Fig. 1. Schéma de principe du dispositif de corrosion dynamique de l'eau à haute température et haute pression. Crédit :LIU Chao
Le comportement en service des matériaux dans des environnements extrêmes est l'un des goulots d'étranglement limitant le développement de systèmes d'énergie nucléaire avancés. Des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont récemment obtenu de nouveaux résultats sur le comportement à la corrosion des matériaux d'alliage sous forte irradiation, environnements corrosifs à haute température et liquide de refroidissement.
Pour simuler l'environnement auquel sont confrontés les matériaux de structure des réacteurs à eau supercritique, les chercheurs ont indépendamment conçu et construit un dispositif d'essai de corrosion dynamique de l'eau à haute température et haute pression, dont la température maximale de fonctionnement, la pression et le débit d'eau sont respectivement de 700 degrés Celsius, 10 MPa et 10 m/s, et la concentration minimale en oxygène est de 5 ppb.
Les aciers ferrite-martensitique SIMP et T91 sont proposés comme matériaux candidats pour le réacteur supercritique refroidi à l'eau. Les chercheurs ont étudié à la fois la cinétique de corrosion de l'eau à haute température et le comportement de corrosion du SIMP et du T91 sous irradiation en utilisant l'installation de recherche sur les ions lourds à Lanzhou et le dispositif de corrosion dynamique de l'eau à haute température et haute pression.
On constate que l'acier SIMP a une meilleure résistance à la corrosion par l'eau que l'acier T91. La vitesse de corrosion est augmentée par le débit, ce qui a également un effet significatif sur la phase du film d'oxyde.
Les résultats des expériences de pré-irradiation aux ions lourds confirment que l'irradiation provoque une augmentation significative de la vitesse de corrosion des matériaux. D'après les résultats expérimentaux, les chercheurs ont également discuté du comportement à la corrosion par l'eau à haute température du matériau et du mécanisme de dégradation de la résistance à la corrosion sous irradiation.
Fig. 2. Courbes de cinétique de corrosion des aciers SIMP et T91 (5 m/s, 5 ppb). Crédit :LIU Chao
Fig. 3. Variation de l'épaisseur du film d'oxyde de l'acier T91 avec la dose d'irradiation (450 ℃, 5 m/s, 10 MPa, 5 ppb). Crédit :LIU Chao
Ces réalisations fournissent non seulement une plate-forme de recherche importante, mais aussi des méthodes expérimentales pour le criblage et l'évaluation rapides de matériaux candidats pour les réacteurs avancés refroidis à l'eau.
Les résultats ont été publiés dans Science de la corrosion .
