Modèle de prédiction de la durée de vie en fatigue des soudures des réservoirs de pétrole brut à injection deau à haute pression

Le modèle de prédiction de la durée de vie en fatigue des soudures des réservoirs de pétrole brut à injection deau à haute pression utilise principalement la ‌méthode de la contrainte structurelle‌. Il calcule la contrainte réelle à partir des forces/moments nodaux de la soudure et évalue la durée de vie en combinant la courbe S-N et la théorie de lendommagement cumulatif linéaire de Miner. Les paramètres clés incluent les contraintes résiduelles de soudage (liées au processus), le coefficient de concentration de contraintes (une augmentation de 0,1 réduit la durée de vie de 15 à 20 %) et linfluence de la corrosion environnementale (la durée de vie en environnement fortement corrosif nest que de 1/3 de la normale).

En pratique, il est nécessaire de prendre en compte les chemins de transmission de charge dynamique et la dégradation des propriétés des matériaux, comme le montre le cas des équipements pétroliers et gaziers en eaux profondes. Le modèle quantifie linfluence de lamplitude de la contrainte à travers la courbe S-N (avec un coefficient de sécurité) et intègre des facteurs tels que les contraintes résiduelles et les discontinuités géométriques, avec une erreur contrôlée à moins de 15 %.

Les difficultés techniques résident dans : 1) lécart des paramètres de soudage des matériaux dissemblables doit être ≤ 5 % ; 2) lenvironnement corrosif nécessite une correction par des essais accélérés ; 3) sous contrainte multiaxiale, il est nécessaire dintroduire un modèle de mécanique de la rupture. Après lapplication de ce modèle à un réservoir de 100 000 m³, lécart entre la durée de vie prédite et la durée de vie mesurée