Fissuration assistée par l'hydrogène et corrosion sous contrainte des aciers de pipelines : apports de l'étude des mécanismes de fissuration à la compréhension de l'endommagement de service et à la définition d'un test de classification

par David Le Friant

Thèse de doctorat en Science et Génie des Matériaux

Sous la direction de Thierry Magnin.

Soutenue en 2000

à l'ENSMP .


  • Résumé

    Cette étude est basée sur un cas de terrain d'un type de fissuration rencontré sur des aciers de canalisations enterrées sous protection cathodique. Notre travail s'est inscrit dans la recherche des paramètres qui ont favorisé le développement des fissures, ainsi que dans l'examen des possibilités d'atténuer le phénomène. En premier lieu, notre travail s'est axé sur l'étude des micro-mécanismes de fissuration (essais de traction lente et sous sollicitations dynamiques). Puis, nous nous sommes rapprochés de conditions de terrain, en étudiant les modes de rupture (essais sous sollicitations cycliques). Des éprouvettes lisses ou micro-entaillées, testées à potentiel libre ou cathodique, ont été utilisées. La fissuration trouve son origine dans une modification des propriétés des aciers par l'hydrogène. De tels effets ne peuvent se produire que si deux critères sont réunis : des conditions favorables aux entrées de l'hydrogène , et une localisation de l'hydrogène et de ses effets. Nous avons ainsi montré le rôle d'une déformation dynamique dans l'obtention d'une entrée significative d'hydrogène. A potentiel cathodique, les effets de l'hydrogène sont exacerbés par la présence de MnS qui conduisent à l'amorçage de fissures internes (HIC) et à un mode de rupture de type SOHIC. A potentiel libre, la plus faible quantité d'hydrogène disponible confère aux effets de localisation un rôle accru. La fissuration est alors à relier à un mécanisme de type CSC. La fissuration de service s'explique par la présence de cycles de pression, d'une surprotection cathodique et d'aciers sensibles. La protection cathodique apparaît comme le paramètre de terrain le plus efficace pour atténuer le phénomène de fissuration, via un meilleur contrôle du niveau de polarisation. Parallèlement, un test de classification des aciers vis à vis de leur sensibilité à la fissuration a pu être défini sur la base de la compréhension des mécanismes de fissuration.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (195 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [181-186]

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  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 149.297 CCL.TH.1001
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