Corrosion sous contrainte des aciers non alliés dans les conditions du stockage géologique

par Alexandre Didot

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Gérard Béranger.

Soutenue en 2008

à Compiègne .


  • Résumé

    Le but de cette étude est de déterminer si des phénomènes de fissuration par corrosion sous contrainte (CSC) sont possibles, dans les conditions du stockage géologique des déchets radioactifs, sur les aciers non alliés envisagés pour la réalisation des tubes guides et des surconteneurs. Le retour d'expérience des cas de fissurations des conduites enterrées, indique l'existence de deux types de CSC qui se distinguent par une fissuration, trans- ou intergranulaire, associée à deux domaines potentiel - pH. Il est, en général, admis que la CSC transgranulaire repose sur des phénomènes de fragilisation par l'hydrogène et que la CSC intergranulaire est gouvernée par un mécanisme de rupture de film passif. Des essais de traction lente ont été réalisés pour déterminer les domaines de sensibilité à la CSC sur des matériaux provenant de prototypes représentatifs des surconteneurs. Comme les essais de traction lente surestiment les risques liés à la CSC dans les conditions du stockage, un essai, d'une durée d'un an, a été réalisé pour vérifier si l'amorçage est possible sous des sollicitations mécaniques statiques représentatives des contraintes résiduelles. Les résultats des essais de CSC ne permettent pas d'exclure, vis-à-vis des conditions chimiques, les risques liés à la CSC intergranulaire. Mais, on observe une fissuration par rupture différée liée à la mauvaise qualité des aciers qui ne respectent pas les spécifications préconisées pour les conduites enterrées. Une démarche expérimentale, propre aux conditions du stockage, est présentée pour valider l'utilisation des aciers non alliés.

  • Titre traduit

    Stress corrosion cracking of carbon steel in the conditions of the deep geological storage


  • Résumé

    The aim of this study is to evaluate the risk of stress corrosion cracking (SCC), in the conditions of the nuclear waste storage in deep geological layer, on the carbon steels which are postpone for the construction of the lining and the canisters. References, regarding the SCC susceptibility of buried pipelines, show two types of SCC, trans- and intergranular, which are related to two potential - pH domains. Usually, transgranular SCC is attributed to hydrogen embrittlement mechanism and intergranular SCC to film rupture processes. Slow strain rate tests (SSRT) were performed in order to identify SCC susceptibility domains on samples extracted from prototypes representatives of the canisters. As SSRT tests overestimate the potential SCC susceptibility, a one year duration experiment was carried on to evaluate the materials resistance toward crack initiation under static loads representatives of residual stresses. SCC tests results did not allow us to exclude, as regards to the expected chemical conditions, intergranular SCC risks. Nevertheless, we observed delayed cracking caused by the poor quality of the selected steels which are far from the usual recommendations specified for buried pipelines. Thus, a dedicated experimental program, for this deep geological storage, is set up to assess carbon steel selection compliant with existing specifications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (238 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 113 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 DID 1787
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