Récapitulatif de notre série « Demandez à Swagelok »

Retour sur 2024 : les débuts de notre série Demandez à Swagelok.

En 2024, nous avons eu le plaisir de lancer une nouvelle série de vidéos intitulée « Demandez à Swagelok », dans laquelle des spécialistes de Swagelok répondent à des questions importantes et offrent un éclairage sur tout ce qui touche à la conception des systèmes fluides. À ce jour, nous avons publié cinq conversations, chacune portant sur un sujet différent :

L’échantillonnage des liquides

Matt Dixon, spécialiste de l’échantillonnage chez Swagelok, aborde certains des aspects les moins connus de l’échantillonnage des liquides comme la fonction d’un tube de remplissage, le risque de rupture d’un cylindre à cause de la dilatation en l’absence d’une phase gazeuse suffisante, le remplissage des cylindres d’échantillonnage ou encore l’incidence de la conception du système d’échantillonnage sur la phase gazeuse.

Points importants abordés dans cette conversation :

• L’importance d’une phase gazeuse dans un cylindre métallique rempli de liquide pour limiter le risque d’une rupture catastrophique du cylindre.
• La manière dont un liquide pénètre dans un cylindre d’échantillonnage et l’incidence sur la phase gazeuse de facteurs souvent négligés comme la pression de retour.
• Qu’est-ce que la compression de la phase gazeuse et comment en tenir compte en appréhendant les notions de pression d’alimentation et de pression de retour et la procédure d’échantillonnage ?
• L’augmentation de la contre-pression due à des composants situés en aval, les effets inattendus de cette augmentation sur la phase gazeuse et la manière de maximiser le volume de cette phase.
• L’incidence des procédures d’échantillonnage sur la phase gazeuse et la possibilité de limiter les risques de problèmes en fermant simplement les vannes d’alimentation et de retour en même temps.

La conception des systèmes à hydrogène

La conception des systèmes fluides destinés à des applications qui mettent en œuvre de l’hydrogène est très différente de ce qui se fait dans le secteur du pétrole et du gaz. Chuck Hayes, responsable technique mondial de Swagelok pour les énergies propres, explique pourquoi dans cette conversation.  Il aborde également l’incidence de la très petite taille des molécules d’hydrogène sur tous les aspects de la conception, des diamètres des tubes jusqu’au choix des matériaux.

Points importants abordés dans cette conversation :

• La différence de taille des systèmes construits pour le secteur du pétrole et du gaz par rapport aux systèmes réalisés pour le secteur de l’hydrogène, et les raisons pour lesquelles on préfère utiliser des tubes avec l’hydrogène plutôt que les gros tuyaux filetés utilisés avec le pétrole et le gaz.
• Les raisons pour lesquelles la petite taille des molécules d’hydrogène – qui permettent à celui-ci de s’échapper d’un système contrairement au pétrole et au gaz – fait des raccords pour tubes Swagelok un meilleur choix que les raccords filetés à extrémité conique pour assembler une structure poreuse continue parfaitement étanche.
• La difficulté d’estimer les pertes de charge ou la vitesse à cause des variations de densité de l’hydrogène comprimé et les raisons pour lesquelles surdimensionner n’est pas une solution viable dans un système à hydrogène.
• Les raisons expliquant pourquoi les méthodes éprouvées pour réduire les coûts utilisées par les fournisseurs de composants destinés au secteur du pétrole et du gaz ne fonctionnent pas aussi bien pour le secteur de l’hydrogène, dans lequel toute fuite supérieure à 1 % dans un système fait courir un risque majeur pour la sécurité.

La fragilisation par l’hydrogène

Bien que le phénomène de fragilisation par l’hydrogène soit connu depuis longtemps, il peut être difficile à saisir pour beaucoup dans le secteur dynamique et en plein essor de l’hydrogène utilisé comme source d’énergie. Dans cette conversation, Buddy Damm, spécialiste en métallurgie chez Swagelok, et Cal Brown, spécialiste en développement de nouveaux produits, expliquent ce qu’est la fragilisation par l’hydrogène, précisent l’incidence du phénomène sur les composants et proposent des solutions pour remédier au problème.

