Les aciers inoxydables austénitiques sont fréquemment utilisés en milieu primaire de réacteur à eau pressurisée (REP) en raison de leur excellente résistance à la corrosion. Cependant, plusieurs retours d’expérience de cas de fissuration par corrosion sous contrainte intergranulaire (CSC) ont été constatés1 . Le milieu primaire est normalement désaéré et hydrogéné, mais de l'oxygène peut être injecté lors de certaines opérations comme les adjonctions d'eau, ce qui est soupçonné d'augmenter la sensibilité à la fissuration par CSC. Des études antérieures2,3 ont montré que les oxydes intergranulaires, considérés comme des précurseurs de la CSC intergranulaire, se développent plus lentement dans un milieu saturé en oxygène dissous, et que l’amorçage de la CSC y est défavorisé pour des essais de traction lente. En revanche, d’autres auteurs4,5, utilisant d’autres modes de sollicitation mécanique, observent que l’amorçage est accéléré dans ces mêmes conditions de milieu. Ainsi, la littérature donne des résultats contradictoires sur l'effet de l'oxygène dissous sur la sensibilité à la CSC, possiblement à cause d’un impact majeur du mode de chargement. L'effet de la température sur la CSC des aciers inoxydables ne fait pas non plus l’objet d’un consensus, même dans des conditions nominales hydrogénées.
L'objectif de cette étude est de déterminer l’effet du chargement mécanique et de la température sur l'oxydation et la fissuration par CSC de l’acier 316L en milieux hydrogéné et oxygéné. Les échantillons sont exposés dans un environnement saturé en oxygène dissous ou hydrogéné à 290°C et 320°C, et avec différents modes de sollicitation mécanique (essais de traction lente, essais à déplacement imposé, essais sous charge constante). Des caractérisations par microscopie électronique à balayage de l’oxydation en surface et aux joints de grains ainsi que des réseaux de fissuration formés après essai ont permis de déterminer l’effet de la température, de la nature du gaz dissous et du chargement mécanique sur l’oxydation et l’amorçage des fissures de corrosion sous contrainte en milieu primaire REP.
(1) Ilevbare G. O.; Cattant F.; Peat N. K., SCC of Stainless Steels under PWR Service Conditions. MRP International conference and exhibition on PWR, Colorado Springs (USA) 2010.
(2) Maisonneuve M., Effet de transitoires oxygénés sur l’oxydation et la corrosion sous contrainte d’un acier inoxydable 316L écroui en milieu primaire des réacteurs à eau sous pression, Thèse de l’Université PSL, 2020.
(3) De Paula T., Oxydation et corrosion sous contrainte d’un acier inoxydable écroui en milieu primaire des REP: effet des transitoires oxygénés, Thèse de l’Université PSL, 2023.
(4) Herbst M.; Kilian R.; Huin N.; Calonne O., SCC of Austenitic Stainless Steels Under Off-Normal Water Chemistry and Surface Conditions. 18th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems – Water Reactors. Portland, Oregon, USA 2017, 849–863.
(5) Huin N.; Calonne O.; Berger S.; Devrient B.; Kilian R.; Marion A., Stress Corrosion Cracking of Stainless Steels Tested by Dynamic Loading in Oxidizing and Reducing PWR Primary Environment. 17th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems – Water Reactors August 9-13, Ottawa, Ontario, Canada 2015.
Acier inoxydable, Corrosion sous contrainte, Milieu primaire, Oxygène dissous, Température