[0041] El cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51) estan hechos por ejemplo de aceros inoxidables.

50

[0042] El cuerpo (47) tiene una cavidad interna (53) cerrada por un extremo superior (55) y se abre hacia abajo fuera del cuerpo (47) a traves de un asiento circular (57) ampliado. El extremo superior del cuerpo (47) puede acoplarse mecanica y electricamente al armazon de soporte (43), por ejemplo, a traves de un agujero (59) que coopera con una clavija (no mostrada) en el armazon de soporte (43).

55

[0043] En el ejemplo descrito, la mascara (45) comprende una pila de cuatro juntas de estanqueidad (49). Estas juntas de estanqueidad (49) son anillas hechas preferentemente de materiales refractario y preferentemente con la forma de fieltro o trenza, por ejemplo, hecho de fieltros de grafito. Las juntas de estanqueidad (49) se reciben en el asiento (57).

[0044] El casquillo de retencion (51) comprende un hombro interior (61) orientado hacia la junta de estanqueidad (49) inferior para presionar la pila de juntas de estanqueidad (49) axialmente contra la superficie (58) del asiento (57).

5

[0045] El casquillo de retencion (51) tiene un cuelo exterior (62) que comprende una rosca interna (64) enroscada en una rosca externa (48) situada en el extremo inferior del cuerpo (47).

[0046] El casquillo de retencion (51) puede moverse al enroscarlo respecto al cuerpo (47) entre:

10

- una posicion apretada superior, donde el casquillo de retencion (51) esta mas cerca del cuerpo (47) y presiona las juntas de estanqueidad (49) deformables axialmente contra la superficie (58) del asiento (57), y

- una posicion aflojada inferior, donde el casquillo de retencion (51) esta mas alejado del cuerpo (47) y no presiona las juntas de estanqueidad (49).

15

[0047] Las juntas de estanqueidad (49) y el hombro interior (61) del casquillo de retencion (51) delimitan un pasaje (63) interior circular a traves del cual la cavidad (53) del cuerpo (47) se abre hacia abajo fuera de la mascara (5), cuando el casquillo de retencion (51) esta en su posicion aflojada y no se ha insertado ningun revestimiento (21) en la mascara (45).

20

[0048] Para tratar una pieza (29), el revestimiento (21) es por ejemplo provisto con su tapon inferior (27) y rellenado opcionalmente con un cuerpo bufer termal. Despues, estando el casquillo de retencion (51) en su posicion aflojada, el extremo superior del revestimiento (21) pasa a traves del pasaje (63) de manera que una primera parte superior (65) del revestimiento (21) se coloca en la cavidad (53) del cuerpo (47), una segunda parte (67) debajo de

25 la primera porcion (65) se coloca en la pila de juntas de estanqueidad (49) y una tercera parte (69) (Figura 1) debajo de la segunda parte (67) esta fuera de la mascara (45). Como se muestra en la Figura 3, la pieza (29) colinda preferentemente contra el extremo superior (55) de la cavidad (53).

[0049] Despues, el casquillo de retencion (51) se enrosca en el cuerpo (47) hacia su posicion apretada. Las 30 juntas de estanqueidad (49) son presionadas axialmente contra la superficie (58) del asiento (57) de manera que las

juntas de estanqueidad (49) se expanden de manera radial y hacia adentro para entrar en contacto con la segunda parte (67) de la pieza (29).

[0050] Las juntas de estanqueidad (49) sellan as! el pasaje (63) y la cavidad (53). Dicho sellado evita la 35 polucion de la atmosfera de tratamiento por el aire contenido en el revestimiento (21) y elimina la necesidad de

cerrar la pieza (29) con un tapon superior temporal.

[0051] La pieza (29) es conectada mecanicamente a la mascara (45) y el armazon de soporte a traves de las juntas de estanqueidad (49). La mascara (45) y sus juntas de estanqueidad (49) tambien aseguran la conexion

40 electrica entre el armazon de soporte (43) y la pieza (29). Con ese fin, las juntas de estanqueidad (49) son preferentemente hechas de material conductor o de un material que sea aislante electrico revestido de una capa que conduzca la electricidad.

[0052] Por ultimo, la mascara (45) blinda la primera parte (65) y la segunda parte (67) de la pieza (29), es 45 decir, del revestimiento 21, del tratamiento que se aplicara posteriormente a todas las superficies accesibles en la

camara (35) y por tanto la tercera parte (69) de la pieza (29).

[0053] Cuando este tratamiento se ha realizado, el casquillo de retencion (51) se mueve a su posicion aflojada y la pieza (29) puede eliminarse entonces de la mascara (45).

50

[0054] La tercera parte (69) ha sido por tanto tratada y la primera parte (65) y la segunda parte (67) han sido blindadas del tratamiento y pueden usarse mas tarde para soldar el revestimiento (21) al tapon superior (25) correspondiente.

