Influence de l'air ou de milieux salins avec polarisation cathodique sur les processus d'endommagement par fatigue d'un acier à haute limite d'élasticité

Influence of air or saline solutions with cathodic polarisation on the fatigue damage processes of a high strength steel

• Auteur / Autrice : Bertrand Huneau
• Direction : José Méndez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrogène

Protection cathodique

Durée de vie (ingénierie)

Effets de l'environnement

Acier à haute limite d'élasticité

Résumé

Cette étude est consacrée à l'analyse du comportement et de l'endommagement en fatigue, dans l'air et dans deux solutions salines avec polarisation cathodique (une solution 3,5% NaCl et de l'eau de mer), d'un acier à haute limite d'élasticité (SE702) utilisé dans le domaine offshore. Une attention particulière est portée à la détermination des mécanismes et des cinétiques d'amorçage et de propagation des fissures de fatigue. Le comportement en fatigue du SE702 est caractérisé par les durées de vie et les vitesses de propagation des fissures naturelles. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus dans un vide secondaire, ce qui permet de découpler les effets d'environnement des effets mécaniques. Cette comparaison permet également de préciser les mécanismes d'action des différentes espèces actives. L'effet néfaste de l'air est attribué à une action conjointe de l'oxygène et de la vapeur d'eau alors que l'effet des milieux salins est dû à l'hydrogène généré par la protection cathodique.

This study is devoted to the analysis of fatigue resistance and damage in several environments, the air and two saline solutions with cathodic polarisation (a 3,5% NaCl solution and natural seawater), of a high strength steel (SE702) used in offshore structures. A detailed attention was paid to the determination of mechanisms and kinetics of crack initiation and propagation. The fatigue behaviour of the SE702 was characterised by fatigue lives and crack growth rates of self-initiated cracks. These results were compared with those obtained in a secondary vacuum, so that it enables to separate the effects of environment from the mechanical effects. Moreover, the comparison of the results obtained in the different environments made it possible to specify the action mechanisms of the various active species. The harmful effect of the air is allotted to a joint action of oxygen and water vapour whereas the effect of the saline solutions is due to the hydrogen generated by cathodic protection.