Corrosion sous contrainte de l'Alliage 600 en milieu primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée PDF Download
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Author: Pierre Laghoutaris
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Languages : fr
Pages : 214
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Book Description
De nombreuses études ont été réalisées par la communauté scientifique internationale sur la Corrosion Sous Contrainte (CSC) de l'Alliage 600 en milieu primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Néanmoins, les mécanismes à l'origine de cette fissuration sont encore mal compris. Un certain nombre de modèles ont été développés et proposés, cependant peu d'entre eux arrivent à intégrer l'influence de tous les paramètres. Le mécanisme d'oxydation interne et la famille de modèles basés sur l'action de l'hydrogène ont paru les plus prometteurs. L'objectif de l'étude était d'apporter des connaissances nouvelles sur le/les mécanisme/s de CSC. Il a été choisi de cibler les expérimentations de façon à sélectionner les modèles les plus pertinents. Pour cela des essais dans un milieu simulant le milieu primaire avec des marqueurs isotopiques (oxygène 18 et deutérium) ont été menés sur deux types d'éprouvettes. Des éprouvettes à déformation imposée de type « U-bend » ont été utilisées dans un premier temps et des éprouvettes sous forme de plaquette ayant des microstructures contrôlées ont été utilisées dans un second temps. Les caractérisations des fissures et des pénétrations d'oxyde intergranulaire par MEB, MET, SIMS, Nano-SIMS et des dosages d'hydrogène, ont permis une nouvelle analyse de la CSC de l'Alliage 600 en milieu REP, concernant plus particulièrement les points suivants : la stabilité thermodynamique des phases, la répartition et la morphologie des oxydes observés dans les fissures, le rôle de l'hydrogène, la nature des carbures de chrome et le caractère continu/discontinu du mécanisme de fissuration. A partir des résultats obtenus à l'aide du traçage isotopique de l'hydrogène et de l'oxygène couplé à l'utilisation de différentes techniques d'analyse complémentaires, il a été proposé un nouveau modèle de mécanisme de fissuration basé sur la formation d'oxyde de chrome aux joints de grains de l'alliage. Ce modèle permet de prendre en compte le rôle des paramètres liés au matériau (taux de défauts, déformation, type de joint de grain) et au milieu (teneur en hydrogène, température) qui influeraient sur les cinétiques de diffusion de l'oxygène dans l'oxyde aux joints de grains de l'alliage et du chrome aux joints de grains de l'alliage
Author: Pierre Laghoutaris
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Pages : 214
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De nombreuses études ont été réalisées par la communauté scientifique internationale sur la Corrosion Sous Contrainte (CSC) de l'Alliage 600 en milieu primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Néanmoins, les mécanismes à l'origine de cette fissuration sont encore mal compris. Un certain nombre de modèles ont été développés et proposés, cependant peu d'entre eux arrivent à intégrer l'influence de tous les paramètres. Le mécanisme d'oxydation interne et la famille de modèles basés sur l'action de l'hydrogène ont paru les plus prometteurs. L'objectif de l'étude était d'apporter des connaissances nouvelles sur le/les mécanisme/s de CSC. Il a été choisi de cibler les expérimentations de façon à sélectionner les modèles les plus pertinents. Pour cela des essais dans un milieu simulant le milieu primaire avec des marqueurs isotopiques (oxygène 18 et deutérium) ont été menés sur deux types d'éprouvettes. Des éprouvettes à déformation imposée de type « U-bend » ont été utilisées dans un premier temps et des éprouvettes sous forme de plaquette ayant des microstructures contrôlées ont été utilisées dans un second temps. Les caractérisations des