Essai sur éprouvettes métalliques creuses sous hydrogène sous pression
Des coûts d’investissement et d’essai réduits, des mesures de sécurité moins nombreuses et une utilisation aisée : tels sont les avantages de la méthode pour l’essai sur éprouvettes métalliques creuses sous hydrogène comprimé permettant de détecter l’influence de la fragilisation par l’hydrogène. Cette méthode alternative à la technique de l’autoclave, pour la qualification des matériaux sous hydrogène comprimé, convient aux essais de traction, aux essais de fluage, ainsi qu’aux essais avec charge alternée jusqu’à 200 bar/1 000 bar.
Fonctionnement de la méthode des éprouvette creusesVidéoAvantagesTransformationProjet de recherche « TransHyDE – H2 Transport »FAQ Machines d’essai adaptées
Fonctionnement de la méthode des éprouvette creuses
En quelques minutes seulement, de la préparation de l'éprouvette au début de l’essai sur éprouvettes creuses:
- Le remplissage de l’éprouvette creuse avec de l’hydrogène comprimé s’effectue sans danger, par exemple à l’extérieur du laboratoire. Des pressions internes allant jusqu’à 200 bar et 1 000 bar sont possibles.
- L’éprouvette creuse est ensuite transportée au laboratoire et placée dans la mâchoire.
- Un extensomètre Clip-On à contact ou un extensomètre optique est utilisé pour la mesure et la régulation de l’allongement.
- La spécification d'essai selon norme est alors chargée et l'essai est démarré dans testXpert.
Les avantages de l’essai sur éprouvettes creuses en un coup d'œil
- Convient parfaitement aux essais de fluage à faible vitesse de déformation (SSRT), aux essais de fluage et aux essais de traction.
- Des coûts d’investissement et d’essai sensiblement réduits.
- Une grande simplicité d’utilisation et de manipulation.
- Les éprouvettes peuvent être remplies d'une grande variété de gaz et de mélanges, tels que l'hydrogène, le gaz naturel et l'azote.
- Les mesures de sécurité sont réduites; l’essai sur éprouvettes creuses peut être réalisé en environnement de laboratoire normal. Nous vous conseillons sur les documents nécessaires à la protection contre les explosions.
- La technique de l’éprouvette creuse est adaptable a posteriori sur des machines d'essai déjà existantes.
Des mesures de sécurité réduites
L’essai sur éprouvettes creuses peut être réalisé en environnement de laboratoire normal sans mesure de sécurité complexe.
- Seuls, 0,1% de volume d'hydrogène requis par la technique de l'autoclave sont nécessaires à la technique de l’éprouvette creuse.
- Le remplissage de l'éprouvette creuse en hydrogène sous pression se fait sans danger, en dehors du laboratoire par exemple.
- Tous les capteurs utilisés dans les zones à risque d'explosion sont conformes à la directive Atex 2014/34/UE.
- La solution d’essai sous hydrogène comprimé jusqu’à 1 000 bar exige des mesures de sécurité supplémentaires afin de protéger l’opérateur : cabine de protection de niveau de performance d, technologie des capteurs fiable, alimentation électrique de sécurité intrinsèque.
- Nous vous conseillons sur les documents nécessaires à la protection contre les explosions et sommes à vos côtés.
Faibles coûts d’investissement et d’essai
Les coûts d'investissement et d’essai nécessaires à la technique de l’éprouvette creuse sont sensiblement inférieurs à ceux de la technique de l'autoclave. Pourquoi? Outre un montage d'essai moins complexe, les mesures de sécurité réduites permettent d'éviter les coûts élevés liés à des mesures de sécurité coûteuses et aux nécessaires travaux de transformation du laboratoire. La consommation réduite d'hydrogène et des durées d'essai plus courtes lors de l'essai sur éprouvette creuse réduisent en outre les coûts d'essai courants.
Comparaison entre la technique de l'éprouvette creuse et celle de l'autoclave
| Éprouvette creuse | Autoclave | |
|---|---|---|
| Avantages |
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| Inconvénients |
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Équipez votre machine d’essai existante de la technique de l’éprouvette creuse jusqu’à 200 bar !
Les machines d’essai des matériaux ZwickRoell et les machines d’autres fabricants peuvent être équipées de la technique de l’éprouvette creuse H2 pour les essais sous hydrogène comprimé jusqu’à 200 bar. Aperçu des machines d’essai adaptées de ZwickRoell :
- Machines d’essai de fluage électromécaniques: Kappa DS, Kappa SS et Kappa SS-CF
- Machines d’essai électromécaniques, telles par exemple AllroundLine, machines d’essai de traction pour grandes capacités
- Systèmes d’essai haute-température, sur lesquels le four à haute-température ou l’enceinte thermique peuvent être entièrement pivotés hors de l’espace d'essai.
- Machines d’essai servo-hydrauliques (conviennent pour les essais statiques et quasi-statiques jusqu'à 2 Hz maxi. sur éprouvettes creuses)
Pour une conversion de votre machine d'essai existante, nos spécialistes vérifient au préalable l'adéquation de votre machine d'essai. Contactez-nous, nous vous conseillerons volontiers.pour trouver une solution adaptée.
Essai des éprouvettes creuses: Collaboration au projet de recherche „TransHyDE – H2 Transport“
Le développement du procédé intègre les résultats d'initiatives et de projets sur le thème de l'hydrogène dans lesquels ZwickRoell s'est engagé:
Afin de valider la fiabilité du procédé et de créer une sécurité réglementaire pour les futurs clients, nous travaillons chez ZwickRoell au sein du projet du Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF) « TransHyDE », en collaboration avec des partenaires de la recherche et de l’industrie, pour créer les bases de la normalisation. ZwickRoell s’engage ainsi dans le projet « TransHyDE – H2 Transport », qui développe et évalue différentes technologies pour le transport de l’hydrogène et étudie les possibilités d’essais sur éprouvettes creuses comme alternative à la technologie de l’autoclave. Le projet évalue, de plus, l’influence de la géométrie et de la surface des éprouvettes par le procédé de forage et analyse l’effet de la pureté du gaz sur les éprouvettes. Nous participons d’autre part activement à la définition de la norme d’essai internationale ISO 7039, dans le cadre du sous-projet « H2 HollowTensile » (H2 TractionCreuse), qui participe au « TransHyDE – H2 Transport » et assure la standardisation de la technique de l’éprouvette creuse.
FAQ - Questions fréquemment posées par nos clients
La technique de l’éprouvette creuse convient aux essais de traction, aux essais de fluage et aux essais de fluage à faible vitesse de déformation (SSRT). Pendant l’essai sur éprouvettes creuses, des pressions internes allant jusqu’à 200 bar ou 1 000 bar sont possibles.
La technique de l’éprouvette creuse permet, notamment, de tester les matériaux métalliques sous hydrogène sous pression.
L’éprouvette creuse peut être remplie de différents gaz et mélanges. La plupart des essais sont réalisés avec de l'hydrogène, mais les essais sous gaz naturels et inertes comme l'azote sont également possibles.
Lorsque des essais sont réalisés avec cette méthode, le volume d'hydrogène stocké dans l'éprouvette creuse ne représente qu’une petite fraction du volume d'hydrogène utilisé en autoclave (0,1 %, seulement). Même après la fin de l'essai ou en cas de rupture de l'éprouvette, seule une petite quantité d'hydrogène s'échappe dans le laboratoire d'essai et se volatilise immédiatement.
Nous vous conseillons également volontiers pour vos documents relatifs à la protection contre les explosions et restons à votre disposition pour répondre à vos questions.
