GROUPE PERMANENT D'EXPERTS POUR LES EQUIPEMENTS SOUS PRESSION NUCLEAIRES
Avis relatif à la démarche d'EDF de traitement des écarts affectant les soudures des lignes principales
de vapeur en exclusion de rupture du réacteur EPR de Flamanville.
Réunion tenue à Montrouge le 6 juin 2019
Conformément à la demande de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), par sa lettre CODEP-DEP-2019-011267, le Groupe permanent d’experts pour les équipements sous pression nucléaires s’est réuni le 6 juin 2019 pour examiner, dans la continuité de sa séance des 9 et 10 avril 2019 - consacrée aux soudures situées au droit des traversées d’enceinte - la démarche de traitement des écarts affectant les soudures réalisées sur site des lignes vapeur principales en exclusion de rupture du réacteur EPR de Flamanville. Des membres du Groupe permanent d’experts pour les réacteurs ont également pris part à la séance et aux travaux.
Le Groupe permanent a pris connaissance des conclusions de l’examen par le rapporteur du dossier transmis par EDF et de l’avis de l’IRSN sollicité en vue de constituer son rapport. Le Groupe permanent a examiné la démarche proposée par EDF pour le traitement des écarts affectant les soudures réalisées sur site.
I. Écarts
De nombreux écarts affectant les soudures réalisées sur site des lignes vapeur principales en exclusion de rupture du réacteur EPR de Flamanville ont été identifiés et concernent notamment les caractéristiques mécaniques et de compacité du matériau des soudures.
Certains écarts interrogent sur le caractère suffisant de la qualité des soudures au regard de leur importance pour la sûreté et plus particulièrement des objectifs de la démarche d’exclusion de rupture. Il s’agit notamment de valeurs de résilience non conformes obtenues sur certains assemblages témoins de soudage, d’une sensibilité au phénomène de vieillissement sous déformation non maîtrisée, ou encore de la présence de défauts non acceptables selon les critères du code de construction.
D’autres écarts, comme ceux affectant la réalisation des qualifications de mode opératoire de soudage ou des assemblages témoins, altèrent la confiance dans l’atteinte de la qualité attendue. Certain de ces écarts constituent des écarts au référentiel d’exclusion de rupture issu de la SPN de 2005.
II. Démarche de traitement
Le Groupe permanent note que la remise en conformité partielle des soudures réalisées sur site qui sont affectées d’écarts aux spécifications du fabricant vis-à-vis de la démarche d’exclusion de rupture est prévue par EDF.
Au regard des écarts identifiés, le Groupe permanent considère qu’EDF doit apporter, tant dans l’hypothèse d’un maintien en l’état de certaines parties des soudures, que dans la mise en œuvre d’un nouveau procédé de soudage, les éléments de garantie pour répondre aux prérequis de conception et de fabrication d’une démarche d’exclusion de rupture.
III. Considérations spécifiques au procédé TIG orbital
En matière de propriétés mécaniques, le Groupe permanent note que les propriétés de résilience obtenues sur les assemblages témoins des soudures réalisées avec le procédé TIG orbital répondent aux exigences du référentiel d’exclusion de rupture.
Le Groupe permanent note par ailleurs que certaines soudures réalisées avec le procédé TIG orbital ont d’ores et déjà fait l’objet de réparations partielles alors que leur étendue, en profondeur et en extension circonférentielle, appellerait selon les critères définis par le code RCC-M dans son paragraphe S7610 une reprise complète des soudures concernées. Le Groupe permanent ne s’oppose pas à la proposition d’EDF d’une reprise partielle de ces soudures sous réserve qu’EDF apporte une justification appropriée des performances des END mis en œuvre. A cet égard, il reprend pour ces soudures, la recommandation n° 2 formulée dans l’avis du Groupe permanent référencé CODEP-MEA-2019-017616 du 11 avril 2019 portant sur les soudures réalisées en atelier. Avis et recommandations du GPESPN du 06/06/2019.
IV. Considérations spécifiques aux autres procédés de soudage
Pour l’ensemble des soudures réalisées sur site avec un autre procédé que le procédé TIG orbital, le Groupe permanent note qu’EDF prévoit de les réparer. Il note qu’EDF a prévu une nouvelle qualification d’une électrode enrobée, de dénomination commerciale Tenacito-R, pour les réparations des soudures des lignes VVP.
Le Groupe permanent considère que l’exploitant doit faire établir une qualification de mode opératoire de soudage et des prescriptions de réalisation suffisamment restrictives qui permettent de garantir l’atteinte des exigences, notamment mécaniques, spécifiées par le fabricant, dans les conditions d’utilisation prévues. Il formule ainsi la recommandation n°1 en annexe.
V. Considérations communes à l’ensemble des procédés
Compacité des soudures
Le Groupe permanent note qu’EDF prévoit, pour les soudures qui feront l’objet d’une réparation, la même organisation et les mêmes procédés de contrôles non destructifs que ceux mis en œuvre lors des derniers contrôles de fin de fabrication.
Le Groupe permanent considère que ces dispositions, satisfaisantes pour les contrôles par ultrasons, devront être précisées concernant les actions de surveillance et de contrôle pour les contrôles par ressuage et par radiographie. Il formule ainsi la recommandation n° 2 en annexe. Le Groupe Permanent considère, compte tenu de l’application voulue par l’exploitant du référentiel d’exclusion de rupture à ces tuyauteries et aux soudures correspondantes, que la performance de ces contrôles doit être précisée, pour assurer le lien avec les dispositions ultérieures de suivi en service. Il formule à cet égard la recommandation n° 3 en annexe.
