Afin de maîtriser les durées d’arrêts des centrales nucléaires et la dose reçue par le personnel, il est nécessaire d’identifier l’effet des produits de corrosion et plus particulièrement des polluants sur la dégradation des tubes de générateurs de vapeur (GV). L’étude a pour objectif d’analyser l’effet du plomb et du soufre présent dans le milieu secondaire des réacteurs à eau sous pression (REP) sur la susceptibilité à la corrosion sous contrainte (CSC) en peau externe des tubes de GV en alliage base Nickel (690). Les travaux portent sur des éprouvettes testés avant le commencement de la thèse sur le site du Creusot, par Framatome. Une étude complète de l’influence des polluants les plus néfastes (à base de Pb et de S) sur les modes de dégradation a été réalisée en combinant diverses techniques de caractérisation. Progresser significativement sur cette compréhension des modes de dégradation lors la sollicitation des tubes, requiert d’obtenir des données pertinentes à l’échelle de l’étude pouvant aller du micromètre au nanomètre. Des techniques d’analyse fine utilisant la microscopie électronique en transmission (MET) combinée à la spectroscopie de dispersion en énergie des rayons X (EDS) et la diffraction des rayons X au MET ont permis de détecter, localiser et quantifier les polluants dans la couche d’oxyde et à l’interface oxyde-métal, à la surface des tubes et tout au long de la fissure de CSC. L’étude de la passivité de ces alliages ainsi que leur oxydation intergranulaire en présence de polluants nécessite une approche métallurgique ainsi que des caractérisations microscopiques à différentes échelles. Ces différentes données ont permis de proposer un modèle physico-chimique de l’effet du plomb et du soufre sur le mécanisme d’endommagement. |
In order to control nuclear power plant shutdown times and the dose received, it is necessary to identify the effect of corrosion products and more particularly of pollutants on the degradation of steam generator (SG) tubes. The study aims to analyze the effect of lead and sulfur present in the secondary environment of pressurized water reactors (PWR) on the susceptibility to stress corrosion cracking (SCC) of the external skin of steam generator tubes made of nickel-based alloys (690). The analyses were performed on specimens tested before the beginning of this PhD in Creusot’s laboratory, by Framatome. A complete study of the influence of the most detrimental pollutants (Pb and S based) on the degradation modes has been necessary by combining various characterization techniques. To make significant progress in understanding the degradation modes during the solicitation of the tubes, it was necessary to obtain relevant data at the scale of the study, which can range from micrometer to nanometer. Fine analysis techniques using transmission electron microscopy (TEM) combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and electron diffraction allowed detection, localization and quantification of contaminants in the oxide layer and at the oxide-metal interface along the cracks of the SCC. The study of the passivity of these alloys as well as their intergranular oxidation in the presence of pollutants requires a metallurgical approach as well as microscopic characterizations at different scales. These different data made it possible to propose a physicochemical model of the effect of lead and sulfur on the damage mechanism. |