fr.wedoany.com Rapport : Le 1er juillet, le premier dispositif mondial de recherche par diffraction neutronique in situ pour le soudage sous-marin, développé indépendamment par la Chine, a été mis en service sur le spectromètre de matériaux d'ingénierie de la Source de neutrons spallation chinoise, et la première expérience d'observation in situ du processus de soudage sous-marin a été réalisée. Ce dispositif a été développé conjointement par l'équipe du professeur Wang Zhenmin de l'Université de technologie de Chine du Sud, les équipes de Li Xiaohu et Du Wenting du Centre scientifique de la Source de neutrons spallation chinoise, et fabriqué par Zhenhai Intelligent Technology (Zhuhai) Co., Ltd.
Le soudage sous-marin est l'une des technologies clés essentielles pour la fabrication et la maintenance in situ des grandes structures sous-marines telles que les centrales nucléaires, l'éolien offshore, les navires et les pipelines pétroliers et gaziers, et constitue également le principal moyen de réaliser des réparations d'urgence et permanentes des structures sous-marines. Avec l'approfondissement de l'exploitation océanique, l'importance de la réparation sous-marine des grandes infrastructures maritimes devient de plus en plus évidente. Auparavant, le soudage sous-marin reposait principalement sur la méthode d'« échantillonnage après soudage », qui consiste à prélever des échantillons après le soudage pour les ramener au laboratoire pour analyse. Liao Haipeng, membre clé de l'équipe, a expliqué que cette méthode, en raison du manque de données de processus, rend difficile l'identification des variables environnementales spécifiques affectant la qualité du soudage, ce qui a conduit l'industrie à dépendre longtemps de spéculations post-soudage ex situ pour comprendre des problèmes tels que l'évolution de la microstructure des soudures sous-marines, l'initiation des fissures et la défaillance par déformation.
Pour remédier à cette limitation, l'équipe a proposé de développer un dispositif de recherche par diffraction neutronique in situ pour le soudage sous-marin, visant à construire un dispositif d'observation à forte capacité de pénétration dans un environnement de laboratoire, en simulant l'environnement sous-marin réel pour observer in situ le processus de soudage. Du Wenting a expliqué que l'observation in situ permet de surveiller en temps réel les changements dynamiques de la microstructure des matériaux pendant le soudage, et d'établir ainsi un système en boucle fermée qui déduit les paramètres de processus à partir des exigences de performance des soudures.
Après plus de trois ans de recherche, l'équipe a successivement surmonté des défis techniques tels que la fabrication de soudures sous-marines dans des conditions extrêmes et la coordination synergique entre le dispositif de soudage in situ et les grands spectromètres. L'équipe a innové en utilisant de l'eau lourde (D₂O) au lieu de l'eau claire (H₂O) pour simuler l'environnement sous-marin, a conçu un canal d'incidence des faisceaux de neutrons permettant leur transmission sans interférence de l'eau, a développé une nouvelle stratégie d'observation in situ pour obtenir les lois d'évolution de la microstructure à différentes positions et dans plusieurs directions, et a adapté avec précision l'équipement de soudage sous-marin développé en interne au spectromètre de matériaux d'ingénierie, construisant ainsi le premier dispositif de recherche in situ pour le soudage sous-marin au monde.
Wang Zhenmin a indiqué que ce dispositif se concentre sur l'évolution dynamique de la microstructure et du champ de contraintes résiduelles pendant le soudage sous-marin, révélant pour la première fois le mécanisme de couplage en temps réel entre les contraintes et les transformations de phase sous des cycles thermiques multiples complexes, fournissant ainsi des preuves expérimentales directes pour l'optimisation des procédés de soudage sous-marin et l'évaluation de la sécurité des structures de soudure. Au cours du développement, l'équipe a exploité les avantages de la diffraction neutronique, à savoir une haute pénétration et une haute résolution, pour réaliser une observation dynamique in situ de l'évolution de la microstructure du bain de soudure sous-marin, brisant les limites de l'analyse ex situ post-soudage traditionnelle et rendant possible l'établissement dynamique d'un modèle de cartographie précise « procédé-microstructure-performance ». Ce résultat peut fournir un soutien technologique clé pour la fabrication et la réparation de grandes pièces soudées sous-marines à haute performance, et favoriser la transformation du soudage sous-marin d'un « artisanat » basé sur l'expérience à une « science » pilotée par les données.
