Comment utilisons-nous notre connaissance du phénomène de fragilisation par l’hydrogène ?

CRAIG GIFFORD:
Bienvenue dans notre série « Demandez à Swagelok ». Je m’appelle Craig Gifford et je suis avec Buddy Damm, notre spécialiste en métallurgie chez Swagelok. Nous continuons notre série sur le phénomène de fragilisation par l’hydrogène. Aujourd’hui, nous allons répondre à la question suivante : « Comment utilisons-nous notre connaissance du phénomène de fragilisation par l’hydrogène chez Swagelok ? »

BUDDY DAMM:
C’est une très bonne question. Et la première chose que je dirai, c’est que l’économie et le marché de l’hydrogène sont en pleine évolution. Les activités de R&D menées à l’heure actuelle dans les laboratoires et les universités du pays, mais aussi à l’étranger et dans les entreprises, sont très nombreuses. Il y a beaucoup de nouvelles informations qui sortent, donc nous nous efforçons de rester au fait des dernières évolutions. Nous restons proches de nos clients. Nous avons déjà mené avec succès plusieurs projets dans le domaine de l’hydrogène, et nous souhaitons continuer à en tirer des enseignements.

BUDDY DAMM:
Lorsque nous testons des matériaux pour faire un choix, nous utilisons notamment un outil appelé la striction relative. Si vous prenez un matériau pour le tester dans l’air et si vous l’étirez jusqu’à la rupture, la striction vous donne une mesure de sa ductilité. Si vous refaites ce test dans l’hydrogène, vous obtiendrez une striction moindre. Le rapport entre les deux résultats – dans l’hydrogène et dans l’air – peut être exprimé sous la forme d’un pourcentage.

BUDDY DAMM:
On peut dire que les aciers inoxydables austénitiques sont, parmi les alliages courants, ceux qui sont les plus performants avec l’hydrogène. Mais si vous testez l’acier inoxydable 304, vous obtiendrez une striction relative d’environ 50 %. Avec un acier inoxydable 316L classique, vous obtiendrez environ 80 %. Chez Swagelok, nous utilisons un meilleur acier 316L, plus fortement allié, et nous arrivons à une striction relative d’environ 90 %.

BUDDY DAMM:
Maintenant, d’autres choses ont leur importance, notamment le soudage. Beaucoup de nos clients soudent des tubes ensemble et soudent des tubes à nos composants. Nous voulons donc savoir comment ces soudures se comportent. Lorsque nous testons une soudure dans l’hydrogène, nous obtenons une striction relative d’environ 85 %, à comparer avec 90 %. Il n’y a donc pas grande différence. Ça reste très correct.

BUDDY DAMM:
L’écrouissage est un autre sujet de préoccupation. Nous durcissons l’acier inoxydable 316 par écrouissage pour augmenter sa résistance, afin qu’il puisse contenir des pressions plus élevées. Les pressions à l’œuvre avec l’hydrogène peuvent être de l’ordre de 700 bar ou 10 000 psi. Et donc, quand nous avons testé notre acier écroui, nous avons obtenu une striction relative d’environ 85 %, à comparer avec 90 %. Un résultat très satisfaisant donc.

BUDDY DAMM:
Mais évidemment, en situation réelle, nos composants ne sont pas contraints jusqu’à la rupture. Ils subissent plutôt des cycles de pression externes. Ces sollicitations cycliques causent des dégâts dus à la fatigue. Il est donc important de bien comprendre la chose suivante : « Comment l’hydrogène influe-t-il sur la fatigue des matériaux ? »

BUDDY DAMM:
Si vous testez de l’acier inoxydable 304 et si vous comparez ses performances dans l’air et dans l’hydrogène, vous constatez qu’il perd environ 90 % de sa durée de vie à cause de la fatigue. Avec un acier 316L standard ou un peu plus fortement allié, la perte est d’environ 70 %. C’est encore beaucoup, mais ça fait une grande différence. Et si vous faites les bons choix de conception pour gérer les contraintes, vous pouvez compenser. Par exemple, des contraintes légèrement réduites peuvent multiplier la durée de vie par dix. Donc, ça peut vraiment changer la donne.

CRAIG GIFFORD:
Voilà qui est parfait. Oui. Eh bien, merci Buddy. Et merci à vous d’avoir regardé cette vidéo « Demandez à Swagelok ».