Le relâchement et l’activation des produits de corrosion des tubes de générateur de vapeur (GV) sont en partie responsables de la radioactivité du circuit primaire et des circuits auxiliaires des réacteurs à eau sous pression (REP). Ces tubes, fabriqués en alliage base nickel, relâchent notamment du ⁵⁸Ni qui, sous flux neutronique, s’active en ⁵⁸Co, élément radioactif contaminant la surface des circuits. Ce phénomène impacte la gestion et la disponibilité des tranches nucléaires ainsi que la sûreté du personnel de maintenance, et nécessite donc d’être minimisé. Le relâchement des tubes de GV est dépendant des paramètres physico-chimiques du fluide primaire, ainsi que des paramètres matériaux des tubes [1-3]. L’état de surface de ces derniers est donc une composante d’intérêt dans la maitrise du relâchement, et c’est sur ce point que se focalise cette étude.

Pour mieux comprendre l’effet de l’état de surface sur le relâchement, une douzaine de tubes de GV issus de gammes de fabrication différentes a été étudiée, illustrant la diversité d’états de surface rencontrés industriellement. A l’aide de la boucle BOREAL d’EDF R&D, le relâchement de ces tubes en alliage 690TT (60% Ni, 30% Cr, 10% Fe) a été obtenu en milieu primaire simulé à 325°C. Dans les mêmes conditions expérimentales (chimie, température, pression), les tubes présentent des cinétiques de relâchement variées. Afin de comprendre ces résultats, différentes analyses ont été effectuées sur les tubes à l’état de réception et à l’état oxydé, notamment par microscopie électronique à balayage (MEB) et à l'aide des techniques de microanalyses associées (EDS, EBSD). Ces études de la surface interne des tubes ont ainsi permis de déterminer les paramètres de rugosité et de caractériser la microstructure, l’écrouissage et la présence d’impuretés chimiques. Le taux de recouvrement en alumine ainsi que le niveau d’écrouissage et la profondeur impactée ont été mesurés sur chacun des tubes. Les résultats indiquent des différences d’état de surface entre les tubes. Parmi l’ensemble des paramètres étudiés, certains semblent avoir un effet du premier ordre permettant d’expliciter les différentes cinétiques de relâchement mesurées. 

Références :

[1] S. Gardey, « Etude de la corrosion généralisée des alliages 600, 690 et 800 en milieu primaire. Contribution à la compréhension des mécanismes », Thèse de doctorat, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1998.

[3] F. Carrette, « Relâchement des produits de corrosion des tubes en alliage 690 de générateur de vapeur du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée », Thèse de doctorat, Toulouse INP, 2002.

[2] J. Flambard, « Effet des étapes d’un redémarrage de réacteur à eau sous pression sur l’oxydation et le relâchement des produits de corrosion des tubes de générateur de vapeur en alliage 690 », Thèse de doctorat, Toulouse INP, 2020.