Comportement des matières soudées à haute température

Une maintenance fiable des centrales thermiques de production d'électricité serait impossible sans conception avancée de systèmes de tuyauterie complexes. De nouveaux matériaux pouvant supporter de hautes températures ont contribué à améliorer leur efficacité thermique. Toutefois, les performances des composants pressurisés à haute température dépendent des ruptures locales dues au fluage au niveau des connexions.

Améliorer la compréhension actuelle du comportement des composants soudés dans des conditions de fluage était l'un des objectifs principaux du projet WELDON. Des méthodes expérimentales de tests ont été employées pour démontrer les effets de la géométrie des soudures et des propriétés des matériaux, ainsi que pour générer des données essentielles pour la validation des techniques d'estimation de la durée de vie. Des composants réels à haute température ou des modèles réalistes ont été testés à ces fins dans des conditions identiques à celles que l'on retrouve en production.

À l'aide de méthodes à éléments finis, des modèles complexes ont été générés pour prédire la force de rupture de composants soudés et évaluer l'impact de la déformation par fluage sur les tuyaux chargés. Le code spécifique développé à l'université de Nottingham (Royaume-Uni) est une extension de codes d'analyse par la méthode des éléments finis disponibles sur le marché, avec des sous-routines définies par l'utilisateur qui incorporent des lois constitutives appropriées pour la mécanique de dommages des milieux continus.

La mécanique de dommages des milieux continus s'est révélé être un outil précieux pour déterminer l'impact de la détérioration des matériaux et des processus de fluage sur la tolérance des défauts préexistants. Ces modélisations de la réponse au fluage permettent d'avoir une meilleure idée de la fragilisation des soudures et des modes possibles de rupture. Elles fournissent des données très importantes sur la description quantitative de solutions possibles. En approfondissant nos connaissances actuelles sur le comportement des soudures, il nous sera bientôt possible d'harmoniser les procédures de conception et d'évaluation.