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Mesurer le fluage des composants des centrales électriques

Les éléments qui fonctionnent longtemps à des températures élevées, comme ceux des centrales électriques, peuvent se déformer par fluage. Plus des deux tiers des centrales électriques d'Europe ayant plus de 20 ans, il est important d'utiliser des techniques d'inspection capables de détecter le fluage, avant de continuer de les utiliser.
Mesurer le fluage des composants des centrales électriques
La corrélation d'images numériques est une technique sans contact utilisée pour évaluer l'intégrité des matériaux et des structures. Cependant, avant de l'appliquer au fluage à hautes températures, il faut surmonter deux obstacles: la stabilité à long terme des tavelures, et l'exactitude du système de mesure.

Le projet HTCSENSOR (Development of a portable 3D deformation sensor for high temperature creep measurement) s'est attaqué à ces obstacles en mettant au point un capteur de fluage à hautes températures, avec les algorithmes associés, pour mesurer la contrainte résultante et estimer la durée de vie restante du composant.

Les chercheurs ont mis au point un capteur constitué d'un mécanisme protecteur et d'un dispositif de mesure. Ils ont utilisé de l'argon (un gaz inerte) pour remplir l'intérieur scellé, afin de protéger les matériaux de l'oxydation et d'autres actions. Ils ont utilisé un anneau en argent (au lieu du classique joint en O de cuivre), pour s'assurer que le scellement mécanique fonctionne pendant longtemps.

Les chercheurs ont gravé des micro indentations sur la zone à inspecter, servant de tavelures pour la corrélation d'images numériques. Le gaz inerte et l'anneau en argent garantissent que le système de tavelures reste stable durant la vie utile du capteur.

Les chercheurs ont aussi mis au point un mécanisme de déploiement de caméra, rapide à mettre en place sur le dispositif de scellement mécanique. Il garantit la stabilité du système de mesure, sans imposer d'avoir une caméra en place en permanence.

Les chercheurs ont aussi développé des algorithmes d'évaluation de la durée de vie restante, à partir de modèles de dommages mécaniques. Ils permettent de calculer la contrainte de fluage instantanée ainsi que la contrainte accumulée. Les résultats sont entrés dans le module d'évaluation de la durée de vie restante, permettant d'évaluer combien de temps il est encore possible d'utiliser les composants subissant des températures élevées.

Enfin, les chercheurs ont développé un ensemble de logiciels d'évaluation de la durée de vie restante, intégrant des algorithmes sophistiqués pour la corrélation d'images numériques, afin de mesurer les déformations et d'améliorer l'exactitude et la vitesse des mesures.

Comme le fluage est évalué sur de longues périodes à haute température, il faudra quelques années pour démontrer pleinement les capacités du capteur de fluage à hautes températures. Cependant, les premiers résultats ont montré que le capteur et le système satisfont aux exigences des mesures de fluage des canalisations soumises à des températures élevées.

Le projet HTCSENSOR a résolu le problème fondamental de l'oxydation des systèmes de mesure du fluage à haute température dans une centrale électrique, grâce à la corrélation d'images numériques. Son système dispose donc d'un grand potentiel dans le secteur des centrales électriques, ainsi que pour les usines de traitement chimique.

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Mots-clés

Fluage, corrélation d'images numériques, fluage à haute température, tavelures, HTCSENSOR, algorithmes, argon, anneau d'argent
Numéro d'enregistrement: 188391 / Dernière mise à jour le: 2016-08-29