Ce qui suit d\u00e9crit divers facteurs de dur\u00e9e de vie dans les applications de tuyaux m\u00e9talliques ondul\u00e9s. Les informations sont bas\u00e9es sur notre exp\u00e9rience en tant que fabricant de tuyaux m\u00e9talliques, de produits tress\u00e9s et d'assemblages de tuyaux m\u00e9talliques. Bien que ces informations soient destin\u00e9es \u00e0 servir de guide g\u00e9n\u00e9ral, chaque application doit \u00eatre \u00e9valu\u00e9e individuellement en raison des nombreuses variables qui affectent la dur\u00e9e de vie des assemblages de tuyaux m\u00e9talliques.<\/p>\n
Une attaque uniforme sur toute la longueur ondul\u00e9e du tuyau m\u00e9tallique est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9crite comme une corrosion g\u00e9n\u00e9rale. L'attaque de l'alliage est affect\u00e9e par la concentration chimique, la temp\u00e9rature et le type d'alliage \u00e0 partir duquel le tuyau m\u00e9tallique est fabriqu\u00e9. Parmi les zones d'attaque typiques figurent la racine ou le fond de l'ondulation et la zone de soudure affect\u00e9e par la chaleur.<\/p>\n
La plupart des alliages inoxydables forment un film protecteur d'oxydes stables sur la surface lorsqu'ils sont expos\u00e9s \u00e0 l'oxyg\u00e8ne gazeux. La vitesse d'oxydation d\u00e9pend de la temp\u00e9rature. \u00c0 des temp\u00e9ratures normales, une fine pellicule d'oxyde se forme \u00e0 la surface de l'alliage. \u00c0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, l'oxydation progresse plus rapidement.<\/p>\n
Les oxydes qui se forment sur les alliages de cuivre ou de nickel sont des oxydes non poreux. Une formation d'oxyde non poreuse fournit une couche protectrice \u00e0 la surface, mais si la couche est enlev\u00e9e, aucune protection n'est fournie au m\u00e9tal sous-jacent.<\/p>\n
Lors de la s\u00e9lection des mat\u00e9riaux pour les tuyauteries et les tuyaux m\u00e9talliques ondul\u00e9s, il faut tenir compte du fait que la tuyauterie est un \u00e9l\u00e9ment rigide et que le tuyau sera soumis \u00e0 la flexion. Comme indiqu\u00e9 plus loin dans la section Facteurs de dur\u00e9e de vie, plusieurs facteurs associ\u00e9s \u00e0 la flexion affectent la dur\u00e9e de vie des tuyaux m\u00e9talliques.<\/p>\n
La dur\u00e9e de vie peut \u00eatre affect\u00e9e par des facteurs externes \u00e0 l'assemblage du tuyau m\u00e9tallique. Lors du choix d'un alliage, il convient de tenir compte de la composition chimique de l'environnement entourant le tuyau ainsi que du fluide transf\u00e9r\u00e9.<\/p>\n
OmegaFlex ne publie pas de donn\u00e9es sur la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion en raison des nombreuses variables pr\u00e9sentes dans les applications de tuyaux m\u00e9talliques. De nombreux documents de r\u00e9f\u00e9rence sont disponibles et fournissent des donn\u00e9es pr\u00e9cises sur la corrosion. Le Corrosion Data Survey publi\u00e9 par la National Association of Corrosion Engineers (NACE) est l'une des nombreuses sources de r\u00e9f\u00e9rence pour les informations relatives \u00e0 la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.<\/p>\n
L'\u00e9coulement turbulent de produits chimiques abrasifs sur la surface de l'alliage peut provoquer une corrosion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e ou une \u00e9rosion-corrosion. Les liquides ou les gaz contenant des particules solides en suspension usent ou enl\u00e8vent le film protecteur d'oxyde et laissent l'alliage expos\u00e9 et plus sensible \u00e0 la corrosion. Certaines formes de corrosion assist\u00e9e par l'\u00e9coulement comprennent des termes tels que cavitation ou impaction. La r\u00e9duction de la vitesse ou l'incorporation d'un rev\u00eatement dans l'assemblage du tuyau m\u00e9tallique peut r\u00e9duire les effets de ce type d'abrasion.<\/p>\n
