Filters
Results 1 - 1 of 1
Results 1 - 1 of 1.
Search took: 0.044 seconds
AbstractAbstract
[en] Since the late 1960's, a special form of stress corrosion cracking (SCC) has been identified for Alloy 600 exposed to pressurized water reactors (PWR) primary water: intergranular cracks develop during the alloy exposure, leading, progressively, to the complete ruin of the structure, and to its replacement. The main goal of this study is therefore to evaluate in which proportions the hydrogen absorbed by the alloy during its exposure to the primary medium can be responsible for SCC crack initiation and propagation. This study is aimed at better understanding of the hydrogen absorption mechanism when a metallic surface is exposed to a passivating PWR primary medium. A second objective is to characterize the interactions of the absorbed hydrogen with the structural defects of the alloy (dislocations, vacancies...) and evaluate to what extent these interactions can have an embrittling effect in relation with SCC phenomenon. Alloy 600-like single-crystals were exposed to a simulated PWR medium where the hydrogen atoms of water or of the pressuring hydrogen gas were isotopically substituted with deuterium, used as a tracer. Secondary ion mass spectrometry depth-profiling of deuterium was performed to characterize the deuterium absorption and localization in the passivated alloy. The results show that the hydrogen absorption during the exposure of the alloy to primary water is associated with the water molecules dissociation during the oxide film build-up. In an other series of experiments, structural defects were created in recrystallized samples, and finely characterized by positron annihilation spectroscopy and transmission electron microscopy, before or after the introduction of cathodic hydrogen. These analyses exhibited a strong hydrogen/defects interaction, evidenced by their structural reorganization under hydrogenation (coalescence, migrations). However, thermal desorption spectroscopy analyses indicated that these interactions are transitory, and dependent on the local hydrogen activity in the bulk material. Finally, these results allowed a new model describing SCC crack initiation and propagation to be formulated. (author)
[fr]
Ce travail de these s'interesse aux alliages a base nickel exposes au milieu primaire des reacteurs a eau pressurisee: ceux-ci, et en particulier, l'alliage 600, contenant environ 16% de chrome, montrent, en service, une sensibilite a un phenomene de corrosion localisee appele corrosion sous contrainte (CSC). La corrosion sous contrainte aboutit, a terme, au developpement de fissures intergranulaires necessitant le remplacement des materiaux de structure. La comprehension de ces phenomenes constitue donc un enjeu majeur dans le cadre de la surete et du prolongement de la duree de vie des reacteurs, avec, egalement, des aspects economiques evidents. Le role de cette etude est d'apporter des elements de comprehension quant au role de l'hydrogene dans ces phenomenes de corrosion sous contrainte. L'objectif de ce travail etait double: d'une part, determiner la source principale de l'hydrogene absorbe par l'alliage lors de exposition au milieu primaire, et d'apporter des elements permettant de caracteriser le mecanisme responsable de son absorption. D'autre part, un second objectif consistait a evaluer dans quelle mesure l'hydrogene absorbe par l'alliage pouvait jouer un role dans ces phenomenes de CSC, notamment, en regard de ses interactions possibles avec les defauts de structure du materiau. A cette fin, des techniques de tracage isotopique mises en oeuvre lors de la corrosion de ces alliages en milieu primaire ont ete utilisees, la penetration des traceurs etant ensuite analysees par spectrometrie de masse d'ions secondaires. Ces analyses ont permis de montrer que l'hydrogene absorbe provenait principalement de la dissociation de la molecule d'eau lors de l'edification du film d'oxyde passif. Par ailleurs, la creation de defauts de structure dans le materiau, et leur etude par annihilation de positons et microscopie electronique en transmission, apres creation ou apres interaction avec l'hydrogene introduit par chargement cathodique, ont permis de caracteriser les interactions de cet element avec les defauts. Ces interactions sont importantes, et menent a une reorganisation des defauts (coalescence, migration), mais sont transitoires, leur intensite dependant de l'activite locale de l'hydrogene en solution. Ces resultats ont permis la proposition d'un nouveau modele d'amorcage et de propagation des fissures de CSCOriginal Title
Mecanismes d'absorption d'hydrogene et interactions hydrogene - defauts: Implications en corrosion sous contrainte des alliages a base nickel en milieu primaire des reacteurs a eau pressurisee
Primary Subject
Source
27 Nov 2012; 262 p; [220 refs.]; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Physico-chimie des Materiaux
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
Reference NumberReference Number
INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue
External URLExternal URL