L 'alliage 617 - une combinaison de nickel, de chrome, de cobalt et de molybdène - a été approuvé par l'American Society of Mechanical Engineers ( ASME) pour son inclusion dans son code des chaudières et des appareils à pression. Cela signifie que l 'alliage, qui a été testé par l'Idaho National Laboratory ( INL), peut être utilisé dans les réacteurs à sel fondu, à haute température, refroidis au gaz ou au sodium proposés. C 'est la première fois en 30 ans qu'un nouveau matériel est ajouté au Code.

L 'alliage 617 a été soumis à des fluctuations répétées de température ou de contrainte physique pour fournir des données pour le cas du code ASME ( Image : INL)

Le Code des chaudières et des récipients soumis à une pression interne établit les règles de conception pour déterminer la contrainte acceptable et spécifie les matériaux qui peuvent être utilisés pour la construction de centrales électriques, y compris dans les centrales nucléaires. Le respect de ces spécifications garantit la sécurité et la performance des composants.

INL a passé 12 ans à qualifier l 'alliage 617, avec un investissement de 15 millions de dollars du département américain de l'énergie. Une équipe de l 'INL, en collaboration avec des groupes du Laboratoire national d'Argonne et du Laboratoire national d'Oak Ridge, ainsi qu'avec des consultants de l'industrie et des partenaires internationaux, a maintenant reçu l'approbation d'ASME pour l'inclusion de cet alliage dans le Code. Les concepteurs qui travaillent sur de nouveaux concepts de centrales nucléaires à haute température ont maintenant plus d 'options en ce qui concerne les matériaux de construction.

« Il s 'agit d'une réalisation assez importante », a déclaré Richard Wright, un collègue émérite du laboratoire de l'INL qui a dirigé la partie de l'INL et la gestion globale du projet. "Contrairement aux usines à eau légère, le parc commercial, où vous pourriez avoir 50 ou 100 matériaux que vous pourriez utiliser, il y en avait exactement cinq que vous pourriez utiliser pour les réacteurs à haute température."

Contrairement aux réacteurs à eau légère, qui fonctionnent à environ 290 ° C, les réacteurs à sel fondu, à haute température, refroidis au gaz ou au sodium proposés fonctionneront deux fois plus chauds ou plus. Donc, déterminer ce qui arrive à l 'alliage 617 dans le temps à une température donnée était critique.

Toutes les mesures ont dû être effectuées sur différents lots d 'alliage 617 pour tenir compte de légères variations dans la composition et la fabrication. Certains des tests étaient rapides, comme la mesure de la contrainte que le matériau pouvait supporter avant de se casser. Cependant, certains essais, comme ceux impliquant le fluage ( la tendance d 'une substance à changer de forme avec le temps), prennent des années.

« Ces propriétés dépendant du temps deviennent vraiment difficiles à mesurer et à comprendre », a déclaré M. Wright. L 'ASME permet un triple facteur d'extrapolation pour le temps.

Après avoir recueilli les données sur l 'alliage 617, les chercheurs sont venus avec des chiffres conservateurs pour aller dans la spécification ASME. Ils ont ensuite soumis cette proposition au vote, amorçant ainsi la prochaine étape du processus d 'inclusion des documents dans le Code. Des bénévoles de l 'industrie, des laboratoires nationaux et d'ailleurs font partie des divers groupes de travail, sous-groupes et comités de l'ASME, qui se réunissent quatre fois par année pour examiner les changements à apporter aux normes.

« Nous avons commencé à le faire passer par le processus de vote », a dit M. Wright. « Cela a pris trois années complètes. » L 'approbation finale est arrivée à la fin de 2019.

Maintenant que l 'alliage 617 a été inclus dans le code ASME, les concepteurs de centrales nucléaires à haute température ont un nouveau matériau qui offre une plage de fonctionnement élargie. Les matériaux à haute température autorisés auparavant ne pouvaient pas être utilisés au-dessus de 750 ° C, selon Wright.

"Notre matériau nouvellement qualifié peut être utilisé dans la conception et la construction jusqu 'à 950 ° C. En conséquence, il pourrait permettre de nouveaux concepts de température plus élevée." at-il dit.

Recherché et écrit par World Nuclear News