Autoclaves: Essais de matériaux sous hydrogène sous pression
L’essai sous hydrogène sous pression est une méthode importante pour la Recherche et le Développement des matériaux. Des autoclaves sont utilisés pour qualifier des matériaux sous haute pression, aussi bien à haute température qu’à basse température. Ceci est particulièrement important dans le développement de nouveaux matériaux destinés à être utilisés dans des applications soumises à de fortes contraintes.
L’utilisation d’hydrogène sous pression représente un défi particulier de la technique d'essai.. L’hydrogène, associé à l'oxygène contenu dans l'air, forme un mélange inflammable connu sous le nom de gaz détonant. Planifier soigneusement tous les systèmes d'essais qui utilisent de l'hydrogène sous pression et de les concevoir conformément aux règles de sécurité est donc indispensable.
Principe de fonctionnement de l’autoclave Essais en autoclaves à hydrogène sous pression Vidéo Sécurité et maintenance Systèmes d’essai Projets clients intéressants
Principe de fonctionnement de l’autoclave
- Un autoclave est un récipient sous pression fermé et étanche aux gaz.
- La technique de l'autoclave est également connue dans le domaine de la stérilisation des aliments à la vapeur, dans le secteur médical ou pour la fabrication de matériaux composites à base de fibres.
- Lors de l’essai de matériau sous hydrogène sous pression, l'essai est réalisé dans l'autoclave en ajoutant de l'hydrogène sous pression. Cela permet de simuler les contraintes auxquelles le matériau ou le composant sera soumis lors de son utilisation.
Essais en autoclaves à hydrogène sous pression
Les autoclaves ZwickRoell sont spécialement conçus, pour tester les matériaux dans une atmosphère d'hydrogène sous pression.. L’autoclave joue le rôle de réservoir sous pression, dans lequel l'hydrogène sous pression agit sur la surface de l'éprouvette et y pénètre. Conjointement à la sollicitation mécanique de l’éprouvette par la machine d'essais, le système détermine les propriétés mécaniques de l'éprouvette sous l'influence de l'hydrogène.
Les valeurs caractéristiques du matériau obtenues permettent de déterminer la résistance à l’hydrogène. Cela permet à la fois de développer de nouveaux matériaux résistants à l'hydrogène et d'étudier des matériaux existants pour une utilisation avec de l'hydrogène.
- Intégrés à une machine d’essais servohydrauliques, les réservoirs d’hydrogène sous pression (autoclaves) permettent de réaliser différents essais tels que les essais de résistance à la rupture (ASTM E1820, ASTM E399, BS 8571, ASTM E647, ISO 11114-4), essais de fatigue et essais Slow Strain Rate sur éprouvettes filetées, éprouvettes filetées entaillées et éprouvettes CT. Ce système d'essai permet également de réaliser des essais statiques, tels que des essais de traction et essais de flexion dans un environnement d'hydrogène sous pression.
- Intégrés à une machine d’essais de fluage, les autoclaves permettent de réaliser les essais cycliques susmentionnés à des fréquences < 2 Hz ainsi que des essais de fatigue par fluage (ASTM E2714, ASTM E2760). Des essais statiques, tels que les essais de traction et essais Slow Strain Rate (ASTM G129, ASTM G142) sont réalisés avec la plus grande précision.
- Des réservoirs d'hydrogène pressurisé standard jusqu'à 400 bar sont intégrés aux machines d’essais. Ceux-ci ont été spécialement développés par ZwickRoell pour l'utilisation dans les essais de matériaux et sont particulièrement optimisés en termes d'alignement, de compensation de pression et de mesure de force. Une pression jusqu’à 1 000 bar est possible sur les modèles spéciaux. La préparation de la pression d'hydrogène est assurée par un compresseur d'hydrogène. La machine d'essai est équipée d'un groupe hydraulique de 40 l/min.
Essai en autoclave à hydrogène sous pression: Sécurité et maintenance
- Pour garantir la sécurité lors de l'utilisation d'hydrogène sous pression dans les autoclaves, des mesures de sécurité strictes doivent être prises.
- Ces mesures portent par exemple sur la vérification et l’entretien régulier des installations, l’utilisation des équipements et des dispositifs de sécurité et la formation du personnel à des procédures de travail sécures.
