Etude par la technique d’émission acoustique de la corrosion sous contrainte de trois nuances d'acier inoxydable (austénitique, ferritique et austéno-ferritique) en milieu chlorure chaud

par Alain Proust

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Henri Mazille.

Soutenue en 1992

à Lyon, INSA , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    Le phénomène de corrosion fissurante sous contrainte est complexe, difficilement prévisible, et ses conséquences sont souvent catastrophiques et redoutées dans la pratique industrielle. Son étude , dans le cas de trois nuances d'acier inoxydable (austénitique, ferritique et austénoferritique) en milieu chloruré chaud (MgC12 44 % à 145°C), fait l'objet de ce travail. La technique d'émission acoustique (EA) a été choisie, car elle permet non seulement le suivi de la propagation des fissures ; mais elle s'avère aussi très efficace pour l'investigation des mécanismes fondamentaux de corrosion sous contrainte (CSC). Notre travail expérimental commence par une identification systématique des différentes sources d'EA liées aux conditions opératoires : ébullition ou cristallisation de la solution, dégagement d'hydrogène, piqûre, parasites mécaniques et électromagnétiques, déformation plastique et propagation de fissures. Une étude sur des éprouvettes testées en traction dans un microscope électronique à balayage, permet de corréler sans ambiguïté les étapes de déformation plastique avec leur signature acoustique. Les essais effectués à vitesse de déformation imposée en milieu MgC12, complétés par l'observation systématique des faciès de rupture, conduisent à identifier et caractériser le signaux d'EA produits sur les trois nuances, lors de la propagation des fissures des CSC. Enfin, les essais de sollicitation pulsée, couplés avec des mesures acoustiques, électrochimiques et l'observation microfractographique des ruptures, sont riches en enseignements sur les conditions et les vitesses de fissuration ainsi que sur les mécanismes de production des salves d'EA liées au processus de fissuration. A partir de ce dernier type d'essais, nous avons défini un critère, basé sur des paramètres d'EA, permettant de détecter la propagation des fissures dès le façonnage de celles-ci. Ce critère est beaucoup plus sensible que d'autres s'appuyant sur des mesures mécaniques, électroniques et ultrasonores.

  • Titre traduit

    = Study of the stress corrosion cracking of the three types of stainless steels in hot magnesium chloride by acoustic emission monitoring


  • Résumé

    The aim of this study is to confirm the possibility of Acoustic Emission (AE) monitoring of Stress Corrosion Cracking (SCC). AE technique can first, shed light into the mechanism of SCC particularly concerning the propagation process of trans-granular sec, and second, evolve into a method for in sit continuous monitoring of critical structures, for instance in chemical plants. The material-environment system is austenitic, ferritic and duplex stainless steels in 44% aqueous MgC12 solution at 145°C. Ali possible AE sources are identified and characterized in such operating conditions : bubbling and solution crystallization, hydrogen evolution, pitting, mechanical and electromagnetic noise. Plastic deformation. Tensile tests in a scanning electron microscope (SEM) are performed to identify the local deformation mechanisms that can induce film rupture. Slow strain rate tests are carried out to produce reproducible stress corrosion crack. During cracks propagation the AE bursts are identified and characterized for the three types of stainless steels. The mechanisms of film rupture are now better understood with SEM observations. Load pulsing tests in MgCl2 together with electrochemical measurements and SEM fractographs give a lot of information on initiation conditions, crack velocity, and the mechanism of AE bursts production. A good criterion bas already been achieved to detect by AE measurements the early stages of sec initiation and propagation. This criterion provides an earlier detection of sec than other mechanical and electrochemical techniques.

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  • Détails : 1 vol. (286p.)
  • Notes : note confidentialité
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1525)
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