fissures et des pénétrations d'oxyde intergranulaire par MEB, MET, SIMS, Nano-SIMS et des dosages d'hydrogène, ont permis une nouvelle analyse de la CSC de l'Alliage 600 en milieu REP, concernant plus particulièrement les points suivants : la stabilité thermodynamique des phases, la répartition et la morphologie des oxydes observés dans les fissures, le rôle de l'hydrogène, la nature des carbures de chrome et le caractère continu/discontinu du mécanisme de fissuration. A partir des résultats obtenus à l'aide du traçage isotopique de l'hydrogène et de l'oxygène couplé à l'utilisation de différentes techniques d'analyse complémentaires, il a été proposé un nouveau modèle de mécanisme de fissuration basé sur la formation d'oxyde de chrome aux joints de grains de l'alliage. Ce modèle permet de prendre en compte le rôle des paramètres liés au matériau (taux de défauts, déformation, type de joint de grain) et au milieu (teneur en hydrogène, température) qui influeraient sur les cinétiques de diffusion de l'oxygène dans l'oxyde aux joints de grains de l'alliage et du chrome aux joints de grains de l'alliage
Author: Cédric Bosch
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Languages : fr
Pages : 181
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LA FISSURATION PAR CORROSION SOUS CONTRAINTE DES ADAPTATEURS DE COUVERCLE DE CUVE DES REP EST UN PROBLEME MAJEUR POUR L'INDUSTRIE ELECTRONUCLEAIRE. DANS L'OBJECTIF D'UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES MECANIQUES SUR LES PHENOMENES DE FISSURATION DE L'ALLIAGE 600 EN MILIEU PRIMAIRE DES REP, PAR CORROSION SOUS CONTRAINTE (CSC) ET FATIGUE CORROSION (FC), UNE ETUDE PARAMETRIQUE EST MENEE. DES ESSAIS DE PROPAGATION DE FISSURE SUR EPROUVETTES CT ONT ETE EFFECTUES SOUS CHARGEMENTS STATIQUES (ESSAIS DE CSC) ET CYCLIQUES DE BASSES FREQUENCES (ESSAIS DE FC). L'ANALYSE DES RESULTATS A PORTE SUR L'INFLUENCE DE LA FREQUENCE, DE LA FORME DES CYCLES, ET DU RAPPORT DE CHARGE SUR LES VITESSES ET LES MODES DE PROPAGATION DES FISSURES. ELLE A PERMIS DE CARACTERISER LE DOMAINE DE TRANSITION ENTRE LES PHENOMENES DE FISSURATION PAR CSC ET PAR FC. LES RESULTATS PERMETTENT DE DISTINGUER LES EFFETS DEPENDANTS DE FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX DES EFFETS DEPENDANTS DE FACTEURS MECANIQUES, EN FONCTION DE LA FREQUENCE ET DE L'AMPLITUDE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE DES ESSAIS, SUR LES VITESSES ET LES MODES DE PROPAGATION DES FISSURES. UNE ETUDE FRACTOGRAPHIQUE QUANTITATIVE ET DES OBSERVATIONS DE LA MICROSTRUCTURE EN POINTE DE FISSURE ONT CONDUIT A UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES TRANSITIONS DE MODE DE PROPAGATION DE LA FISSURE ENTRE LA CSC ET LA FC.
Author: Jean-Marie Boursier
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Languages : fr
Pages : 171
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LA CORROSION SOUS CONTRAINTE EN EAU LITHIEE-BORIQUEE (EAU PRIMAIRE) DES TUBES EN ALLIAGE 600 DE GENERATEURS DE VAPEUR DES REACTEURS A EAU PRESSURISEE EST UN PROBLEME GENERIQUE TOUCHANT L'ENSEMBLE DU PARC NUCLEAIRE FRANCAIS ET ETRANGER. LE MECANISME DE FISSURATION SOUS CONTRAINTE INTERGRANULAIRE DE L'ALLIAGE 600 EN EAU PRIMAIRE N'ETANT PAS CLAIREMENT ETABLI, UNE ETUDE DU COMPORTEMENT EN CORROSION SOUS CONTRAINTE ETAIT DONC NECESSAIRE A LA COMPREHENSION DU MECANISME. DES ESSAIS A CHARGE IMPOSEE ET DE TRACTION LENTE ONT MONTRE QUE LA FISSURATION SOUS CONTRAINTE COMPORTAIT UNE PHASE D'AMORCAGE, SUIVIE D'UNE PHASE DE PROPAGATION A VITESSE LENTE ET D'UNE PHASE DE PROPAGATION RAPIDE CONDUISANT A LA RUPTURE. L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES MECANIQUES A PERMIS DE DEGAGER LES POINTS SUIVANTS: - LES ECROUISSAGES SUPERFICIEL ET VOLUMIQUE ONT UN ROLE NEFASTE (REDUCTION DE LA PERIODE D'AMORCAGE ET AUGMENTATION DES VITESSES DE FISSURATION), - LA VITESSE DE DEFORMATION PLASTIQUE EST LE PARAMETRE MECANIQUE GOUVERNANT LA FISSURATION. L'ETUDE COMPLEMENTAIRE DU COMPORTEMENT EN FLUAGE A MONTRE UNE AUGMENTATION DE LA VITESSE DE FLUAGE LIEE A LA PRESENCE DU MILIEU, TRADUISANT UNE INTERACTION PLASTICITE/ENVIRONNEMENT. L'EVOLUTION DES DIFFERENTES PHASES DE LA FISSURATION EN FONCTION DE LA VITESSE DE DEFORMATION A PERMIS D'UNE PART DE MONTRER QUE LE TEMPS D'AMORCAGE EST DE NATURE ELECTROCHIMIQUE, QUE LA DUREE DES 2 PHASES DE PROPAGATION DEPENDAIT FORTEMENT DE LA VITESSE DE DEFORMATION, ET D'AUTRE PART D'ESTIMER LES MARGES APPORTEES PAR LES PRODUITS DE SUBSTITUTION
