Analyse de l’effet bénéfique des actions correctives sur la fiabilité et l’intégrité des structures tubulaires - Belyamna Mohammed Amine (My University, 2024)
The evaluation of the reliability and integrity of a structure consists of proving its ability to fulfill these mechanical functions for all loading modes, normal or accidental, and throughout its lifetime. In the context of nuclear safety, the most important structures consider the presence of degradation encompassing several aspects, such as cracks. In this context, this study proposes an integrated approach to assess the probability of failure due to stress corrosion cracking (SCC) of piping in nuclear power plants. It utilizes Monte Carlo simulation (SMC), probabilistic fracture mechanics (MRP) using the M-PRAISE calculation program, sensitivity analysis, and artificial neural networks (ANN) to effectively estimate the reliability of damaged pipes. Focusing on austenitic stainless steels, this analysis also includes simulation of SCC and the use of damage parameters dependent on residual stresses, environmental conditions, and the degree of sensitization consolidating the influences of different factors to evaluate crack growth rates and initiation time. Additionally, it examines the impact of replacing the old material AISI304 with the new material AISI316 and predicts the effectiveness of in-service inspection (ISI) programs on the reliability of stainless-steel piping systems under SCC conditions. The analysis highlights the importance of a reinforced inspection program, combining crack detection and appropriate inspection schedules, to ensure the safety of piping against rapid crack growth. In conclusion, this work offers essential perspectives for enhancing the reliability and durability of piping, thereby contributing to strengthening the safety and long-term performance of these critical facilities.
L'évaluation de la fiabilité et l’intégrité d'une structure consiste à prouver sa capacité à remplir ces fonctions mécaniques pour tous les modes de chargement, normaux ou accidentels, et tout au long de sa durée de vie. Dans le contexte de la sûreté nucléaire, les structures les plus importantes considèrent la présence d'une dégradation regroupant plusieurs aspects, comme les fissures. Dans ce conteste cette étude propose une approche intégrée pour évaluer la probabilité de défaillance due à la fissuration par corrosion sous contrainte intergranulaire (CSC-IG) des tuyauteries dans les centrales nucléaires. Elle utilise la simulation de Monte Carlo (SMC), la mécanique de la rupture probabiliste (MRP) au moyen du programme de calcul M-PRAISE, l'analyse de sensibilité et les réseaux neuronaux artificiels (RNA) pour estimer efficacement la fiabilité des tuyauteries endommagées. En se concentrant sur les aciers inoxydables austénitiques, cette analyse comprend également la simulation de la fissuration par CSC-IG et l'utilisation de paramètres d'endommagement qui dépend des contraintes résiduelles, des conditions environnementales et du degré de sensibilisation consolidant les influences des différents facteurs pour évaluer les taux de croissance des fissures et le temps d'initiation. De plus, elle examine l'impact du remplacement de l'ancien matériau AI304 par le nouveau matériau AI316 et prédire l'efficacité des programmes d'inspection en service (IES) sur la fiabilité des systèmes de tuyauterie en acier inoxydable dans des conditions de CSC-IG. L'analyse met en lumière l'importance d'un programme d'inspection renforcé, combinant la détection des fissures et le calendrier d'inspection approprié, pour garantir la sécurité des tuyauteries face à la croissance rapide des fissures. En conclusion, ces travaux offrent des perspectives essentielles pour améliorer la fiabilité et la durabilité des tuyauteries, contribuant ainsi à renforcer la sécurité et les performances à long terme de ces installations critiques.
Keywords: Structural reliability; ANN; MCS; Probabilistic Fracture Mechanics; ISI; Fatigue; IG-SCC; Damage; AISI 304 Steel; AISI 316 Steel.; الموثوقية الهيكلية، الشبكات العصبية الاصطناعية، محاكاة مونتي كارلو، ميكانيكا الكسر الاحتمالية، التفتيش أثناء الخدمة، الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316.التعب، تكسير التآكل الإجهادي الحبيبي، الضرر،; Fiabilité structurelle; RNA; SMC; MRP; IES; Fissuration par CSC-IG; Endommagement; Acier AISI 304; AISI316.