Analyse défaillance au CETIM-CERMAT

Ruptures, fissurations, corrosion, usure, surfaces dégradées…toutes les défaillances survenant sur les moyens de production ou sur les produits fabriqués conduisent à une perte de temps, d’exploitation, et éventuellement à des pénalités de retard. Notons que, dans certains cas, surviennent des conséquences au niveau de la sécurité.

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Analyse de défaillance, nos atouts :

• Une équipe expérimentée : plus de 500 cas traités par an

• Des moyens techniques performants (microscope électronique, sondes d’analyses EDX et WDX, analyse chimique et essais mécaniques, électrochimie…)

• Nos multi–compétences : Métallurgie & Mécanique (bris de machines, défaillances de transmissions, engrenages, roulements…) – Corrosion et traitements de surface – Défaillances sur plastiques et composites – Usure et dégradation de surfaces

• Interventions pour les industriels et auprès des compagnies d’assurances et experts judiciaires en cas de litiges ou d’enquêtes

Analyse défaillance | CETIM-CERMAT.

Une étude sur la corrosion électrochimique comparée d’un alliage de titane (TA6V) et un alliage de magnésium moulé (AZ91D)

Electrochemical corrosion behavior of alloys either used in industry or as implants in human body

Faculty of Science-Cairo University
Published on 29 March 2010

Electrochemical corrosion behavior of alloys either used in industry or as implants in human body

The main problem in our life is the corrosion of many types of alloys either industrial or biological. Corrosion behavior had been studied using open circuit potential, electrochemical impedance (EIS) spectroscopy, Potentiondynamic polarization, cyclic voltammetry measurements. Many electrodes have been studied as Titanium and its alloys as one of the best engineering materials for use in industrial applications [1]. Titanium is widely used in the equipment of chemical enterprises, petroleum-refining industries and food industry. A study to investigate the stability of the Titanium and Ti-6Al-4V in aqueous solutions of oxalic acid has been done. Oxalic acid is a relatively strong organic acid used as purifying agent in pharmaceutical industry, it is a metabolite of the catalytic oxidation of phenol [2] and other aromatic substrates like, for instance, coumaric acid (a by-product of olive oil manufacturing). It was found that the corrosion rate increase with either increasing oxalic acid concentration or temperature. EIS results of titanium and its alloy in 0.01 M oxalic acid containing either SO 4 2 or Cl ions showed that oxide film resistance decreases with the increase of the sulphate ion concentration. However, for Cl ion, it decreases from 0.001 till 1 mM, then increases at higher concentration for both Ti and its alloy [3].

The titanium alloys have been increasingly used in aerospace, biomedical, and chemical industries due to their very high strength to weight ratio, biocompatibility, and high corrosion resistance due to the formation of titania on its surface. The nature, composition and thickness of the protective oxide scales depend on environmental conditions [4]. It was previously reported [5] that titanium has a high resistance to corrosion in physiological saline and artificial saliva. Metallic materials are being increasingly used in medical applications as implants to restore lost functions or replace organs functioning below acceptable levels. Titanium alloys are among the most used metallic biomaterials, particularly for orthopaedic applications [6]. Magnesium alloys as potential biodegradable material provides both biocompatibility and suitable mechanical properties [7]. Mg 2+ is an essential element and present in large amounts in the human body. The presence of magnesium in the bone system is beneficial to bone strength and growth. Magnesium alloys have specific density (1.74–2 g/cm 3) and Young’s modulus (41–45 GPa) most close to those (1.8–2.1 g/cm 3, 3–20 GPa) of human body’s bone. Therefore, in orthopedic and bone repairing or replacement applications magnesium alloys are particularly superior to any other metallic or polymer implants in terms of physical and mechanical properties, as the dissimilarity in Young’s modulus between an implant and natural bone can result in stress shielding effects, leading to concentration of stress at the interface between the bone and implant reducing stimulation of new bone growth and decreasing implant stability [7].

The electrochemical behavior of AZ91D and Ti–6Al–4V alloys was investigated in simulated body fluid (SBF) at 37 C. The study is aimed to improve knowledge for the nature of the corrosion films in those systems by comparing the behavior of AZ91D alloy (biodegradable material for temporary implant) and Ti–6Al–4V alloy (passive alloy for permanent human use) and tried to correlate the electrochemical behavior to their structure, using conventional electrochemical techniques complemented with surface examination. Very low current density was obtained for Ti–6Al–4V alloy compared to that of AZ91D alloy, indicating a typical passive behavior for Ti alloy. EIS results exhibited high corrosion resistance indicating a highly stable film on titanium alloy compared to magnesium alloy in SBF [8].