Author: Bogdan-Adrian Chetroiu
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Languages : fr
Pages : 0
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L'Alliage 600 (Ni-15%Cr-10%Fe) est réputé sensible à la Corrosion Sous Contrainte (CSC) en milieu primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Des études récentes ont montré que la diffusion du chrome était une étape limitante dans la compréhension des mécanismes de CSC. En particulier, le mécanisme d'oxydation interne contrôlé par le taux de défauts local. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de produire des données expérimentales concernant la cinétique de diffusion du chrome en fonction de différents états métallurgiques. Les coefficients de diffusion du chrome ont été mesurés par Spectrométrie de Masse des Ions Secondaires (SIMS) et Spectrométrie à Décharge Luminescente (SDL) en volume et aux joints de grains dans la gamme de température 678 K-1060 K sur des échantillons en nickel pur et d'Alliage 600 monocristallin ou polycristallin. Une partie de cette thèse s'est focalisée sur l'effet de la déformation plastique sur la cinétique de diffusion du chrome pour des échantillons en nickel monocristallin (orienté 101). Les expériences de diffusion ont été réalisées sur des échantillons non déformés, pré-écrouis à 4% et 20% de déformation plastique et sur des essais in-situ de diffusion en fluage. Les résultats ont montré que les coefficients de diffusion mesurés sur les éprouvettes déformées plastiquement sous charge constante sont supérieurs de six ordres de grandeur à ceux obtenus à l'état non déformé ou pré-écroui. L'accélération de la cinétique de diffusion peut être attribuée à un couplage entre la mobilité des dislocations et la vitesse de déformation plastique.
Author: Ellen-Mary Pavageau
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Pages : 189
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Les tubes en alliage 600 mill-annealed (MA) présentent de la corrosion dans les zones confinées du côté secondaire des générateurs de vapeur des centrales à réacteur à eau pressurisée. Il est possible qu'à terme, les tubes plus récents en alliage 600 traité thermiquement (TT) présentent également de la corrosion. Nous proposons une modélisation empirique et statistique afin de prévoir le comportement en corrosion des tubes en alliage 600 MA et TT, basée sur des essais de corrosion sous contrainte de longue durée dans des milieux confinés type : le milieu soude et le milieu sulfate. La modélisation en milieu soude montre que la corrosion sous contrainte de l'alliage 600 se produit selon trois stades successifs : une période d'incubation, un stade de propagation lente puis un stade de propagation rapide. Nous prévoyons de manière satisfaisante les localisations et orientations de fissures observées sur site ainsi que le risque faible de passage en régime rapide. De plus, nous mettons en évidence un risque de corrosion de ces tubes, significativement plus faible pour les tubes en alliage 600 TT que pour ceux en alliage 600 MA. Le modèle en milieu de sulfate, établi par « réparation » de plan d'expériences, met en évidence des interactions significatives entre paramètres, non prévisibles à priori. Il décrit de manière satisfaisante le comportement en corrosion du côté secondaire des tubes de générateurs de vapeur. L'effet bénéfique du traitement thermique sur la résistance à la corrosion.
