Corrosion des alliages de nickel et des aciers inoxydables en milieux REP pollués ou confinés

1 - Matériaux du circuit secondaire et des circuits auxiliaires des réacteurs à eau sous pression

• 1.1 - Aciers au carbone et aciers faiblement alliés
  Tableau 1
• 1.2 - Alliages de nickel
• 1.3 - Aciers inoxydables
• 1.4 - Autres matériaux

2 - Dégradation par corrosion des tubes de générateurs de vapeur

• 2.1 - Bref historique des dégradations de tubes de GV par corrosion
  Figure 1 - Causes de réparation des GV dans le monde [5] Figure 2 - Principales zones et types de dégradation du côté secondaire des tubes de GV
• 2.2 - Milieux à l'origine de la dégradation des tubes de GV du côté secondaire
  Figure 3 - Configuration des plaques-entretoises percées des premières générations de GV de type Westinghouse et Framatome Figure 4 - Processus de transport de masse conduisant à la formation de milieux concentrés dans un interstice tubeplaque-entretoise (d'après [6]) Figure 5 - Exemple de dépôt formé dans les interstices entre tube en alliage 600 MA et plaque-entretoise percée en acier au carbone dans un GV de la centrale de Saint Laurent B1 (d'après [7]) Tableau 2
• 2.3 - Différentes formes de corrosion des tubes de GV
  Figure 6 - Effet du rapport molaire Na/PO4 sur la vitesse de corrosion généralisée de l'alliage 600 dans des solutions désaérées de phosphate à 300 oC (d'après [9]) Figure 7 - Aspect typique de piqûres profondes sur les tubes de GV : tube extrait de l'unité 3 de Indian Point (États-Unis) (d'après [10]) Figure 8 - Exemple d'IGA sur de l'alliage 600 recuit exposé en laboratoire à un milieu caustique désaéré (25 % NaOH) en présence de magnétite contaminée par des impuretés, à 320 oC (d'après [11]) Figure 9 - Exemple d'IGSCC pour alliage 600 recuit, produit en laboratoire dans un milieu caustique (d'après [12]) Figure 10 - Exemples de dégradation des tubes de GV par une combinaison de corrosion intergranulaire généralisée et de corrosion sous contrainte
• 2.4 - IGA-SCC des tubes de GV
  Figure 11 - Principaux domaines d'IGSCC et d'IGA de l'alliage 600 dans l'eau à haute température (290-360 oC) et corrélation avec les caractéristiques des films de surface (d'après [16]) Figure 12 - Influence du pHT sur la sensibilité à la fissuration intergranulaire sous contrainte exprimée en vitesse de propagation des fissures (d'après [17]) Figure 13 - Influence du pH sur l'IGSCC et l'IGA de l'alliage 600 MA en présence de contamination par la soude Figure 14 - Influence de la nature de l'alliage et du traitement thermique sur la fissuration intergranulaire en milieu caustique (d'après [3] à partir des données de [20] et de données complémentaires collectées par l'EPRI) Figure 15 - Domaines de potentiel de dégradation de l'alliage 600 par IGA et IGSCC en milieu caustique à 320 oC (d'après [21]) Figure 16 - Influence du potentiel et du traitement thermique sur la fissuration intergranulaire de l'alliage 600 en milieu caustique (d'après [22]) Figure 17 - Influence de la température sur la cinétique de propagation de l'IGSCC et de l'IGA de l'alliage 600 MA en milieux caustiques (d'après [11] [23]) Figure 18 - Influence du traitement thermique à 700-720 oC sur les vitesses de fissuration des alliages 600 et 690 en milieux caustiques (d'après [24]) Figure 19 - Corrélation entre la contrainte minimale de fissuration et la limite d'élasticité des tubes en alliage 600 MA (d'après [25]) Figure 20 - Fissuration intergranulaire de l'alliage 600 en milieu secondaire de REP contaminé par des sulfates (d'après [26]) Figure 21 - Corrélation entre la contrainte minimale de fissuration et la limite d'élasticité de l'alliage 600 MA en milieux quasi neutre contenant des sulfates (d'après [27]) Figure 22 - Influence de la nature de l'alliage et du traitement thermique sur la sensibilité à l'IGA-SCC en milieux secondaires contenant de sulfates (d'après [28]) Figure 23 - Effet de la teneur en plomb sur la fissuration de l'alliage 600 MA en milieu secondaire (traitement AVT) Figure 24 - Domaines pH/température d'aggravation par la présence de plomb de la sensibilité de l'alliage 600 (MA et TT) à l'IGA/SCC (d'après [32]) Figure 25 - Effet du pH sur l'amorçage de la fissuration de l'alliage 600 en présence de plomb (d'après [33]) Figure 26 - Exemple de fissuration mixte (IG + TG) d'un tube de GV (d'après [34]) Figure 27 - Exemple de dégradation de l'alliage 600 MA par IGA et IGSCC en milieu NaCl + NaOH à pHT 9 en présence de 500 mg/kg de plomb (d'après [35]) Figure 28 - Influence de la présence de plomb et de la température sur la vitesse de fissuration de l'alliage 600 MA en milieu neutre (d'après [36]) Figure 29 - Domaines pH/température d'aggravation par la présence de plomb de la sensibilité des alliages 690TT et 800 à l'IGA/SCC (d'après [32]) Figure 30 - Comparaison des comportements en IGA/SCC des alliages 600 MA, 600TT, 690TT et 800NG en milieu soude 10 % + PbO, 350 oC (d'après [32]) Tableau 3
• 2.5 - Modélisation de la corrosion du côté secondaire des tubes de GV en alliage 600
• 2.6 - Remèdes à la dégradation par corrosion des tubes de GV
  Figure 31 - Évolution de la forme des supports de tubes de GV
• 2.7 - Conclusion

