La surveillance automatisée dans les tuyaux de vapeur ultra-chaude
La plupart des tuyaux qui transportent de la vapeur ultra chaude dans les centrales électriques sont en acier ferritique à ténacité renforcée (CSEF). Comme cela est courant avec de nombreux matériaux, la zone thermiquement affectée (HAZ, zone proche de la soudure qui n'est pas fondue mais qui subit des changements microstructurels) est considérablement affaiblie. Les défaillances de HAZ constituent un défi majeur et, même si les tuyaux font l'objet de contrôles réguliers pour les défauts, les erreurs d'estimation de taille des défauts peuvent avoir des conséquences catastrophiques. L'UE a financé le projet HOTPHASEDARRAY(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (High temperature pipe structural health monitoring system utilising phased array probes on TOFD configuration) pour développer un système de surveillance de santé structurelle ultrasonique afin de répondre à ce problème. Le système à ultrasons PA-TOFD (pour «phased-array time-of-flight diffraction» en anglais) de diffraction par temps de vol pourra être déployé sur le terrain et permettra de mesurer l'évolution dans le temps des défauts dans les tuyaux ultra chauffés en acier inoxydable de type P91. Une mesure précise de la taille et des modifications dans le temps réduira les incertitudes dans les prévisions sur les temps de service et les remplacements programmés de tuyaux. Cela permettra donc de minimiser les défaillances catastrophiques et d'augmenter la confiance dans la sécurité opérationnelle des centrales à énergie thermique et nucléaire. Le consortium a commencé en mettant au point le matériel et le logiciel de traitement du signal nécessaire pour réaliser le système PA-TOFD. Les chercheurs ont conçu les instruments nécessaires et défini les paramètres d'entrée essentiels, les caractéristiques des sondes et des techniques d'inspection. Les partenaires du projet ont également optimisé la conception de la sonde piézoélectrique. Côté traitement du signal, les chercheurs ont créé l'interface utilisateur et évalué les méthodes de filtre et d'établissement de moyennes pour améliorer le ratio signal-bruit. Le système HOTPHASEDARRAY est complètement automatisé, commandé à distance et monté de manière permanente sur les tuyaux pour températures élevées pour la surveillance de santé structurelle en fonctionnement. Il est le premier système à autoriser la réalisation du contrôle automatisé dans des conditions de service pour mesurer avec précision et cohérence le développement des fissures dans le temps. En outre, l'installation permanente du système réduit les interférences humaines après installation et son haut niveau de sensibilité permet de détecter avec une précision de 99,5 % les premiers stades des défauts mineurs. Cela profitera également à d'autres industries qui emploient des pipelines dans des conditions de haute température, y compris le traitement chimique, les raffineries et les usines de combustibles fossiles et d'énergie solaire.