Accès direct au contenu

LMT

Version anglaise

aide

LMT > Manifestations > Séminaires du LMT

Recherche - Valorisation

Rupture ductile des aciers pour pipelines

le 6 février 2014
13H30

Jacques Besson, Directeur de recherche au CNRS affecté à l'Ecole des Mines de Paris (UMR 7633)

Jacques-Besson.jpg

Jacques-Besson.jpg

Durant les quarante dernières années, les aciers pour pipeline ont été continûment améliorés grâce à l'emploi de procédés thermo-mécaniques contrôlés (TMCP) et à la réduction des impuretés comme le soufre ou le phosphore. Les aciers de grade X52 contenant des inclusions allongées de type MnS sont maintenant remplacés pour des aciers ferrite-perlite modernes (grade X70) ou des aciers ferrite-bainte (grade X100) contenant de petites inclusions sphériques (CaS par exemple) [1,3]. La tolérance au dommage des pipes existants (en général de grade assez bas) ainsi que des installations plus récemment conçues (grades plus élevés) demeure un problème important. Dans cette présentation, plusieurs aspects de la rupture ductile des aciers pour gazoducs seront abordés :
Anisotropie plastique : Les tôles utilisées pour fabriquer les pipes présentent généralement une texture cristallographique marquée (en particulier dans le cas des grades élevés) de sorte que les propriétés mécaniques (contrainte d'écoulement, coefficients des Lankford,...) peuvent être fortement anisotropes [2].
Anisotropie de rupture : Le procédé de fabrication des matériaux peut également induire des propriétés à rupture anisotropes (ductilité, courbes J a ). Deux causes peuvent être à l'origine de ce comportement : (1) la présence d'inclusion allongées (type MnS), (2) l'alignement des inclusions (MnS et/ou CaS),
Effet de predéformation : La fabrication ainsi que les sollicitations en services (e.g. cycles gel/dégel) peuvent déformer plastiquement les pipes. En l'absence de fissures pré-existantes, cela crée généralement peu d'endommagement mais modifie l'écrouissage du matériau de sorte que les propriétés à rupture peuvent être affectées.
Modélisation : Les modèles pour décrire la rupture ductile ont été développés à partir desannées 60. Ils sont en général basés sur le modèle GTN qui peut être étendu à l'anisotropie plastique [3], la forme des cavités [1] et la coalescence [1,4].
Simulation : Les modèles mentionnés ci-dessus doivent être implantés dans des codes de simulations par éléments finis et ils donnent généralement d'assez bons résultats [5]. Toutefois, étant donné qu'ils décrivent la dégradation du matériau, ces modèles conduisent à des résultats dépendant fortement de la discrétisation géométrique (taille des éléments, type, orientation,...). Une solution possible à ces problèmes repose sur l'emploi de modèles « non- locaux » qui sont encore en développement.

Références :

1. A.A. Benzerga, J. Besson, A. Pineau, 2004, Anisotropic ductile fracture Part I: experiments. 52, 4623-4639.
2. Y. Shinohara, Y. Madi, J. Besson. 2010., A combined phenomenological model for the representation of anisotropic hardening behavior. Eur. J. Mech./A , 29 (6), 917-927.
3 B. Tanguy, T.T. Luu, G. Perrin, A. Pineau, J. Besson. 2008. Plastic and damage behavior of a high strength X100 pipeline steel: experiments and modelling. Int. J. Pressure Vessels and Piping. 85 (5), 322-335.
4. J. Besson. 2009. Damage of ductile materials deforming under multiple plastic or viscoplastic mechanisms. Int. J. Plas. 25, 2204-2221.
5. J. Besson, J. and C.N. McCowan, E.S. Drexler. 2013. Modeling flat to slant fracture transition using the computational cell methodology. Engng Frac. Mech, 104, 80-95.
Type :
Séminaires - conférences
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Amphi e-média
Bâtiment Léonard De Vinci de - ENS Cachan
61, avenue du Président Wilson 94230 Cachan
Plan d'accès

Agenda des séminaires 2014


Recherche d'une actualité

Recherche d'une actualité