Maîtrise du phénomène de vieillissement sous déformation
Le Groupe permanent considère, compte tenu de l’impact du phénomène sur les caractéristiques et la tenue mécaniques des soudures sur site, que la maîtrise du phénomène de vieillissement sous déformation nécessite d’être assurée par des paramètres appropriés des modes opératoires utilisés (choix des métaux d’apports, paramètres des QMOS, des traitements thermiques, ...) pour les réaliser.
Ces éléments de maîtrise doivent être en cohérence avec les dispositions prises au titre de la conception (décalage forfaitaire postulé pour la transition fragile/ductile pour lequel l’exploitant retient actuellement une valeur de 40 °C). Au sujet de cette valeur, le Groupe permanent formule la recommandation n° 4 en annexe, qui vient en complément de la recommandation n° 1 de l’avis du Groupe permanent référencé CODEP-MEA-2019-017616 du 11 avril 2019 portant sur les soudures réalisées en atelier.
Écarts de désalignement
Le Groupe permanent note que des désalignements dépassant les critères d’acceptabilité prévus par le code RCC-M sont constatés. Compte-tenu de l’impact potentiel de ces désalignements sur les performances des contrôles et sur l’amplification des contraintes locales, le Groupe permanent formule la recommandation n° 5 en annexe en vue de justifier le traitement de ces écarts pour les soudures concernées.
Maintien des passes de racine et de soutien
Le Groupe permanent note qu’EDF envisage de laisser en l’état les passes de racine et de soutien des soudures lors de leur réparation afin de minimiser le risque de désaccostage et qu’EDF considère que le maintien de ces passes n’affecte pas la résistance à la rupture brutale des soudures concernées.
Le Groupe permanent note qu’EDF justifiera cette position pour les passes de racine et de soutien, constituées du métal d’apport de désignation commerciale EMk35Cr, allant jusqu’à 10 mm, en démontrant la conformité de ce métal d’apport au référentiel d’exclusion de rupture. Il note que, pour l’autre métal d’apport, de désignation commerciale EML5, susceptible de constituer les passes de racine et de soutien, dont les épaisseurs seront limitées à 5 mm, EDF justifiera leur maintien en l’état par une démonstration de leur influence négligeable sur la tenue mécanique des soudures concernées à la rupture brutale.
De plus, le Groupe permanent considère que l’exploitant doit prendre en compte, dans son programme de suivi en service, la teneur faible en chrome dans les passes de racine et de soutien des soudures.
Le Groupe permanent note enfin qu’EDF apportera les justifications précédentes en tenant compte de la présence éventuelle de dépôts résiduels d’électrodes enrobées après affouillement.
Sous les réserves exprimées dans le présent avis et les recommandations qui l’accompagnent, le Groupe permanent estime que le traitement des écarts proposé par EDF pour les soudures réalisées sur site est acceptable, tout en soulignant que ce traitement ne permettra pas d’obtenir la qualité initialement visée.
Annexe : recommandations du Groupe permanent
Recommandation n° 1
Le Groupe permanent considère que l’exploitant doit justifier que les assemblages soudés réalisés pour la qualification de l’électrode enrobée Tenacito-R selon les dispositions du paragraphe S5000 du code RCC-M ainsi que les assemblages soudés réalisés pour la qualification du mode opératoire de soudage selon les dispositions du paragraphe S3000 du code RCC-M permettent d’atteindre les exigences mécaniques requises par le référentiel d’exclusion de rupture issu de la SPN de 2005 complété par les spécifications du fabricant.
Le Groupe permanent considère également qu’EDF doit mettre en œuvre les recommandations opératoires établies lors des qualifications selon les paragraphes S3000 et S5000 du code RCC-M.
Par ailleurs, le Groupe permanent recommande qu’EDF assure une traçabilité suffisante de la mise en œuvre de l’ensemble des recommandations opératoires susceptibles d’être mises en œuvre pour les opérations de remise à niveau.
Recommandation n° 2
Le Groupe permanent recommande qu’EDF complète le dossier décrivant les dispositions qu’il envisage pour la mise en œuvre des contrôles non destructifs à la suite des réparations et remises à niveau des soudures par les points suivants :
- les actions de surveillance et de contrôle pour les contrôles par ressuage ;
- le renforcement des actions de surveillance et de contrôle permettant de garantir que la mise en œuvre et l’interprétation des radiogrammes apportent le meilleur niveau de confiance attendu vis-à-vis de la compacité de ces soudures.
Recommandation n° 3
Le Groupe permanent recommande également qu’EDF fasse évoluer la qualification conventionnelle au sens de l’arrêté du 10 novembre 1999 pour le procédé d’END UT 36 pour intégrer une démonstration de capacité à détecter les défauts plans pour le suivi en service des tuyauteries de l’EPR en exclusion de rupture.
Recommandation n° 4
Le Groupe permanent recommande qu’EDF justifie le caractère enveloppe des 40 °C de décalage de la courbe de transition fragile/ductile qu’il a pris en compte pour couvrir le phénomène de vieillissement sous déformation ou démontre la pertinence du recours à une valeur inférieure prenant en compte les paramètres qui contribuent à ce vieillissement, ainsi que les résultats expérimentaux.
Recommandation n° 5
Le Groupe permanent recommande que l’exploitant justifie, pour les soudures impactées par un écart de désalignement, le maintien des performances de détection suffisante des contrôles volumiques et précise l’impact sur les indices de contrainte et, par leur intermédiaire, sur la prévention du dommage de déformation progressive.