Les contraintes appliqu\u00e9es, telles que la flexion ou le mouvement cyclique, peuvent r\u00e9duire l'efficacit\u00e9 de la surface du film d'oxyde contre la corrosion. Les fissures, r\u00e9sultant des cycles de l'assemblage du tuyau, se forment dans la couche d'oxyde protectrice \u00e0 la surface de l'alliage, r\u00e9duisant ainsi l'efficacit\u00e9 contre la corrosion. L'introduction d'un environnement corrosif \u00e9limine souvent la limite de fatigue de l'alliage, ce qui cr\u00e9e une dur\u00e9e de vie limit\u00e9e quel que soit le niveau de contrainte.<\/p>\n
Le m\u00e9canisme d\u00e9taill\u00e9 de la corrosion sous contrainte est compliqu\u00e9 et mal compris. Le processus de corrosion sous contrainte semble \u00eatre une formation initiale de piq\u00fbres et de crevasses de corrosion, suivie d'une rupture due aux concentrations de contraintes associ\u00e9es aux crevasses. Les fissures de corrosion sous contrainte suivent souvent les limites cristallines dans la structure du grain de l'alliage. L'examen visuel des d\u00e9faillances dues \u00e0 la corrosion sous contrainte et aux milieux chimiques \u00e0 cycle \u00e9lev\u00e9 semble similaire. Les donn\u00e9es d'application sp\u00e9cifiant le milieu, la temp\u00e9rature et les mouvements sont tr\u00e8s utiles pour d\u00e9terminer la cause exacte de la d\u00e9faillance.<\/p>\n
Les chlorures et les caustiques sont les fluides les plus fr\u00e9quemment \u00e0 l'origine de la corrosion fissurante sous contrainte. La r\u00e9duction des contraintes ou le choix d'un alliage connu pour sa r\u00e9sistance aux fluides transport\u00e9s sont des moyens possibles de r\u00e9duire ce type de d\u00e9faillance.<\/p>\n
La corrosion le long des limites des grains du m\u00e9tal peut se produire et les grains de m\u00e9tal se s\u00e9parent de la masse, ce qui entra\u00eene une perte de r\u00e9sistance et de ductilit\u00e9. La rupture due \u00e0 la perte de ductilit\u00e9 est \u00e9galement connue sous le nom de fracture fragile. Des alliages tels que le 304L ou le 316L ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour r\u00e9duire les effets de la corrosion intergranulaire. Ces alliages \u00e0 faible teneur en carbone ont une structure granulaire plus r\u00e9sistante \u00e0 la corrosion.<\/p>\n
Une attaque intergranulaire peut se produire lorsque certaines qualit\u00e9s d'acier inoxydable, telles que 304 ou 316, sont soumises \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 800\u00b0F. Le chrome peut pr\u00e9cipiter hors de la solution, se lier au carbone et former des carbures de chrome sur les joints de grains \u00e0 cette temp\u00e9rature et au-del\u00e0. La protection r\u00e9duite contre la perte de chrome, lorsqu'elle est combin\u00e9e \u00e0 un milieu corrosif, laisse la structure du grain expos\u00e9e \u00e0 une \u00e9ventuelle attaque corrosive.<\/p>\n
L'utilisation d'un acier inoxydable stabilis\u00e9, tel que le T321, est une m\u00e9thode efficace pour pr\u00e9venir la sensibilisation. Les alliages stabilis\u00e9s sacrifient l'\u00e9l\u00e9ment stabilisant au carbone, ce qui emp\u00eache la perte de chrome dans la structure du grain.<\/p>\n
Une attaque tr\u00e8s localis\u00e9e avec l'apparition d'une limite relativement nette ou bien d\u00e9finie et une zone environnante qui semble non attaqu\u00e9e est appel\u00e9e corrosion par piq\u00fbres. Les piq\u00fbres peuvent se produire dans des crevasses, des inclusions, du fer incrust\u00e9 ou d'autres m\u00e9taux, ainsi que des \u00e9l\u00e9ments tels que des organismes marins pr\u00e9sents dans l'eau de mer qui adh\u00e8rent aux surfaces m\u00e9talliques ou \u00e0 la graisse.<\/p>\n
