Analyse des matériaux

RTI possède des capacités et une expérience importante dans l'analyse métallurgique de composants en alliage de titane utilisés dans l'aéronautique/aérospatiale, les moteurs de turbine à gaz, dans le domaine médical, et pour les applications du secteur chimie/énergie, tels que les composants des systèmes de production offshore de pétrole et de gaz. L'analyse de défaillance est un procédé qui consiste à collecter et analyser des données pour déterminer la cause de la défaillance des matériaux ou des composants et comment éviter une récurrence.

Une autre méthode d'analyse des matériaux est utilisée dans le Laboratoire de spectrométrie par dispersion d'énergie - microscope à balayage électronique (SEM-EDS). Le laboratoire SEM-EDS fait partie de l'engagement de RTI pour l'assistance client puisqu'il fournit une réponse rapide aux demandes du client en offrant une solution instantanée aux questions sur les propriétés des matériaux.

Avantages et applications

Des avantages fondamentaux découlent des analyses de défaillance des composants de RTI. Il est évident que cette action permet à l'utilisateur final/client une remise en service dans un délai raisonnable (c.-à.-d. minimiser le temps d'arrêt de l'équipement) avec des solutions viables à court ou à long terme. De plus, ces analyses permettent une observation du mode de défaillance du composant et permet d'en trouver les causes, ce qui à coup sûr se traduit par une amélioration du composant grâce à une nouvelle conception et/ou des modifications métallurgiques et/ou de fabrication du produit en alliage du titane. L'acquisition de ces expériences acquises et l'interaction étroite entre les experts techniques de RTI et leur client peuvent aboutir à une formidable durée de vie du produit, à des bénéfices en termes de fiabilité et de performances, et même à des alliages de titane totalement nouveaux plus adaptés à l'application.  

Un bon exemple des avantages de l'analyse de défaillance chez RTI concerne la défaillance due à la corrosion pour la production de tubages en Ti Beta C utilisés à l'origine dans l'extraction de l'énergie géothermique des saumures, qui a mené au développement et à la commercialisation de tubage en alliage alternatif de titane grade 29, plus économique et totalement résistant.

Conduite de l'analyse de défaillance
La cause de défaillance des matériaus et des composants est déterminée en utilisant des équipements ultra-modernes, une caractérisation métallurgique, une évaluation des propriétés mécaniques, et peut inclure un test de simulation d'utilisation.

Séquence de l'analyse de défaillance :

• Collecte des données de référence et sélection des échantillons défaillants
• Examen de la pièce défaillante
• Examen macroscopique puis microscopique du composant / matériau défaillant (ceci peut inclure aussi des examens stéréoscopiques, au microscopique électronique, une mesure de la profondeur de cémentation, de la dureté, de la surface/revêtement, une détermination de la taille des grains/structure par examen métallographique)
• Conduite d'une analyse chimique (produits de corrosion de surface, localisés, dans la masse, inclusions, dépôts ou revêtement et analyse par microsonde)
• Analyse du mode de défaillance pour identifier la part des contributions mécaniques par rapport à celles de la corrosion (environnementales)
• Trouver la cause ayant généré la défaillance sur les matériaus/composants
• Mettre en œuvre des test de simulation de contrainte d'utilisation ou d'exposition environnementale pour confirmer le mode de défaillance suspecté ou la solution adéquate recommandée.
• Recommander des alliages alternatifs, procéder à une nouvelle conception du composant, ou améliorer le procédé de fabrication afin de prévenir au mieux la défaillance du composant dans le futur.

Figure 1 : Appareil sous pression en alliage de titane Beta utilisé dans le domaine pétrolier, ayant subi une défaillance de surcharge et une fracture intergranulaire

Figure 2 : a) Un exemple de défaillance par corrosion fissurante grave de tube de titane non allié en service dans une saumure de chlorure chaude. b) Photomicrographie de la coupe transversale du site perforé montrant la corrosion fissurante de sous-produits d'oxyde de titane.

Marchés connexes :

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