Author: Jérôme Panter
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Pages : 171
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A ce jour, les causes de la fissuration par CSC en milieu primaire de l'alliage 600 et de la résistance de l'alliage 690 ne sont toujours pas comprises. L'influence de la gamme de fabrication sur la sensibiblité de ces alliages est également très peu connue. Dans ces conditions, il est difficile d'apprécier la marge de sécurité offerte par l'alliage 690, aujourd'hui massivement utilisé dans les réacteurs à eau pressurisée. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments discriminants vis à vis des mécanismes proposés pour expliquer la fissuration de l'alliage 600 en milieu primaire. Pour ce faire, une caractérisation détaillée des couches d'oxydes mais également des conséquences de la croissance de ces couches sur les matériaux sous-jacents, a été réalisée pour les 2 matériaux concernés. Cette étude a également pour mission d'évaluer l'influence de la gamme de fabrication sur la sensibilité des 2 alliages étudiés. Pour cela une caractérisation détaillée des surfaces industrielles internes des tubes de GV a été réalisée. Ensuite des essais de corrosion sous contrainte ont été réalisés pour évaluer la nocivité des défauts observés sur ces 2 types de couches superficielles. Les résultats obtenus plaident pour un mécanisme de fissuration reposant sur l'oxydation interne du matériau. En ce qui concerne les surfaces industrielles, l'élaboration des tubes est susceptible d'engendrer la formation d'une couche superficielle où les propriétés du matériau sont différentes de celles du matériau de coeur.
Author: JEAN-DENIS.. MITHIEUX
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Languages : fr
Pages : 174
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L'OBJECTIF DE L'ETUDE EST DE COMPRENDRE L'ORIGINE DE LA BONNE RESISTANCE A LA CORROSION SOUS CONTRAINTE DE L'ALLIAGE 690 (NC30FE) EN MILIEU PRIMAIRE ET D'EN DETERMINER LES LIMITES. DEUX ETAPES ESSENTIELLES DE LA FISSURATION ONT ETE CONSIDEREES : LA DEGRADATION DU FILM PASSIF PAR DEFORMATION PLASTIQUE DE L'ALLIAGE ET SA REFORMATION PAR REOXYDATION DE LA SURFACE. POUR CELA, DES MESURES DE CINETIQUES DE REPASSIVATION EN MILIEU PRIMAIRE A 360C (CHRONOAMPEROMETRIE), DES ESSAIS DE FLUAGE A L'AIR ET DES ESSAIS DE CORROSION SOUS CONTRAINTE EN MILIEU PRIMAIRE A 360C (TRACTION LENTE ET SELLE DE CHEVAL) ONT ETE REALISES SUR DES TUBES DE GENERATEURS DE VAPEUR. L'AUGMENTATION DE 15% A 30% DE LA TENEUR EN CHROME DANS L'ALLIAGE AMELIORE DE FACON SIGNIFICATIVE MAIS FAIBLE LES CINETIQUES DE REPASSIVATION EN MILIEU PRIMAIRE. ELLE PROVOQUE EGALEMENT UNE DIMINUTION DU FLUAGE A L'AIR, LUI-MEME FONCTION DE LA STRUCTURE DE L'ALLIAGE (PRECIPITATION DE CARBURES DE CHROME, TRAITEMENT THERMIQUE COMPLEMENTAIRE...). UNE DESCRIPTION PARAMETRIQUE DU FLUAGE GLOBAL ET DU GLISSEMENT INTERGRANULAIRE EST PROPOSEE. LA VITESSE DE FISSURATION DES TUBES EN ALLIAGES 600 ET 690 (TRACTION LENTE) A ETE CORRELEE AVEC L'APTITUDE AU GLISSEMENT INTERGRANULAIRE DU MATERIAU. LE CAS DE L'AMORCAGE (SELLES DE CHEVAL) EST MOINS CLAIR PUISQUE LE MEME TYPE DE CORRELATION N'A PU ETRE ETABLI QUE POUR L'ALLIAGE 600, AUCUNE FISSURATION N'AYANT ETE DETECTEE SUR L'ALLIAGE 690 LORS D'ESSAIS STATIQUES. L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE L'HYDROGENE ET LE MATERIAU, MISE EN EVIDENCE TANT SUR LES CINETIQUES DE REPASSIVATION QUE SUR LE FLUAGE, NECESSITE ENCORE DES DEVELOPPEMENTS POUR RENDRE COMPTE DE LA DIFFERENCE DE COMPORTEMENT ENTRE LES DEUX ALLIAGES.