Points importants abordés dans cette conversation :

• Définition de la fragilisation par l’hydrogène, la manière dont elle commence et à quel endroit, ainsi que son effet négatif sur la ductilité, la résistance à la fatigue et la résistance à la rupture des alliages techniques.
• Les raisons pour lesquelles la fragilisation par l’hydrogène parfois est un problème majeur et parfois n’en est pas un, et la manière d’y faire face en maîtrisant les trois principaux facteurs que sont  les contraintes de traction causées par des charges de compression, statiques ou dynamiques, la présence d’hydrogène à l’état atomique et la sensibilité des matériaux au phénomène.
• Les tests de striction relative et l’analyse des contraintes, deux outils qui aident à choisir des matériaux appropriés pour éviter une lente accumulation de petites dégradations susceptible de déboucher sur une défaillance des composants.
• L’intérêt de l’analyse par éléments finis et des essais physiques des produits – essais d’impulsion accélérés et essais de cycle, par exemple – pour optimiser la conception des produits utilisés avec l’hydrogène.

La corrosion en milieu offshore

De tous les problèmes que pose l’exploitation offshore du pétrole et du gaz, la corrosion – qu’elle soit causée par des facteurs internes ou externes – est peut-être l’un des plus difficiles à résoudre. Dans cette conversation, Buddy Damm, spécialiste en métallurgie chez Swagelok, explique les signes à rechercher et les mesures qui peuvent être prises pour atténuer le phénomène.

Points importants abordés dans cette conversation :

• L’oxydo-réduction des métaux causée par des réactions électrochimiques, ce qui entraîne un amincissement des parois, une perte de confinement, des piqûres, des fissures ou une corrosion caverneuse.
• La manière dont les deux différents types de corrosion – causée par des facteurs externes, c.-à-d. par l’environnement, ou par des facteurs internes, c.-à.-d. par les hydrocarbures extraits – se combinent pour faire de la corrosion un problème majeur dans les applications offshore, et l’intérêt de respecter les normes NACE MRO 175 ou ISO 15156.
• L’intérêt d’utiliser : des composants et des revêtements épais pour atténuer la corrosion généralisée ; des matériaux ayant la même sensibilité à la corrosion pour lutter contre la corrosion galvanique ; un acier à forte teneur en chrome pour lutter contre la corrosion par piqûres et la corrosion caverneuse ; un acier à forte teneur en nickel pour prévenir la corrosion sous contrainte ; des tubes correctement disposés pour réduire la corrosion par frottement et accroître la résistance à la fatigue.

Les certifications pour le secteur des énergies propres

Avec des normes différentes partout dans le monde, il peut être difficile pour des concepteurs de savoir quelles sont celles qui s’appliquent et qui sont importantes. Dans cette conversation, Chuck Hayes, spécialiste de l’hydrogène chez Swagelok, aborde les rouages des certifications pour le secteur des énergies propres, les classes de pression et les ressources disponibles pour s’y retrouver.

Points importants abordés dans cette conversation :

• Les différentes normes en vigueur dans le monde concernant l’hydrogène et le gaz naturel comprimé, les règles qui s’appliquent aux différents types de systèmes pour chacun des deux gaz, et les évolutions en cours.
• Les différentes classes de pression de service (une pour le gaz naturel comprimé, deux pour l’hydrogène), l’effet Joule-Thomson et pourquoi il oblige à utiliser des composants conçus pour des pressions élevées, et les raisons pour lesquelles les composants des stations-service doivent répondre à des normes de pression encore plus élevées.
• Où trouver des attestations, des rapports d’essai de laboratoires indépendants et des certifications, et comment accéder à l’expertise de 50 ingénieurs terrain formés aux énergies propres dans le monde entier pour résoudre des problèmes de conception et maîtriser les normes en vigueur localement.

PROCHAINEMENT : Limiter les fuites

Guettez la publication de cette vidéo bientôt disponible, dans laquelle vous découvrirez comment il est possible de limiter les fuites pour prolonger la durée de vie d’un système et préserver la productivité.

Vous trouverez toutes les vidéos – déjà disponibles ou à venir – de notre série Demandez à Swagelok sur https://www.swagelok.com/fr/toolbox/ask-swagelok.

Nous espérons que ces vidéos vous seront utiles. Ce n’est que le début et nous prévoyons de continuer de vous apporter d’autres conseils d’experts dans notre série Demandez à Swagelok. Si vous souhaitez que nous traitions des sujets particuliers, n’hésitez pas à nous le faire savoir. Nous serons toujours ravis de partager une expertise et des connaissances qui pourraient vous être utiles !