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Colloque Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Contrôle de l’intégrité des structures par les méthodesContrôle de l’intégrité des structures par les méthodesContrôle de l intégrité des structures par les méthodes Contrôle de l intégrité des structures par les méthodes de Contrôles Non Destructifs CND de Contrôles Non Destructifs CND

- Cas des équipements sous pression Mohammed CHERFAOUI et Fan ZHANG CETIM

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Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Les Contrôles Non Destructifs

Les technologies utilisées:• Les méthodes traditionnelles de CND• Les méthodes avancées par Ultrasons et de l’imagerie (TOFD,

Multiéléments…)L d idé l’é i i ti• Les ondes guidées, l’émission acoustique

• La modélisation et la simulation des contrôles CND • Thermographie pulsée, vision industrielle … g p p



é fé fPartie1Partie1--les techniques de détection de fuite les techniques de détection de fuite


Contexte industriel

Fuites à détecter de l’ordre de quelques dixièmes à quelques litre / heureSur des installations difficiles d’accès (enterrées sous calorifugeSur des installations difficiles d accès (enterrées, sous calorifuge, irradiation…)

Recherche des solutions pour :

Un contrôle plus rapide que la mesure de pressionRespecter l’environnement (pollution du sol des réservoirs de stockage)stockage)Limiter la dosimétrie des opérateurs (centrales nucléaires)


Méthodes de détectionMéthode Sensibilité en Pa.m3/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

10-3

Contrôle par chute de pression Mise sous vide de la pièce et mesure de la diminution P

10-3

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

10-6 à 10-7

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

10-8 à 10-9


Contrôle par gaz hélium Mesure du passage du gaz traceur à travers les parois de la pièce selon la technique de mise en œuvre

10-9 à 10-13

Méthodes « acoustiques / ultrasonores »

10 KHz 20 KHz 1000 KHz

Acoustique

Vibrations Émission acoustique ou ultrasonore

Intrusives : réservoirs de stockage Détection en phase gazeuse et/ou en phase liquide

Non-intrusives : ESP, en particulier nucléaires, pétrochimie Détection solidienne

Sondes


Application dans les réservoirs de

stockage - Principestockage PrincipeAppareils commercialisés SDT ITMSDT, 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)acoustique (détection solidienne)

Paroi interne Paroi externeEpaisseur

Pulsation des bulles

Liquide AirOrifice de fuite

D Ecoulement turbulentCavitation Jet d’eau

Chocs des bullesOrifice de fuite

EA continue


Application dans les centrales nucléaires

Lors des visites décennales uneLors des visites décennales, une épreuve hydraulique est appliquée

au CPP, surveillée par EA

Dôme de pressuriseur

Zone 1 Couvercle de cuveo e Cou e c e de cu eZone 3 Fond de pressuriseur


Zone 2 Fond de cuveImage EDF

Application dans les centrales nucléaires –Performances réelles de détection

Seuil de détection = fonction (loi de variation, atténuation, bruit ambiant)

Établie sur maquettes avec Établie sur maquettes avec fuites de référence

Mesurées sur composants réels

Mesuré sur sites



Partie 2 Contrôle de l’intégrité des structuresPartie 2 Contrôle de l’intégrité des structuresPartie 2 Contrôle de l intégrité des structures Partie 2 Contrôle de l intégrité des structures par les méthodes de Contrôles Non par les méthodes de Contrôles Non

Destructifs CNDDestructifs CNDDestructifs CND Destructifs CND

-Cas des équipements sous pression


Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieEmission acoustique sur sphère de stockage

Les méthodes CND

Sphère pouvant être talutée

Sphères en « sarcophage » béton

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieMise en place de guides d'ondes : contrôle par émission acoustique

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieEmission acoustique sur structure composite

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieContrôle par la méthode ultrasonore TOFD

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieContrôle par méthode ultrasonore TOFD

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieContrôle par la méthode ultrasonore multiéléments

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieModélisation d'un contrôle ultrasonore avec le logiciel Civa

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieContrôle de tuyauterie par la méthode des ondes guidées

Les méthodes CND

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieFormations dédiées ESP

Diagnostic des équipements

Diagnostics d’ouvrageDiagnostics d’ouvrageDiagnostics d’ouvrageDiagnostics d’ouvrage



Collecte de données sur site

-État par contrôle visuel

-Corrosion,

-Relevé d’épaisseurs

CND é ifi

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieDiagnostiques d’ouvrage

-CND spécifiques…


Analyse de nocivité de défauts

- Coefficient de sécurité résiduel,

- Evaluation de l’état du matériel,

- Remplacement, réparation, poursuite,

- Durée de vie d’ouvrage

Colloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergieDiagnostics d’ouvrage

CRITICITCRITICITÉÉ ET FIABILITET FIABILITÉÉDESDES ÉÉQUIPEMENTSQUIPEMENTS

CRITICITCRITICITÉÉ ET FIABILITET FIABILITÉÉDESDES ÉÉQUIPEMENTSQUIPEMENTSDES DES ÉÉQUIPEMENTS QUIPEMENTS SOUS PRESSIONSOUS PRESSION

DES DES ÉÉQUIPEMENTS QUIPEMENTS SOUS PRESSIONSOUS PRESSION


La fiabilité et la criticité des ESP

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 :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 métallurgieDéterminer les causes qui ont entrainé l’apparition des défautsDéterminer les causes qui ont entrainé l’apparition des défautsDéfinir la nocivité des défauts mesurésCalculer la durée de vie résiduelleFaire des recommandations de réparations par soudage



L t ôl l b l é i i tiColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Les contrôles globale par émission acoustiqueavec identification des indications pertinentes


L t ôl CND lé t i US t TOFDColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Les contrôles CND complémentaires US et TOFDavec identification des indications pertinentes


A l l déf t iti dét i ti d d lColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Analyser les défauts critiques avec détermination des causes de la défectologie


Défi i l i ité d déf t é t l l l d é d iColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Définir la nocivité des défauts mesurés et calculer la durée de vie résiduelle de l’équipement


D d d ti d é ti dColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Donner des recommandations de réparations par soudage


Eviter l’accident…..

P i t h i t tColloque scientifique à Dunkerque le 18 novembre 2010 Fiabilité des structures de transport et de stockage d’énergie

Proposer un appui technique et un accompagnement

Perspectives d’évolution

Nouvelles applications, nouveaux composantspp , p

Dé l t d til d i l ti f ilit l iDéveloppement des outils de simulation pour faciliter la mise au point, démonstration de performances

Simplification des instrumentation de contrôle : détection psans fil, capteurs « intelligents »…

Développement des nouveaux concepts pour caracteriser et localiser les défauts : fissures fuites


localiser les défauts : fissures, fuites…

Je vous remercie pour votre [email protected]

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