Author: Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon
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Languages : fr
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Book Description
La fissuration intergranulaire par corrosion sous contrainte affecte depuis plusieurs décennies certaines pièces en alliage 600 (NC15FE) des réacteurs nucléaires à eau sous pression, telles que les tubes de générateur de vapeur et les manchettes d'adaptateur pour couvercle de cuve, exposées pendant plusieurs dizaines de milliers d'heures au milieu primaire (eau pure désaérée, additionnée d'hydrogène, de bore et de lithium entre 290 et 325°C). L'objectif de l'étude est une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la fissuration, en particulier des interactions entre les sollicitations mécaniques locales et les effets d'environnement liés à la présence d'un milieu oxydant. Des essais de propagation de fissure sur éprouvettes CT ont été réalisés en fatigue continue et en fatigue fluage. L'analyse des résultats a porté sur les sollicitations mécaniques locales (calcul par éléments finis), les modes d'oxydation (expertises par microscopie électronique en transmission) et les interactions entre l'environnement et le comportement mécanique du matériau (essais sur produit mince). La propagation de fissure intergranulaire à 550°C sous différentes pressions partielles d'oxygène a été reliée à un endommagement de fluage. La formation d'oxydes riches en nickel et/ou en fer accélère le fluage dislocation à proximité de la surface. Elle étend alors le domaine de rupture intergranulaire vers les vitesses de déformation locales plus élevées imposées en fatigue continue. Des résultats analogues ont été obtenus à 400°C. Les essais en présence d'eau désaérée (vapeur à 400°C, milieu primaire à 320°C) ont également conduit à une propagation de fissure intergranulaire et à la formation d'oxydes riches en nickel. Les faciès de rupture sont identiques à ceux obtenus en corrosion sous contrainte. Une activation locale du fluage dislocation par les réactions d'oxydation est également envisagée pour rendre compte des résultats expérimentaux
Author: Richard Rios
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Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
Le (ou les) mécanismes de corrosion sous contrainte des tubes de générateurs de vapeur en alliage 600 des réacteurs à eau sous pression demeurent mal connus, malgré de nombreuses études sur le sujet. Ce travail s'est donc donné pour objectif d'améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans ce processus. Après une revue critique des mécanismes généraux de corrosion sous contrainte et un examen des faits expérimentaux concernant l'alliage 600 en relation avec l'applicabilité des mécanismes au système étudie, on a étudié lors d'essais de laboratoire l'effet des paramètres physico-chimiques et métallurgiques pertinents en regard des mécanismes : ajout d'hydrogène ou d'oxygène, microstructure, composition chimique locale. Les résultats obtenus, couplés à des dosages d'hydrogène dans le matériau après essai, ont permis de dégager les points suivants : i) l'hydrogène dans la solution favorise l'amorçage (via la dissolution/oxydation) et la propagation des fissures pour les faibles surpressions, puis cet effet s'inverse aux fortes surpressions. De plus, à température ambiante et sous chargement cathodique, l'hydrogène permet la fissuration de l'alliage 600. Toutefois, l'absorption d'hydrogène n'a pas pu être corrélée avec la sévérité de la fissuration ; ii) la fissuration du matériau par corrosion sous contrainte n'est pas accélérée par les paramètres favorisant la dissolution/oxydation, mais celle-ci semble être la première et indispensable étape de l'endommagement. L'ensemble des résultats obtenus montrent que les mécanismes de dissolution ou l'hydrogène ne suffisent pas à expliquer la fissuration de l'alliage 600 en milieu primaire. La mise en évidence en microscopie électronique à balayage de micro-facettes de clivage au voisinage des joints de grains sur les faciès de rupture d'éprouvettes plaide en faveur d'un nouveau mécanisme reposant sur des interactions corrosion/plasticité
Author: Mahmood Aliofkhazraei
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 9535112236
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 712
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Book Description
One of the first thing that comes to your mind after hearing the term “corrosion” is corrosion of a metal. Corrosion is a basically harmful phenomenon, but it can be useful in some cases. For instance, environment’s pollution with corrosion products and damage to the performance of a system are among its harmful effects, whereas electric energy generation in a battery and cathodic protection of many structures are among its advantages. However, these advantages are almost nothing as compared to the costs and effects imposed by its detrimental influences. The enormous costs of this phenomenon can be better understand through studying the published statistics on direct and indirect corrosion damages on economy of governments. The direct cost of corrosion is near 3 % of the gross domestic product (GDP) of USA. Considering this huge cost, it is necessary to develop and expand the corrosion science and its protection technologies.
