Cracking on joint lug of aluminum alloy framework of an airplane

A new interesting paper in  » Engineering Failure Analysis » published on ScienceDirect.com.

An aluminum alloy joint lug of the framework of an airplane was found to have a crack near the bolt hole after serving for a period. The failure mode is stress corrosion cracking.  The cracking of the inner surface anodic oxidation film is the main cause. Some prevention measures for such failure were proposed.

This paper brings out the detail of investigation carried out.

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Crankshaft failure analysis

A new interesting paper in  » Engineering Failure Analysis » published on ScienceDirect.com.

A case study of a crankshaft catastrophic failure of a motor vehicle and its failure analysis is presented. The crankshaft suffered a mechanical seizure on the crankpin no. 2 after 3 years in service. It was repaired and after 30,000 km the vehicle had a damage again, with a catastrophic failure on the same crankpin.

More at : Crankshaft failure analysis of a motor vehicle.

Défaillances par corrosion : jeudi 28 septembre 2017 au Cetim Nantes

Mis en avant

Journée Technique

Des outils pour prévenir et guérir

La corrosion reste un redoutable ennemi industriel, et ce, en dépit des avancées scientifiques et des progrès technologiques de ces dernières décennies. Elle est encore aujourd’hui responsable d’un grand nombre d’avaries et touche de nombreux domaines.

Ses causes sont multiples et sa maîtrise fait appel à des compétences variées.Elle revêt différentes formes et un cas apparemment simple peut cacher un phénomène complexe. Sa détection et sa mesure sont souvent une affaire de spécialistes.

Ayez les bons réflexes et venez profiter de notre expertise à l’occasion de cette journée, qui vous aidera à prévenir et guérir ce mal industriel.

Participation gratuite – Inscription obligatoire et limitée à deux personnes par établissement

Pour en savoir plus et s’inscrire

Des tests de pompes géantes en conditions réelles

Pour valider le dimensionnement de pompes de forages de pétrole brut, destinées à travailler dans des conditions extrêmes sur une plateforme Offshore près du Canada, le fabricant Eureka Pumps (groupe Align) a changé ses habitudes. Une première pour le Norvégien qui a décidé de tester une de ses pompes en conditions réelles, avec un liquide à la viscosité plus de 1 000 fois supérieure à celle de l’eau!

Deux types de tests ont été confiés au Cetim. Des essais multiphysiques sous une viscosité de 1 075 centipoises (1 000 fois la viscosité de l’eau) et  un essai de «démarrage à froid dans le pire des cas réels» (cela se traduit, à température ambiante, par un débit de 0 à 254 m3 /h et une viscosité de… 3 075 centipoises), destiné à reproduire les conditions de mise en route de la pompe par froid extrême.

Lire l’article en page 50 de Cetim Rapport annuel 2016

Technip – Exploitation en grande profondeur

L’exploitation des minerais en grande profondeur fait l’objet de beaucoup d’attentions. C’est le cas notamment du cuivre, du zinc, du plomb, etc., d’origine hydrothermale, gisant à proximité des dorsales océaniques, là où les plaques tectoniques se touchent par 1 000 à 2 000 mètres de profondeur. D’importants travaux de recherche sont actuellement en cours, en particulier au sein du consortium Fonasurf mené par Technip et ses partenaires DCNS et Comex. Dans ce cadre, Technip développe des technologies innovantes pour exploiter les amas sulfurés sous-marins. Ses ingénieurs ont en charge la conception de conduites flexibles pouvant résister à l’abrasion des minerais concassés lors de leur remontée du fond des océans. L’élaboration de tubes de différentes natures ont été soumis à des tests sur une boucle d’essai aux États-Unis. Est venu ensuite le temps de la caractérisation de l’usure des tubes confiée au Cetim. Un projet que le Centre suit avec Technip depuis plusieurs années, en particulier « pour ses compétences et ses moyens techniques de tout premier rang pour analyser l’endommagement des tubes et nous proposer des solutions viables économiquement », précise Johann Rongau, chef de projet chez Technip. Les analyses macroscopique, microscopique, la quantification des niveaux d’usure et la compréhension du mode d’endommagement ont permis à Technip de choisir la solution la plus performante techniquement et économiquement. Sponsorisée par Bpifrance, cette recherche sur les flexibles a remporté les phases 1 et 2 du concours mondial d’innovation (Innovation 2030). Tehnip se concentre désormais sur son industrialisation.

