1.0 Contexte
À l’heure actuelle, les propriétés des matériaux constituant les tubes de force irradiés sont déterminées en ayant recours à des procédures d’essai qui ne sont pas normalisées par des organismes de normalisation, comme l’American Society for Testing and Materials (ASTM) ou l’Association canadienne de normalisation (CSA). Les résultats obtenus grâce à ces procédures sont utilisés dans l’élaboration de la norme CSA N285.8. Ils servent également à valider de nouvelles méthodes d’intégrité structurale de l’industrie dans le but d’appuyer des demandes de permis.
La norme CSA N285.4 exige des essais de surveillance des tubes de force. Toutefois, les résultats de ces essais ne sont pas obtenus en appliquant des normes examinées et acceptées. Le personnel de la CCSN a déterminé qu’il était nécessaire de normaliser les procédures d’essai des tubes de force irradiés, incluant leur conditionnement et leur préconditionnement. Une expertise est également recherchée dans le but de faciliter l’élaboration de procédures d’essai normalisées reconnues par la CSA ou l’ASTM.
2.0 Objectifs
L’objectif du projet est de faciliter la normalisation des procédures d’essai portant sur des tubes de force irradiés en alliage Zr-2,5Nb (un alliage de zirconium renfermant 2,5 % de niobium) en proposant des modifications aux normes CSA ou ASTM applicables, ou de mettre au point de manière indépendante de nouvelles normes ou annexes de normes reconnues par la CSA ou l’ASTM.
3.0 Portée des travaux
La portée des travaux comprend ce qui suit :
3.1 Examiner la norme ASTM E-1820 intitulée « Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness » et évaluer son applicabilité à des essais de traction compacte d’échantillons de tube de force irradiés en Zr 2,5Nb utilisés par l’industrie canadienne du nucléaire. L’évaluation a pour but de fournir une voie à suivre qui tient compte des connaissances théoriques les plus récentes et des progrès réalisés dans l’équipement d’essai.
3.2 Faciliter la normalisation des procédures d’essai des tubes de force en Zr 2,5Nb en proposant des modifications aux normes CSA ou ASTM, ou en élaborant de nouvelles ébauches de normes ou annexes de normes reconnues par la CSA ou l’ASTM.
Les nouvelles ébauches de normes ou annexes de norme doivent porter sur :
a) les tubes de force en Zr-2,5Nb irradiés, tels que reçus;
b) les tubes de force en Zr-2,5Nb irradiés et assujettis à des concentrations élevées d’hydrogène. Les deux sujets d’intérêt doivent porter sur l’analyse des propriétés, notamment la ténacité à la rupture à la température ambiante et à des températures élevées (par exemple à 300 degrés Celsius).
4.0 Tâches à accomplir
4.1 Examiner la norme ASTM E-1820 intitulée « Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness » et évaluer son applicabilité à des essais de traction compacte d’échantillons de tube de force irradiés en Zr 2,5Nb utilisés par l’industrie canadienne du nucléaire. L’évaluation a pour but de fournir une voie à suivre qui tient compte des connaissances théoriques les plus récentes et des progrès réalisés dans l’équipement d’essai.
4.2 À la lumière de l’examen ci-dessus, répondre aux questions suivantes :
a) Peut-on appliquer la norme ASTM E1820 « Test Method for Measurement of Fracture Toughness » à des essais portant sur des tubes de force irradiés en Zr-2,5Nb à la température ambiante et à des températures élevées (p. ex. à 300 degrés Celsius)?
b) Quels sont les points principaux à améliorer ou à développer? Les décrire, avec justification à l’appui des suivant :
i. Quelles sections de la norme susmentionnée devraient être modifiées pour convenir aux essais de traction compacte d’échantillons de tube de force irradiés en Zr 2,5Nb?
ii. Quelles sections de la norme susmentionnée devraient être modifiées pour convenir aux essais sur les échantillons de tube de force irradiés en Zr 2,5Nb, afin de tenir compte des connaissances théoriques les plus récentes et des progrès réalisés dans l’équipement d’essai?
c) Comment devrait-on procéder en ce qui a trait à la normalisation des essais de traction compacte d’échantillons de tubes de force irradiés en Zr 2,5Nb?
4.3 Examiner et résumer les pratiques internationales dans les domaines suivants :
a. Essais de ténacité à la rupture portant sur des échantillons sous-dimensionnés;
b. Utilisation d’échantillons à traction compacte (CCTS) dans les essais de ténacité à la rupture;
c. Instrumentation et systèmes d’acquisition de données de pointe;
d. Méthodes de calcul et de vérification des paramètres de ténacité à la rupture à partir de données d’essai.
4.4 Élaborer deux (2) normes ou annexes de norme provisoires reconnues par la CSA ou l’ASTM pour déterminer la ténacité à la rupture des tubes de force irradiés en Zr 2,5Nb tels que reçus ou ayant été assujettis à des concentrations élevées d’hydrogène, à la température ambiante et à des températures élevées (p. ex. à 300 degrés Celsius).