La d\u00e9faillance de nature progressive due \u00e0 la flexion des ondulations est connue sous le nom de fatigue. La contrainte g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par la flexion, la pulsation, la torsion, la vibration et la vibration induite par l'\u00e9coulement sont quelques-unes des causes de la rupture par fatigue. De petites fissures continues se forment dans le m\u00e9tal. Les fissures de fatigue prennent souvent naissance au niveau de petites imperfections, telles que des inclusions non m\u00e9talliques, dans le m\u00e9tal. La contrainte se concentre au niveau de la fissure et les cycles ult\u00e9rieurs augmentent la taille de la fissure jusqu'\u00e0 ce qu'une rupture compl\u00e8te se produise. Les ruptures par fatigue se produisent normalement sous la forme d'une fissure circonf\u00e9rentielle en haut ou en bas de l'ondulation.<\/p>\n
En outre, une vitesse d'\u00e9coulement \u00e9lev\u00e9e peut faire vibrer les ondulations \u00e0 une fr\u00e9quence \u00e9lev\u00e9e et des vibrations de r\u00e9sonance peuvent se produire. Voir la section Vitesse d'\u00e9coulement \u00e9lev\u00e9e ci-dessous. L'augmentation du rayon de courbure diminuera le niveau de contrainte dans les ondulations individuelles. Des changements dans le nombre d'ondulations du tuyau ou le contr\u00f4le du mouvement peuvent \u00e9galement augmenter la dur\u00e9e de vie du tuyau.<\/p>\n
Les applications o\u00f9 le d\u00e9bit d'un liquide ou d'un gaz est sup\u00e9rieur aux niveaux recommand\u00e9s par le fabricant et o\u00f9 une gaine n'est pas incorpor\u00e9e dans la conception de l'assemblage du tuyau entra\u00eenent souvent une d\u00e9faillance pr\u00e9matur\u00e9e due \u00e0 la fatigue. La vitesse d'\u00e9coulement \u00e9lev\u00e9e fait vibrer les ondulations \u00e0 une fr\u00e9quence \u00e9lev\u00e9e et, si la vibration est proche de la fr\u00e9quence naturelle du tuyau, la d\u00e9faillance se produit tr\u00e8s rapidement.<\/p>\n
Les fissures en forme de toile d'araign\u00e9e et les morceaux de m\u00e9tal fractur\u00e9s qui se d\u00e9tachent des ondulations sont des manifestations typiques de ce type de d\u00e9faillance. La r\u00e9duction de la vitesse en augmentant le diam\u00e8tre du tuyau ou l'utilisation d'une gaine \u00e0 verrouillage sont des moyens possibles d'\u00e9viter les d\u00e9faillances dues \u00e0 une vitesse d'\u00e9coulement \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n
La rotation autour de l'axe longitudinal d\u00e9veloppe une contrainte de cisaillement dans le m\u00e9tal qui peut entra\u00eener une d\u00e9faillance pr\u00e9matur\u00e9e. La torsion du tuyau m\u00e9tallique pendant l'installation ou \u00e0 la suite d'un mouvement dans deux plans peut produire des fissures qui commencent sur le pourtour de la couronne ou \u00e0 l'ext\u00e9rieur de plus d'une ondulation et progressent dans le sens longitudinal. La torsion est l'une des causes les plus courantes de d\u00e9faillance pr\u00e9matur\u00e9e des tuyaux m\u00e9talliques. L'incorporation d'une ligne de rep\u00e8re sur l'assemblage du tuyau m\u00e9tallique permet de d\u00e9terminer si le tuyau tourne autour de l'axe longitudinal.<\/p>\n
Les d\u00e9faillances dues aux vibrations commencent par de tr\u00e8s petites fissures ou des fissures irr\u00e9guli\u00e8res, principalement \u00e0 proximit\u00e9 de la source de vibration, sur la circonf\u00e9rence de l'ondulation. Les fissures peuvent progresser jusqu'\u00e0 la paroi de l'ondulation sous la forme d'un \"Y\". Une usure extr\u00eame de la tresse sur la couronne ou le sommet de l'ondulation est g\u00e9n\u00e9ralement pr\u00e9sente. Si la vibration est proche de la fr\u00e9quence naturelle du tuyau, la d\u00e9faillance se produira tr\u00e8s rapidement. Les tuyaux m\u00e9talliques ondul\u00e9s peuvent \u00eatre harmonis\u00e9s pour compenser les fr\u00e9quences nuisibles.<\/p>\n