Colloque Fiabilité des structures de transport et de stockage d énergie Page 2 Contrôle de l intégrité des structures par les méthodes de Contrôles Non Destructifs CND - Cas des équipements sous pression Mohammed CHERFAOUI et Fan ZHANG CETIM Email mohammed.cherfaoui@cetim.fr
Les Contrôles Non Destructifs Page 3 Les technologies utilisées: Les méthodes traditionnelles de CND Les méthodes avancées par Ultrasons et de l imagerie (TOFD, Multiéléments ) Les ondes guidées, l émission i acoustique La modélisation et la simulation des contrôles CND Thermographie pulsée, vision industrielle
Colloque Fiabilité des structures de transport et de stockage d énergie Page 4 Partie1-les techniques de détection de fuite
Contexte industriel Page 5 Fuites à détecter de l ordre de quelques dixièmes à quelques litre / heure Sur des installations difficiles d accès (enterrées, sous calorifuge, irradiation ) Recherche des solutions pour : Un contrôle plus rapide que la mesure de pression Respecter l environnement (pollution du sol des réservoirs de stockage) Limiter la dosimétrie des opérateurs (centrales nucléaires)
Méthodes de détection Page 6 Méthode Sensibilité en Pa.m 3 /s Acoustique / ultrasonore 10-2 à 10-3 Contrôle à la bulle : Immersion dans un liquide de la pièce mise en sous 10-3 pression Contrôle à l eau savonneuse mise en place d un agent moussant sur la pièce mise sous pression Contrôle par chute de pression Mise sous vide de la pièce et mesure de la diminution P Contrôle par remontée de pression Mise sous vide de la pièce et mesure 10-4 de la remontée P Contrôle par gaz halogènes Mesure du passage du gaz traceur à travers les parois de la pièces (hexafluorure de soufre, Fréon, etc.) selon la technique de mise en œuvre) Contrôle par gaz ammoniac Mesure du passage du gaz traceur à travers les parois de la pièce selon la technique mise en œuvre Contrôle par gaz hélium Mesure du passage du gaz traceur à travers les parois de la pièce selon la technique de mise en œuvre 10-3 10-3 10-6 à 10-7 10-8 à 10-9 10-9 à 10-13
Page 7 Méthodes «acoustiques / ultrasonores» Acoustique 10 KHz 20 KHz Vibrations 1000 KHz Émission acoustique ou ultrasonore Sondes Intrusives : réservoirs de stockage Détection en phase gazeuse et/ou en phase liquide Non-intrusives : ESP, en particulier nucléaires, pétrochimie Détection solidienne
Application dans les réservoirs de Page stockage - Principe 8 Appareils commercialisés SDT, ITM Sondes intrusives ~ 2 à 40 khz Réservoir en dépression Sonde en phase gazeuse Sonde en phase liquide
Principe de détection par émission acoustique (détection solidienne) Page 9 Paroi interne Epaisseur Paroi externe Liquide Orifice de fuite Pulsation des bulles Air D Cavitation Ecoulement turbulent Jet d eau Orifice de fuite Chocs des bulles EA continue
Page 10 Application dans les centrales nucléaires Lors des visites décennales, une épreuve hydraulique est appliquée au CPP, surveillée par EA Dôme de pressuriseur Zone 1 Couvercle e de cuve Zone 3 Fond de pressuriseur Zone 2 Fond de cuve Image EDF
Application dans les centrales nucléaires Performances réelles de détection Page 11 Seuil de détection = fonction (loi de variation, atténuation, bruit ambiant) Établie sur maquettes avec fuites de référence Mesurées sur composants réels Mesuré sur sites
Colloque Fiabilité des structures de transport et de stockage d énergie Page 12 Partie 2 Contrôle de l intégrité des structures par les méthodes de Contrôles Non Destructifs CND -Cas des équipements sous pression
Les méthodes CND Page 13 Emission acoustique sur sphère de stockage
Les méthodes CND Page 14 Sphère pouvant être talutée Sphères en «sarcophage» béton Colloque scientifique à Dunkerque 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d énergie Mise en place de guides d'ondes : contrôle par émission acoustique
Les méthodes CND Page 15 Emission acoustique sur structure composite
Les méthodes CND Page 16 Contrôle par la méthode ultrasonore TOFD
Les méthodes CND Page 17 Contrôle par méthode ultrasonore TOFD
Les méthodes CND Page 18 Contrôle par la méthode ultrasonore multiéléments
Les méthodes CND Page 19 Modélisation d'un contrôle ultrasonore avec le logiciel Civa
Les méthodes CND Page 20 Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité structures transport et de stockage d énergie Contrôle de tuyauterie par la méthode des ondes guidées
Les méthodes CND Page 21 Formations dédiées ESP
Les méthodes CND Page 22 Formations dédiées ESP
Diagnostic des équipements Page 23 Diagnostics d ouvrage
Diagnostic des équipements Page 24 Collecte de données sur site -État par contrôle visuel -Corrosion, -Relevé d épaisseurs -CND spécifiques Diagnostiques d ouvrage
Diagnostic des équipements Page 25 Analyse de nocivité de défauts - Coefficient de sécurité résiduel, - Evaluation de l état du matériel, - Remplacement, réparation, poursuite, - Durée de vie d ouvrage Diagnostics d ouvrage
Page 26 CRITICITÉ ET FIABILITÉ DES ÉQUIPEMENTS SOUS PRESSION
La fiabilité et la criticité des ESP Page 27 Le CETIM grâce à l ensemble de ses compétences réalise des études de criticité, de fiabilité et durée de vie résiduelle des équipements sous pression Notre expertise consiste à : Contrôler l ESP de manière globale : Utilisation de l Emission Acoustique : -Identifier les indications pertinentes Analyser et dimensionner les défauts critiques vis-à-vis de la rupture fragile: -Utilisation de CND et métallurgie Déterminer les causes qui ont entrainé l apparition des défauts Définir la nocivité des défauts mesurés Calculer la durée de vie résiduelle Faire des recommandations de réparations par soudage
La fiabilité et la criticité des ESP Page 28 Les contrôles globale l par émission i acoustique avec identification des indications pertinentes
La fiabilité et la criticité des ESP Page 29 Les contrôles CND complémentaires US et TOFD avec identification des indications pertinentes
La fiabilité et la criticité des ESP Page 30 Analyser les défauts critiques avec détermination ti des causes de la défectologie
La fiabilité et la criticité des ESP Page 31 Définir i la nocivité ité des défauts mesurés et calculer l la durée de vie résiduelle de l équipement
La fiabilité et la criticité des ESP Page 32 Donner des recommandations de réparations par soudage
La fiabilité et la criticité des ESP Page 33 Eviter l accident.. Proposer un appui technique et un accompagnement
Perspectives d évolution Page 34 Nouvelles applications, nouveaux composants Développement l t des outils de simulation pour faciliter la mise au point, démonstration de performances Simplification p des instrumentation de contrôle : détection sans fil, capteurs «intelligents» Développement des nouveaux concepts pour caracteriser et localiser les défauts : fissures, fuites
Je vous remercie pour votre attention mohammed.cherfaoui@cetim.fr