Source : Cetim Rapport annuel 2016, page 49

Promill, Calcul de structures pour séchage hors normes aux US

C’est un challenge d’importance auquel a été confronté Promill. Pour élargir sa palette technologique et répondre aux besoins de ses clients nord-américains, l’entreprise a souhaité développer des unités de séchage en tube rotatif mono-passe des drêches de blé issues de la production de bio-éthanol. Une première pour elle aux USA et en particulier sur le procédé envisagé… Très usitée outre-Atlantique, cette technologie monopasse, du fait de la grande taille de l’installation, nécessite des calculs de structure afin de s’assurer de la fiabilité en fatigue du tube sécheur, élément clé de l’équipement. L’installation doit, de fait, pouvoir fonctionner 24h/24 et 7j/7, soit 8 000 heures par an à raison de trois tours par minute. Avec un ensemble qui doit assurer 30 millions de cycles sans défaillance majeure, l’objectif est donc d’arriver à une durée de vie de 20 ans minimum. Et la structure de séchage à réaliser est à l’image du pays : hors normes. Elle doit présenter une capacité évaporatoire de 28 tonnes d’eau à l’heure ! Pour relever le défi, Promill a souhaité se faire assister par les experts du Cetim pour le calcul de structures en fatigue. La mission : valider les premières estimations réalisées par Promill pour déterminer les caractéristiques du matériau à utiliser pour le tube, en tenant compte des contraintes de dilatation statique des aciers dues à la chaleur nécessaire au séchage et des contraintes dynamiques dues à la rotation du tube. Mission réussie ! La durée de vie de l’ensemble (20 ans) a été confirmée, voire grandement améliorée.

Source : Cetim Rapport annuel 2016, page 47

Senvion, Contrôle au cœur des éoliennes

10 novembre 2015, l’arbre de transmission d’une éolienne du champ de Ménil-la-Horgne, 12dans la Meuse, casse en pleine nuit. Le rotor et les trois pales s’écrasent au pied du mât. Pour WPD Windmanager et Senvion, l’exploitant et le constructeur des machines, deux priorités s’imposent : comprendre ce qui s’est passé et s’assurer que ce type d’avarie ne se reproduira pas sur les 6 autres éoliennes du champ… et potentiellement sur près de 400 installées partout dans le monde ! Confiée au Cetim, une analyse de défaillance du composant brisé ne tarde pas à dévoiler la cause du sinistre : des inclusions de résidus du moule réfractaire utilisé pour sa fabrication ont entraîné une fragilité au cœur de l’arbre. Senvion et le Cetim se lancent alors dans le codéveloppement d’une méthode de contrôle permettant de détecter et de dimensionner ce type de défaut dans les arbres des autres machines. Avec une difficulté majeure : pas question de démonter, les mesures doivent être réalisées in situ, à 85 mètres au-dessus du sol. Défi relevé ! Ensemble, ils mettent au point un contrôle par ultrasons multiéléments qui délivre des « vues 3D » de chaque arbre. Ce travail d’imagerie ultrasonore permet ensuite d’évaluer la nocivité d’un éventuel défaut et de décider de la poursuite de l’exploitation, du remplacement de la pièce ou du suivi de la machine. À Ménil-la-Horgne, les contrôles réalisés ont permis d’autoriser la reprise de l’activité du champ en octobre 2016, moyennant un suivi régulier de certaines machines. Optimisé et automatisé, le système développé est actuellement utilisé pour le contrôle systématique de parcs installés en France, en Belgique, en Allemagne, en Italie, en Hongrie, et bientôt, peut-être, dans d’autres pays du monde.

Source : Cetim, Cetim Rapport annuel 2016, page 43

CEA 400 kg de sodium liquide à 10 m/s

Faire circuler près de 400 kg de sodium liquide dans une boucle de tuyaux en inox à une vitesse de 10 m/s. Un challenge peu commun pour une pompe ! D’autant que son circuit d’essais proprement dit pèse 10 tonnes. Ajoutez à cela, son installation à 3 mètres de hauteur sur une charpente métallique boulonnée. Autre point, le CEA de Cadarache a choisi de mettre en œuvre la force de Laplace : des bobines magnétiques entourant le tube appliquent un courant afin de mettre en mouvement le métal liquide. La pompe fonctionne donc sans pièce en mouvement pour faire circuler à 150 °C le sodium sous une pression de 5 bar dans la boucle. Pour concevoir ce vaste dispositif Pemdyn (Pompe électromagnétique dynamique), les équipes R&D du CEA ont fait appel à la simulation numérique et modélisé l’intégralité de l’équipement…
Prudence oblige : avant de lancer les essais, les experts souhaitent vérifier le comportement vibratoire de la boucle d’essais. Ils s’appuient pour cela sur l’expertise du Cetim en matière de calcul et dans le domaine des essais physiques. En effet, les phénomènes en jeu rendent l’expertise complexe. Il s’agit de modéliser les vibrations en tenant compte des paramètres de température, de pression, les interactions avec la charpente… Il est donc nécessaire de disposer de spécialistes à la fois du calcul, des vibrations, des équipements sous pression, des matériaux, de thermiciens…
Autrement dit une simulation multiphysique ! Le système fonctionnant sans vibrations intempestives, le modèle du CEA a été validé.

Source : Cetim – Rapport d’activité 2016, page 42

Grooving corrosion of seam welded oil pipelines

A paper published in « Case Studies in Engineering Failure Analysis« , october 2014.

24” pipeline carrying oil was failed in the form of longitudinal crack at the 6 O’clock position resulting in oil spill. The failed pipe was investigated to reveal the main cause of its failure. The procedure of investigation was built on studying the intact pipe, rupture area, parent material, and intact weld. Cracks were originated from weld defected sites, initiated by grooving corrosion, propagated by inertia at the normal designed pressure condition, and stopped when stress relief is attained.

Source : Grooving corrosion of seam welded oil pipelines