Archives pour la catégorie Actualités

Promill, Calcul de structures pour séchage hors normes aux US

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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

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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

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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

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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

Weld failure analysis of 2205 duplex stainless steel nozzle

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A publication in « Case Studies in Engineering Failure Analysiss, october 2014.

Failure analyses of weld joint between the nozzle and the head of the reactor made of 2205 duplex stainless steel was performed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Cracks were found in HAZ of the weld. The depth of the cracks is equal to the thickness of the inner weld. Localized uneven distribution of ferrite/austenite with 80-90% ferrite in weld is found. Results show that the cracks occurred along columnar granular with cleavage fracture. Poor weld process probably results in these cracks.

Source : Case Studies in Engineering Failure Analysis

Failure analysis of interfering part of a steam turbine journal bearing

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An article published in « Case Studies in Engineering Failure Analysis« , octobre 2014.

Journal bearings as so sensitive parts of steam turbines are very susceptible to failure through different mechanisms of wear, fatigue and crush during service conditions. Failure occurring through these mechanisms lead to turbine completely shut down as a result of interfering in working conditions of bearing different parts. In this paper, failed interfered part of a journal bearing related to a 320,000 kW steam turbine was examined. The studies were revealed that the bearing part loosing and inappropriate clearance can produce relative displacements under cyclic gradient loading. This condition was detrimental for the service life of turbine journal bearing via failure through fretting fatigue mechanism.

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Failure analysis of re-bars during bending operations

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Failure_analysis_of_Rebar

An article published in « Case Studies in Engineering Failure Analysis« , october 2014.

This  paper highlights failure investigation of a failed rebar during bending operations. From fractography and microstructural analysis it is confirmed that the rebar sample failed in brittle manner due to through harden martensitic structure and which indicates that there is some anomaly in water box resulting in these premature failures.

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Understanding the Effects of Hydrogen on SCC of Pipelines

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A thesis submitted in Department of Chemical and Materials Engineering University of Alberta, © Zeynab Shirband, 2016.

Near-neutral pH stress corrosion cracks (NNpH SCC) are developed under coating disbondments on the external surface of pipelines where the surface of pipeline is exposed to the soil solution. NNpH SCC initiation and early stage of growth is mainly governed by the dissolution process of steel. …This study aimed at understanding the contribution of these important factors to NNpH SCC. In this study, the role of coating disbondment on hydrogen ingress into pipeline steels and the effects of mill-scale and hydrotesting on NNpH SCC crack initiation are investigated.

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Abrasive Wear Failure Analysis of Tungsten Carbide Hard facing on Carbon Steel Blade

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This content has been downloaded from IOPscience, Series: Materials Science and Engineering 165 (2017),

This study investigate the abrasive wear failure of tungsten carbide hardfacing on continuous digester (CD) blade (carbon steel) in an environment of sulphuric acid and ilmenite ore mixture. Comparison being made on the hardness, thickness and microstructural of the hardfacing between unworn and 3 months old worn blade on few locations around the blade. The cross sections of the blade revealed non-uniform coverage of the hardfacing on the blade for both worn and unworn blade. The edge of the blade has the least amount of hardfacing thickness which with time acts as the point of failure during the wear process. The hardness obtained from both the unworn and worn samples are around 25% lower from the hardfacing electrode manufacturer’s hardness specification. Microstructural micrograph analysis of the hardfacing reveale

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Une base de données « Matériaux – Fatigue » au Cetim

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Les industriels de différentes professions (Transmissions mécaniques, Machinisme agricole et Moteurs compresseurs) ont souhaité avoir une base de données en fatigue pour un certain nombre de matériaux.

Les caractéristiques mécaniques statiques et de fatigue sont 17reportées pour chaque matériau sous forme de fiches. Ces fiches permettent ainsi à l’utilisateur un accès rapide à l’information et peuvent être utilisées dans le cadre du dimensionnement en fatigue de ses pièces.

Source : Données « Matériaux – Fatigue » – Cetim – Centre technique des industries mécaniquescetim_cotenu-reserve-cotisants