Corrosion des goussets d’assemblage de fermes de toit dans les bâtiments d’élevage

www.omafra.gov.on.ca/french/engineer/facts/10-072.pdf

PROBLÈME DE CORROSION
La détérioration des goussets de fermes de toit en
métal est une préoccupation majeure dans les
bâtiments dont l’intérieur constitue un milieu très
humide et corrosif. Après cinq à dix ans, bon nombre
de ces bâtiments montrent des signes d’une grave
corrosion. Les goussets en tôle d’acier galvanisé exposés
à l’humidité, à la condensation et à une circulation
d’air chargé de gaz de fumier se corrodent rapidement.
Cette corrosion peut affaiblir un bâtiment et conduire
à une défaillance structurale.

Failure of wireless Point-of-Sale devices

www.dtbtest.com/PDFs/wireless-point-of-sale-devices-failure.pdf

Description : Failure of wireless Point-of-Sale devices
Problem : New Point-of-sale devices failed after storage or at various times during service
Analysis : Failure was caused by the copper ion bridging of two conductors on a terminal. Copper from terminals leached out and was transported due to corrosive attack of tin-lead plating by contaminants released from uncured epoxy of a chip-on-board assembly in close proximity.
Resolution & Recommendations :
Extend epoxy curing to remove corrosive ion source.

Fiche analyse défaillance DAYTON T. BROWN METALLURGICAL LABORATORY

Repair strategies for aircraft antenna grounding structure

www.dtbtest.com/PDFs/fin-cap-antenna-corrosion-repair.pdf

Description : Repair strategies for aircraft antenna grounding structure
Problem : Aircraft antenna grounding structure showed external corrosion
Analysis : Incorrect alloy selection caused exfoliation corrosion damage.
Externally visible corrosion was accompanied by deep damage, precluding practical repairs.
Resolution & Recommendations :
Change alloy from 2024 to 6061 to prevent exfoliation corrosion damage
Fiche analyse défaillance DAYTON T. BROWN METALLURGICAL LABORATORY

L’expertise en corrosion, les bases de données et les systèmes experts | Matériaux & Techniques

L’expertise en corrosion, les bases de données et les systèmes experts | Matériaux & Techniques
S. Audisio
Laboratoire MATEIS CorrIs, INSA-Lyon, France
e-mail : [email protected]
17 Mars 2011


Résumé

L’expertise dans le domaine de la corrosion correspond à une véritable enquête pour rechercher les raisons de la dégradation des pièces. L’expert après avoir évalué les dommages, se doit de déterminer les causes du sinistre, puis de proposer des remèdes et déterminer éventuellement les responsabilités. L’établissement des causes, rouage essentiel pour la compréhension du sinistre, doit s’appuyer non seulement sur les faits constatés, mais aussi sur la consultation de bases de données : ouvrages, revues scientifiques, bibliothèque de cas, rapports d’expertise, et plus récemment, ouvrages informatiques multimédia (Cédérom, DVD) et sites internet. Ce travail bibliographique peut réduire considérablement la durée d’une expertise. Il faudra cependant être très prudent quant à l’usage de ces nombreuses données car elles sont souvent incomplètes et/ou mal définies. Quand on sait qu’environ 15 à 20 % du coût de la corrosion, estimé pour les pays industrialisés à environ 4–5 % du PIB, pourrait être évité par une diffusion et une application de nos connaissances dans ce domaine, il paraît normal que l’on puisse s’intéresser à de nouvelles techniques susceptibles de l’abaisser. Les systèmes experts sont pressentis pour être, dans les années à venir, l’outil d’aide à la décision par excellence. Un système expert est un programme informatique destiné à résoudre, par des non-spécialistes, des problèmes dans un domaine particulier pour lequel il existe des experts. Ces systèmes tentent de reproduire d’une certaine manière le raisonnement des experts humains. Leur réalisation nécessite d’être en possession d’une part, de données qui proviennent d’experts et de bases de données, d’autre part, de connaître le déroulement d’une expertise humaine. Dans le domaine de la corrosion, ces système experts permettront de distribuer une connaissance, un savoir-faire, une expérience, mais également d’être un outil pédagogique. Ils pourront également pallier la rareté ou la perte de l’expertise humaine dans une entreprise, la nécessité d’une expertise sur plusieurs sites et/ou l’expertise dans un milieu hostile.

