BE1000078A6

BE1000078A6 - Procede pour le depot d'une matiere de recouvrement sur la paroi interne d'un tube.

Info

Publication number: BE1000078A6
Application number: BE8701176A
Authority: BE
Original assignee: Westinghouse Energy Systems In
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1988-02-02

Abstract

Procédé pour le dépot d'une matière de recouvrement (4) sur la paroi interne (5) d'un tube (3), comprenant la projection sur la paroi interne (5) du tube (3) de la matière de recouvrement (4) sous forme de poudre amenée en fusion, au moyen d'un chalumeau à plasma de manière à arreter la progression des fissurations dans le tube (3) provoquées par la corrosion sous tension, ou à en empecher leur apparition.

Description


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   "Procédé pour le   dépôt¯d'une   matière de recouvrement sur la paroi interne d'un tube". 



   La présente invention est relative à un procédé pour le dépôt d'une matière de recouvrement sur la paroi interne d'un tube, plus particulièrement d'un tube métallique de générateur de vapeur. 



   Dans les réacteurs nucléaires à eau sous pression, la chaleur est produite par la réaction en chaîne dans le noyau, elle est évacuée par l'eau de refroidissement sous haute pression et elle est acheminée vers le générateur de vapeur qui contient quetques milliers de tubes métalliques, généralement réalisés en un alliage du type Inconel 600 (alliage contenant approximativement 75   %   de nickel et d'autres éléments tels que le chrome et le fer). Ces tubes trans- mettent la chaleur à un circuit secondaire où de la vapeur est formée. 



   L'expérience montre qu'en fonctionnement un grand nombre de tubes en Inconel 600 présentent des fuites du côté primaire du générateur vers le côté secondaire de celui-ci et inversement, suite à la formation de petites fissures par un phénomène de corrosion sous tension provoquées par l'eau de refroidissement primaire passant par les tubes et l'eau d'alimentation secondaire passant à l'extérieur de ceux-ci et se transformant en vapeur. Afin d'éviter que les tubes qui présentent des fuites par corrosion sous tension ne soient mis hors d'état de fonctionnement, on a recherché différents moyens pour les remettre en état. 



   Les procédés de réparation existants sont le "sleeving" (introduction dans le canal des tubes d'un manchon), le "rotopeeing" (martelage des tubes au moyen de balais abrasifs rotatifs), le "shotpeeing" (grenaillage) et récemment le dépôt électrolytique de nickel. 



   Les inconvénients de ces procédés sont une prévention insuffisante contre la formation de fissures et, généralement, une extension des fissures pour les trois premiers procédés. En ce qui concerne le dépôt électrolytique de nickel, il s'agit d'un procédé 

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 compliqué et lent, notamment pour l'application de la couche protec- trice à l'intérieur des tubes. 



   Un des buts essentiels de la présente invention consiste à proposer un procédé qui permet de remédier aux inconvénients sus= mentionnés. 



   A cet effet, suivant l'invention, on projette sur la paroi interne du tube une matière de recouvrement sous forme de poudre amenée en fusion, au moyen d'un chalumeau à plasma de manière à arrêter la progression des fissurations dans le tube provoquées par la corrosion sous tension, ou à en empêcher ,leur apparition. 



   Suivant une forme de réalisation particulière du procédé de l'invention, le diamètre du tube ne dépasse pas 30 mm. 



   Suivant une autre forme de réalisation particulière, on utilise comme matière de recouvrement une matière choisie dans le groupe comprenant les métaux et les alliages métalliques. 



   Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'inven- tion, on utilise une extension sur le chalumeau à plasma pour projeter la matière de recouvrement à l'intérieur du tube et on fait tourner soit l'extension soit le tube de manière à répartir uniformément le recouvrement sur la paroi interne du tube. 



   Enfin, l'invention concerne encore un tube tel que traité par le procédé décrit ci-dessus. 



   D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, de quelques formes de réalisation particulières, avec référence au dessin annexé, du procédé suivant l'invention. 



   La figure unique représente, schématiquement, une vue en élévation avec brisure partielle d'une extension d'un dispositif de projection de plasma dans un tube métallique, agencée pour recouvrir d'une matière la paroi interne de celui-ci. 



   L'invention concerne un procédé pour le dépôt d'une matière de recouvrement sur la paroi interne d'un tube, en particulier d'un tube métallique d'un générateur de vapeur. Une caractéristique essentielle de ce procédé est qu'on projette sur la paroi interne du tube la matière de recouvrement sous forme de poudre amenée en fusion, au moyen d'un chalumeau à plasma, de manière à arrêter la 

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 progression des fissurations dans le tube provoquées par la corrosion sous tension, ou à en empêcher leur apparition. 



   Comme on le sait, le chalumeau à plasma utilise un arc électrique étranglé afin de stimuler un gaz inerte jusqu'à des plasmas thermiques pouvant atteindre des températures de 16.000 C. 



   La matériau de recouvrement protecteur est amené sous la forme de poudre dans le chalumeau à plasma par un gaz porteur inerte, tel que de l'argon, de l'hélium, ou encore des mélanges d'argon et d'azote ou d'hydrogène et d'azote, il est porté à fusion dans la flamme, et il est projeté à une vitesse moyenne de 610 m par seconde sur le substrat, en l'occurence sur la paroi interne du tube métallique. De par cette vitesse énorme et ces températures élevées, les particules en fusion forment des micro-soudures avec le matériau de base formant la paroi interne du tube.

