Journée annuelle des utilisateurs de Salome-Meca 2018 Deux exemples de justification mécanique de composant sous pression en présence d’un défaut P. Le Delliou (EDF R&D, MMC)
Contexte et objectifs Justification mécanique de composants avec défauts Enjeu : Justifier le caractère acceptable du défaut, selon les règles du RSE- M (marges sur les chargements, caractéristiques pessimistes…) Méthode : Modéliser le défaut – définir les matériaux - appliquer les chargements – calculer le paramètre J et le comparer au critère matériau Premier exemple Fissures de CSC découvertes dans des plaques de partition de GV 900 MWe Deuxième exemple Défaut découvert dans une pénétration de fond de cuve (PFC) de la cuve de Gravelines 1 2 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Présentation des plaques de partition Plaque Sortie vapeur de partition Sortie eau Entrée eau primaire primaire 3 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
La partie basse du GV : composants Les composants de la partie basse La plaque tubulaire (PT) en acier faiblement allié => structure multiperforée Le fond primaire « bol » en acier moulé La virole secondaire en acier faiblement allié La plaque de partition (PP) et l’attente de plaque (AP) en alliage 600 Le revêtement du fond en acier inox 308L/309L Le revêtement de la PT en alliage 182 Les soudures AP/PT et AP/PP en alliage 182 4 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
La partie basse du GV : matériaux Les matériaux de la partie basse Caractéristiques thermo-élastiques : annexe ZI du RCC-M Courbes de traction rationnelles : données Framatome Courbe de résistance à la déchirure ductile de l’alliage 600 5 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Méthodologie utilisée Calculs élasto-plastiques pour plusieurs configurations Défaut traversant enveloppe => stabilité de la déchirure vers les points 1. triples Défaut de surface « bande » => stabilité de la déchirure dans l’épaisseur 2. Défaut traversant (plusieurs longueurs) => aire de brèche et débit de by- 3. pass du faisceau Etude de l’historique des chargements (EH + FN + incident 3 ème cat.) 4. Situations de fonctionnement Epreuve hydraulique (EH) à taux plein (1,33 * Pcalcul) Fonctionnement nominal (FN) Situation 59.1 (petite brèche sur tuyauterie vapeur) 6 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Maillages (1) Maillage d’un demi fond de GV (structure saine) 7 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Maillages (2) Maillage d’un demi fond de GV (défaut bande) Défaut a = 10 mm – c = 250 mm 8 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Situation 59.1 : pressions 9 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Situation 59.1 : températures 10 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Situation 59.1 : iso-VMISES Défaut a = 10 mm – c = 1000 mm Instant 1300 s 11 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Situation 59.1 : stabilité du défaut de surface Etude à l’instant le plus pénalisant de la situation 12 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Bilan des études sur les plaques de partition Défauts traversants (hypothétiques) La stabilité d’un défaut traversant très long a été démontrée Le débit de by-pass du faisceau est faible Défauts de surface Définition de règles d’acceptation – couples longueur-profondeur La méthodologie a été transférée à la Direction Technique Beaucoup de GV 900 ont été remplacés (RGV) Il reste quelques GV « pérennes » => suivi END La sensibilité à la CSC est reliée à la déformation plastique de l’attente lors de l’épreuve initiale à taux plein 13 13 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
La PFC de Gravelines 1 Contexte • Défaut découvert en 2011 (VD3) sur la PFC 4 de Gravelines 1 • Défaut axial débouchant en peau interne de la PFC • Géométrie du défaut complexe • Probablement dû à une inclusion allongée, affleurant en surface • Calcul de justification de la non-nocivité du défaut Modélisation de la géométrie « réelle » du défaut Calcul élasto-plastique de G le long du front de fissure Calcul en pression seule (25 MPa) à 300 ° C, majorant des chargements des différentes catégories, prenant en compte les coefficients de sécurité 14 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
La partie basse de la cuve : composants Les composants de la partie basse Le fond primaire en acier faiblement allié La PFC en alliage 600 Le revêtement du fond en acier inox 308L/309L Le beurrage du chambrage en alliage 182 La soudure de fixation de la PFC en alliage 182 15 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Le maillage de la PFC On suppose que la PFC est centrée (en réalité la PFC4 est inclinée de 12 ° ) 16 16 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Le maillage de la PFC : les matériaux Revêtement PFC Soudure Fond Beurrage Défaut 17 17 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Iso-contraintes SIYY Zone singulière Iso-contraintes SIYY => contraintes orthoradiales sur le plan de fissure 18 18 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Evolution de G le long du défaut Calcul élasto-plastique P = 25 MPa - défaut A3 (partie haute) 7 6 5 4 G (kJ/m2) 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Abscisse curviligne le long de A3 (peau int vers zone singulière) 19 19 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Principaux résultats La valeur de G le long du front de fissure n’excède pas 7 kJ/m 2 La valeur de J 0,2 de l’alliage 182 est de 150 kJ/m 2 Il existe une zone singulière en partie basse de la soudure de fixation de la PFC L’amplification plastique de G est faible (comparaison élasticité/élasto-plasticité) 20 20 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
Bilan de l’étude sur la PFC Etude versée au DTE (Dossier de Traitement de l’Ecart) A contribué au re-démarrage de la tranche Mise en place d’un bouchon démontable en partie haute de la PFC Installation d’un système de détection de fuite en service Développement et mise en œuvre d’une réparation définitive Prélèvement de la PFC pour expertise Mise en place d’un bouchon soudé du côté interne de la cuve Opération réalisée en 2016 21 Journée des utilisateurs Salome-Meca - Deux exemples de justification mécanique de défaut
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