Analyse des conditions de rupture des canalisations des réseaux maillés due au phénomène de coup de bélier

1 UMF, École Nationale d’Ingénieurs de Sfax, BP 1173, 3038 Sfax, Tunisie
2 LaBPS, École Nationale d’Ingénieurs de Metz, Technopole, Route d’Ars-Laquenexy, 57078 Metz Cedex 3, France
a Auteur pour correspondance : [email protected]
Reçu : 30 Juin 2010
Accepté : 7 Mars 2011
Résumé
Un modèle numérique, permettant d’obtenir de manière automatique des informations sur la propagation des ondes de coup de bélier dans les réseaux maillés de conduites, est présenté. Le modèle tient compte des bifurcations et des dérivations dans les réseaux de conduites ainsi que des pertes de charges. Il est constitué d’un système de deux équations aux dérivées partielles non-linéaires de type hyperbolique résolu par la méthode des caractéristiques. L’algorithme numérique ainsi construit fournit une estimation des pressions maximales dans le fluide et des contraintes maximales dans les parois dues à la fermeture rapide de vannes. Dans certains cas, la contrainte maximale peut devenir supérieure à la contrainte admissible et provoque la rupture des conduites. La dangerosité d’un défaut de type cratère de corrosion a été analysée en déterminant la distribution des contraintes en tête de ce défaut. Les résultats obtenus permettent de calculer le facteur d’intensité de contraintes d’entaille appliqué. Cette grandeur est insérée dans un diagramme Intégrité-Rupture de type SINTAP et les nœuds en situation critique sont déterminés. Il y a risque de rupture si le facteur de sécurité est inférieur à 2. Les résultats de calcul montrent que presque tous les nœuds du réseau analysé sont situés en dehors du domaine d’intégrité.

Microstructure et propriétés mécaniques des aciers pour câbles

Microstructure and mechanical properties of steel for cables summary of 30 years of LCPC research (1970-2000): II. Tenacity and cracking when exposed to stress and fatigue

Auteur(s) / Author(s)

BREVET Pierre (1) ; RAHARINAÏVO André (1) ; SIEGERT Dominique (1) ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

(1) Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, FRANCE

Résumé / Abstract

Cette deuxième partie de la présentation des travaux du LCPC traite des phénomènes de rupture des fils de câbles, et en particulier des relations entre les propriétés mécaniques et la microstructure. Les caractéristiques des ruptures brutales de fils amorcées au niveau des défauts de surface, tels que les entailles ou les fissures, sont décrites. Les aspects caractéristiques de la propagation progressive des fissures de corrosion sous contrainte et des fissures de fatigue sont développés. La modélisation mécanique d’un cylindre fissuré a permis de calculer le facteur d’intensité des contraintes et la géométrie du front de propagation de la fissure en fatigue. Ces différents modèles ont été appliqués pour prédire la nocivité des entailles et des piqûres. La notion de propagation de fissure courte a également été appliquée au cas des fils en acier tréfilés pour identifier les conditions de propagation des fissures de fatigue de contact amorcées dans les torons. Les résultats des études expérimentales ont permis de recaler les modèles et de préciser l’influence sur la ténacité des aciers à haute résistance des conditions de fragilisation par l’hydrogène et de corrosion fissurante sous contrainte.

Revue / Journal Title

Bulletin des laboratoires des ponts et chaussées    ISSN  1269-1496

Source / Source

2004, no250-51, pp. 75-92 [18 page(s) (article)] (26 ref.)

Corrosion et protection des matériaux à haute… – Matériaux

Cet ouvrage est issu des cours donnés lors de l’école thématique ‘‘Corrosion et protection des matériaux à haute température’’ qui s’est déroulée du 30 mai au 04 juin 2010 à Porquerolles.

Il rassemble les contributions de scientifiques et d’industriels issus de communautés différentes, présente l’état de l’art des développements scientifiques et technologiques concernant le comportement des matériaux à haute température sous environnement agressif, dans différents domaines (aéronautique ; nucléaire ; valorisation énergétique ; chimie…). Il fournit, en outre, les outils pédagogiques pour appréhender la corrosion à haute température grâce à la compréhension des mécanismes d’oxydation, et propose des solutions de protection des matériaux et des structures.
Cet ouvrage collectif s’adresse aux étudiants en mécanique, physique ou chimie des matériaux, ainsi qu’aux chercheurs et ingénieurs confrontés à des questions de durabilité de matériaux et de structures soumis à un environnement agressif.

A propos du livre
Titre : CORROSION ET PROTECTION DES MATERIAUX A HAUTE TEMPERATURE

Auteurs : MOLINS Régine ; DUHAMEL Cécilie ; BALBAUD Fanny ; DESGRANGES Clara ; MARCHETTI Loïc ; MARTINELLI Laure ; PERRIN Stéphane ; ROUILLARD Fabien

Editeur : Les Presses des Mines
Pages : 390
Prix : 49 €
ISBN : 978-2-9112-5654-7

Disponible en ligne sur le site : http://www.mines-paristech.fr