55 [0055] Las mascaras (45) descritas anteriormente son baratas, faciles de colocar y eliminar y proporcionan un

blindaje eficiente, incluso con tratamiento de carbonitruracion con plasma. La mascara (45) puede ser reutilizada.

[0056] El uso de mascaras (45) solidas tambien reduce el riesgo de polucion asociado con el uso de pinturas

como mascaras.

[0057] Gracias al uso de juntas de estanqueidad (49) deformables por casquillos de retencion (51), el riesgo de danar la superficie externa (31) del revestimiento (21) de la pieza (29) se reduce, a pesar de la variabilidad de fabricacion del diametro externo del revestimiento (21).

5

[0058] Otros materiales aparte del grafito puede usarse para las juntas de estanqueidad (49) por ejemplo anillas metalicas o trenzas o fieltros de ceramica, ceramica comprimida... siempre que sean lo suficientemente deformables y blandos para evitar danar los revestimientos (21) durante el contacto.

10 [0059] De manera ventajosa, el cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51) son partes solidas de material

resistente para evitar distorsion termal y el hilo (48) del cuerpo y el hilo (64) del cuello (62) estan tratados termoqulmicamente para evitar obstruir o detener los hilos.

[0060] En una realizacion preferida, el cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51) estan hechos de acero 15 inoxidable y ambos estan nitrurados con plasma o carbonitrurados, o al menos las partes con los hilos 48, 64 o

ambos estan nitrurados o carbonitrurados antes del primer uso. Dicha mascara (45) puede ser reusada entonces una y otra vez y solo las juntas de estanqueidad (49) necesitan ser reemplazadas y son material consumible.

[0061] Una mascara segun la invencion es rapida y facil de operar. Las juntas de estanqueidad (49) 20 deformables compensan la variabilidad de fabricacion de los revestimientos (21).

[0062] Opcionalmente, una llave dinamometrica calibrada se usa para enroscar el casquillo de retencion (51) en el cuerpo (47). Por tanto, una presion de contacto definida y uniforme es aplicada por las juntas de estanqueidad (49) en la pieza (29) asegurando as! la sujecion eficiente de la pieza (29) solo con las juntas de estanqueidad (49)

25 durante el tratamiento, con riesgo bajo de danar la geometrla o la superficie exterior (31) de la pieza (29).

[0063] En la realizacion descrita anteriormente, la mascara (45) proporciona sujecion mecanica y conexion electrica de la pieza (29) pero este no es necesariamente el caso.

30 [0064] Por ejemplo, un tratamiento de oxidacion, como el tratamiento ensenado en el documento WO-

2009/081013, no requiere la conexion electrica de la pieza (29).

[0065] Las piezas a tratar pueden ser de hecho de otro metal que no sea acero o aleaciones basadas en nlquel, por ejemplo, aleaciones de circonio, titanio o hafnio.

35

[0066] El uso de una mascara solida segun la invencion es compatible con las condiciones, en concreto las temperaturas de los tratamientos termoqulmicos de estas aleaciones, por ejemplo, desde 300 °C y hasta 800-1000 °C en el caso de oxidacion, desde 10 a 100 °C en el caso de la Oxidacion Electrolltica con Plasma (PEO)...

40 [0067] La mascara (45) puede usarse tambien junto con otros tratamientos ademas de los tratamientos con

plasma, por ejemplo, tratamientos en fase llquida, o incluso otros tratamientos aparte de la difusion de especie(s) de atomo.

[0068] Otros tratamientos pueden ser, por ejemplo:

45

- tratamientos termoqulmicos en fase llquida como sal fundida, por ejemplo, para carburizar piezas de acero en un bano de Borax. En este ultimo caso las juntas de estanqueidad (49) puede estar hechas de alumina o fieltro o trenza de circona;

- Tratamientos de Deposicion Qulmica mediante Vapor (CVD), por ejemplo, para deposicion de TiN-TiC-TiN-TiC-TiN 50 en tubos de niobio. En este ultimo caso las juntas de estanqueidad (49) puede estar hechas de fieltro o trenza de

sllice y el tratamiento termico usualmente desde 300 a 1100 °C es compatible con el uso de una mascara solida segun la invencion.

[0069] El material de las juntas de estanqueidad (49) pueden adaptarse dependiendo del material de la pieza 55 (29) a tratar: sllice, alumina, grafito o metal para el tratamiento de oxidacion mediante ionizacion o gasificacion,

preferentemente grafito para nitruracion...