3 - Dégradation par corrosion sous contrainte des aciers inoxydables en milieux pollués dans les réacteurs REP

• 3.1 - Retour d'expérience
  Figure 32 - Fissuration transgranulaire d'un joint « canopy » en acier inoxydable de type 18-10 (d'après [41]) Figure 33 - Dégradation des aciers inoxydables austénitiques en milieux REP pollués (d'après [43]) Figure 34 - Formation d'un milieu diphasique dans le circuit RIS et piégeage d'air lors du remplissage du circuit primaire (d'après [43]) Figure 35 - Fissures transgranulaires d'un acier inoxydable 18-10, amorcées sur des piqûres en atmosphère marine à température ambiante (d'après 45]) Tableau 4
• 3.2 - Corrosion sous contrainte des aciers inoxydables en milieux contaminés par des impuretés
  Figure 36 - Influence de la température sur la fissuration intergranulaire sous contrainte des aciers inoxydables de type 304 dans l'eau en présence d'oxygène dissous (d'après [48]) Figure 37 - Influence du potentiel de corrosion sur la fissuration dans l'eau à haute température des aciers inoxydables austénitiques de type 18-10 sensibilisés (d'après [49] [50]) Figure 38 - Exemples de fissures transgranulaires d'un acier inoxydable de type 18-10 en milieu chloruré (d'après [47]) Figure 39 - Effet du potentiel sur la fissuration d'un acier inoxydable de type 18-10 dans une solution à 100 mg/l d'ions chlorure, à 290 oC (d'après [51]) Figure 40 - Influence de la teneur en oxygène sur la fissuration d'aciers inoxydables de type 18-10 en milieux chlorurés à 260-300 oC (d'après les données collectées par Gordon [52], réanalysées) Figure 41 - Influence de la température sur la fissuration des aciers inoxydables de type 18-10 en milieux chlorurés aérés (d'après [53] [54] [55] [56]) Figure 42 - Influence de la nature des chlorures et de l'humidité relative que la fissuration des aciers inoxydables de type 18-10 sous exposition atmosphérique à température ambiante (d'après [57]) Figure 43 - Influence du facteur d'intensité de contrainte et de la température sur la vitesse de fissuration d'aciers inoxydables de type 18-10 (d'après [59]) Figure 44 - Influence de la teneur en nickel et molybdène sur la fissuration des aciers inoxydables austénitiques Figure 45 - Domaine de fissuration des aciers inoxydables de type 18-10 dans des milieux chlorure + sulfate à 200 oC (d'après [61])

4 - Conclusions