Early detection of high temperature hydrogen attack using the ultrasonic full matrix capture and advanced post-processing methods
Cet article scientifique intitulé « Early detection of high temperature hydrogen attack using the ultrasonic full matrix capture and advanced post-processing methods » est publié dans le NDT & E International, Volume 130, September 2022, 102676.
Frederic Dupont-Marillia | Nucleom, 8695 rue Pascal-Gagnon, Montreal, Quebec, Canada
Joseph W. Krynicki | ExxonMobil Research & Engineering, 22777 Springwoods Village Parkway, Texas, USA
Pierre Bélanger | PULETS, Ecole de Technologie Supérieure, 1100 Rue Notre Dame O, Montréal, Canada
Résumé
Dans ce travail de recherche, des algorithmes avancés de traitement de données ultrasonore sont étudiés pour la détection des stades primaires de l’attaque par l’hydrogène à haute température (HTHA). Ce mécanisme de dégradation se produit lorsque l’hydrogène réagit avec le carbone ou les carbures pour créer des microcavités qui dégradent les propriétés mécaniques du matériau. Les données brutes enregistrées par la méthode FMC ont été post-traitées à l’aide des matrices de rétrodiffusion et des méthodes avancées d’imagerie TFM telles que Delay Multiply and Sum (DMAS), les images pondérées par coefficient de cohérence de phase et les imageries sans amplitude. L’objectif principal de ce travail est de détecter les HTHA les microcavités avant le stade de pré fissuration. Pour ce faire, des simulations par éléments finis ont été utilisées pour modéliser la dégradation de la HTHA et le bruit généré par les grains du matériau. Les méthodes d’imagerie sans amplitude ont permis d’obtenir des résultats prometteurs pour les matériaux à faible bruit. Lors de l’utilisation des algorithmes d’imagerie par cohérence de phase ou de DMAS dans des matériaux présentant un bruit plus important au niveau des joints de grains, l’amplitude des indications associées à l’HTHA était jusqu’à 272% supérieure à celle du TFM standard. Enfin, la matrice de rétrodiffusion a permis la détection la plus précoce pour toutes les configurations étudiées. Ces résultats ont ensuite été validés par des mesures effectuées sur trois échantillons extraits sur des équipements présentant des dommages de HTHA. Le niveau de HTHA des trois échantillons a ensuite été confirmé par une étude métallographique. Une très bonne concordance de résultats obtenue par simulation et par expérimentation a été observée permettant la généralisation du concept.