Etude des phénomènes de grippage dans les assemblages vissés : Mise en place de critères pertinents pour l’étude du phénomène et optimisation des traitements de surface

Thèse CIFRE Vallourec

École Centrale Lyon - Vallourec Research Center France (Aulnoye-Aymeries)

Personnes à contacter par le candidat

LTDS, ECL : S. Fouvry (D. R. CNRS) : siegfried.fouvry@ec-lyon.fr -
VALLOUREC, N. Marouf (Dr.) : nabil.marouf@vallourec.com

DATE DE DÉBUT SOUHAITÉ

01/10/2019

DATE LIMITE DE CANDIDATURE

15/09/2019

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Les LTDS et le VRCF ont développé un banc d’essai permettant de caractériser les performances au grippage des différents tribo-systèmes utilisés dans les connexions VAM®. Ces connexions permettent d’assembler entre eux des tubes en acier à hautes limites d’élasticité en préservant des performances élevées en traction/compression. L’étanchéité  est  obtenue  par  un  contact  métal/métal  ayant  une  haute  pression  de  contact.  Pour  garantir l’intégrité de la connexion, le grippage doit être évité. C’est pour cette raison que différentes combinaisons de traitement de surface / lubrifiants sont utilisées.

La détermination des performances en grippage des différentes combinaisons de traitement de surface et d’acier est donc cruciale, et peut être quantifiée à l’aide de ce banc expérimental. La compréhension des phénomènes conduisant à l’initiation du grippage ainsi qu’à sa propagation au sein de la surface frottée demande une analyse fine du comportement mécanique des différents matériaux au voisinage immédiat de la surface de contact.

Phase 1/ Amélioration de la méthodologie expérimentale :

  • Détection des prémices du grippage à l’aide de différentes techniques telles que l’analyse du frottement mais aussi de mesures d’émission acoustique ainsi que des mesures de la résistance électrique du contact.
  • Mise en place d’un protocole expérimental permettant d’étudier l’influence des paramètres de chargement sur le processus de grippage.

Phase 2/ Construction du scénario tribologique sur un contact référence.

  • Réalisation d’essais interrompus pré et post grippage de façon à établir la cinétique de dégradation de l’interface pour un contact modèle (contact référence)
  • Analyse des surfaces dégradées à l’aide de différentes techniques telles que la profilométrie 3D des surfaces, analyses micro Raman et XPS.
  • Analyse micro mécanique des interfaces grippées (nano-indentation, micro pilier) de façon à quantifier le comportement rhéologique des transferts métalliques à l’origine des phénomènes de grippage. Cette analyse des propriétés mécaniques de l’interface sera combinée à des observations microstructurale (SEM, FIB, EBSD) de façon à évaluer l’impact du cisaillement interfacial sur les phénomènes de recristallisation des surfaces métalliques (TTS : Tribologically Transformed Structures).