   C'est ainsi que l'on obtient des recouvrements protec- teurs très denses avec une très faible porosité, peu d'oxydes se formant compte tenu du fait que le gaz inerte protège contre l'oxydation. ba matière de base ne doit pas être préchauffée comme pour d'autres techniques d'application par projection, et la température de la matière de base durant la projection ne doit pas être supérieure à 100 C - 200 C. 



   Les tubes utilisés sont des tubes métalliques, générale- ment en Inconel 600 lorsqu'il s'agit de tubes de générateur de vapeur. 



  Le matériau de recouvrement utilisé est constitué par un métal pur, tei que, par exemple, du nickel pur, ou par un alliage métallique, tel que l'Inconel 600, les alliages à base de nickel et d'aluminium, etc. D'autres matériaux pourraient également être pris en considération dans d'autres types d'application. La couche protectrice couvre la surface interne du tube sur une longueur importante et son épaisseur est de l'ordre d'environ 200 microns. La surface intérieure du tube est de préférence décapée grossièrement par sablage de manière à augmenter l'adhérence de la couche protectrice à celle-ci. 



   Le procédé de l'invention permet, par conséquent, d'appliquer avec la technique de projection par chalumeau à plasma sur la surface interne de tubes, une couche protectrice qui arrêtera l'extension ou la progression des fissurations à l'intérieur de ceux-ci et qui maintiendra donc l'utilité des tubes. Ce procédé permet ainsi 

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 d'obtenir une couche protectrice plus efficace et dans un délai plus court qu'avec les procédés de la technique antérieure. 



   L'objet de l'invention sera illustré davantage par la description donnée ci-après d'une variante d'un chalumeau à plasma, pouvant être utilisée avantageusement pour la mise en oeuvre du procédé exposé ci-dessus. 



   L'appareillage en question (non représente sur la figure) consiste en un pistolet à plasma, une unité de contrôle pour le réglage et l'arrivée au pistolet de l'alimentation électrique et le réglage du débit des gaz inertes, des gaz plasmagènes et des gaz aduc- teurs de poudre. Une extension 2 fixée au pistolet à plasma par l'inter- médiaire d'un organe de liaison 1 est introduit dans le tube 3 en Inconel d'un générateur de vapeur, d'un très petit diamètre, ne dépassant pas généralement 30 mm, pour projeter la matière de recouvrement 4 sur la surface interne 5 du tube. On peut faire tourner soit l'extension 2 soit la totalité de la torche de manière à répartir uniformément le recouvrement 4 sur la paroi interne 5 du tube.

   Comme on l'a déjà précisé précédemment, la poudre   6   qui est projetée est une poudre métallique ou une poudre d'alliage métallique. Les méthodes de contrôle de la couche de protection 7 sont entre autres le contrôle microgra- phique, les mesures de dureté et de densité, la porosité et l'adhérence. 



   Le procédé de l'invention permet en fait de restaurer l'intégrité mécanique de la paroi des tubes de générateurs de vapeur qui, en fonctionnement, auraient été attaqués localement par la corrosion sous tension : 1 ) en apportant une couche protectrice qui empêche l'eau primaire corrosive d'attaquer la surface interne des tubes ; 2 ) en apportant une couche d'étanchéité qui empêche l'eau primaire de pénétrer dans le circuit secondaire par des fissures existant déjà ;

   3 ) le dispositif du chalumeau à plasma, éventuellement couplé à un robot, permet de réaliser une réparation dans le champ de rayonne- ment hautement radioactif du générateur de vapeur et peut être utilisé pour recouvrir la face interne de tubes d'un diamètre extrême- ment réduit, ne dépassant pas généralement 30 mm, ce qui s'était avéré irréalisable jusqu'à présent avec les méthodes existantes. 

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   En outre, ainsi qu'on l'a déjà précisé précédemment, le procédé de recouvrement de l'invention est nettement plus rapide que le procédé de dépôt électrolytique utilisé actuellement. 



   Il est évident que le procédé de l'invention peut également être appliqué à titre préventif. 



   Il va bien entendu de soit que la présente invention n'est pas limitée aux différentes formes de réalisation décrites et que bien d'autres variantes peuvent encore être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet.

Claims

REVENDICATIONS 1. ,Procédé pour le dépôt d'une matière de recouvrement (4) sur la paroi interne (5) d'un tube (3), caractérisé en ce que l'on projette sur la paroi interne (5) du tube (3) la matière de recouvrement (4) sous la forme de poudre amenée en fusion, au moyen d'un chalumeau à plasma de manière à arrêter la progression des fissurations dans le tube (3) provoquées par la corrosion sous tension, ou à en empêcher leur apparition.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du tube (3) ne dépasse pas 30 mm.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube (3) est en un alliage à base de nickel, tel qu'en Inconel 600.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube (3) est un tube de générateur de vapeur.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme matière de recouvrement (4) une matière choisie dans le groupe comprenant les métaux et les alliages métalliques.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la matière de recouvrement (4) est du nickel, un alliage à base de nickel et de chrome, tel que l'Inconel 600 ou un composé intermétallique nickel-aluminium.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on décape par sablage la paroi interne (5) du tube (3) avant l'application de la matière de recouvrement (4).
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise une extension (2) sur le chalumeau à plasma pour projeter la matière de recouvrement (4) à l'intérieur du tube (3) et en ce que l'on fait tourner soit l'extension (2) soit le tube (3) de manière à répartir uniformément le recouvrement (4) sur la paroi interne (5) du tube (3).
9. Tube métallique tel que traité par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.