[0070] Ademas, la cavidad (53) tiene un extreme cerrado en la realizacion descrita, pero esta cavidad (53) puede ser un agujero pasante por ejemplo con una disposicion de junta de estanqueidad en ambas aberturas

permitiendo la proteccion de cualquier parte local de la pieza (29) y si es necesario el uso de varias mascaras (45) para proteger varias partes locales de la pieza (29).

[0071] En la realizacion descrita, se usa una pila de cuatro juntas de estanqueidad (49) pero una mascara 5 (45) puede comprender cualquier numero de juntas de estanqueidad (49), incluso una sola junta de estanqueidad

(49).

[0072] La mascara (45) y sus elementos pueden tener formas diferentes que las descritas previamente. Otras conexiones aparte de una conexion de rosca pueden usarse entre el cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51).

10

[0073] En concreto, la invencion descrita anteriormente puede aplicarse a piezas con otras formas aparte de tubulares o de barra con base circular, en esos casos el cuerpo (47), las juntas de estanqueidad (49), el casquillo de retencion (51) ... pueden no tener una forma giratoria. Concretamente, las piezas pueden ser tubulares con una base cuadrada.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para tratar termoqulmicamente una pieza (29), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

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- proveer una mascara (45) que comprende un cuerpo (47) con un asiento (57), al menos una junta de estanqueidad (49) deformable situada en el asiento (57), y un casquillo de retencion (51) que se mueve con respecto al cuerpo (47), entre una posicion apretada en la que el casquillo de retencion (51) presiona la junta de estanqueidad (49) y una posicion aflojada, teniendo el cuerpo (47) una cavidad (53) a la que puede accederse a traves de un pasaje (63)

10 delimitado en la junta de estanqueidad (49) cuando el casquillo de retencion (51) esta en la posicion aflojada.

- colocar una primera parte (65) de la pieza (29) en la cavidad (53) mientras el casquillo de retencion (51) esta en la posicion aflojada, una segunda parte (67) de la pieza (29) estando situada en el pasaje (63), y una tercera parte (69) de la pieza (29) localizada fuera de la mascara (45),

- mover el casquillo de retencion (51) a su posicion apretada de manera que la junta de estanqueidad (49) se 15 deforma y aplicada contra la segunda parte (67) de la pieza (29), y

- aplicar un tratamiento termoqulmico a la tercera parte (69) de la pieza (29).
2. Procedimiento segun la reivindicacion (1), donde el tratamiento comprende la difusion de especie(s) de atomos.

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3. Procedimiento segun la reivindicacion (2), donde el tratamiento comprende la difusion de especie(s) de atomos o especie(s) de carbono o especie(s) de oxlgeno.
4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tratamiento es un 25 tratamiento de plasma o un tratamiento en fase llquida o un tratamiento de deposicion qulmica mediante vapor.
5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pieza (29) es tratada a una temperatura menor de 650°C, preferentemente menor que 600°C y mas preferentemente menor que 500°C.

30 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pieza (29) es tubular.
7. Procedimiento segun la reivindicacion (6), donde la pieza (29) comprende un revestimiento (21).
8. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pieza (29) esta hecha de

35 acero inoxidable o aleacion de circonio o de aleacion de hafnio o de aleacion de titanio o de aleacion basada en

nlquel.
9. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pieza (49) comprende un material que conduzca la electricidad.

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10. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la mascara (45) tiene una conexion de rosca entre el cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51).
11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la junta de estanqueidad 45 (49) esta hecha de material refractario.
12. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la junta de estanqueidad (49) comprende una trenza, un fieltro o un material comprimido.

50 13. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pieza (29) es sujetada

durante el tratamiento solo por la junta de estanqueidad (49).
14. Una mascara que provee un procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones (1-13),

comprendiendo la mascara un cuerpo (47) con un asiento (57), al menos una junta de estanqueidad (49) deformable 55 situada en el asiento (57), y un casquillo de retencion (51) que se mueve con respecto al cuerpo (47), entre una posicion apretada en la que el casquillo de retencion (51) presiona la junta de estanqueidad (49) y una posicion aflojada, teniendo el cuerpo (47) una cavidad (53) a la que puede accederse a traves de un pasaje (63) delimitado en la junta de estanqueidad (49) cuando el casquillo de retencion (51) esta en la posicion aflojada.
15. Una mascara segun la reivindicacion (14), donde la junta de estanqueidad (49) comprende un material que conduce la electricidad.
16. Una mascara segun las reivindicaciones (14) o (15), donde la mascara (45) tiene una conexion de 5 rosca entre el cuerpo (47) y el casquillo de retencion (51).
17. Una mascara segun cualquiera de las reivindicaciones (14-16), donde la junta de estanqueidad (49) esta hecha de material refractario.

10 18. Una mascara segun cualquiera de las reivindicaciones (14-17) donde la junta de estanqueidad (49)

comprende una trenza, un fieltro o un material comprimido.