Numerical Modelling of the PVF2 Volume Strain with Carbon Dioxide
Modélisation numérique de la déformation volumique du PVDF en présence de dioxyde de carbone
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Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux - UMR CNRS n6617 École Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique, 1, avenue Clément Ader, 86961 Futuroscope - France, email: baudet@lmpm.ensma.fr, grandidier@lmpm.ensma.fr,
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Institut Français du Pétrole, 1 et 4, avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex - France, email: baudet@lmpm.ensma.fr, laurent.cangemi@ifp.fr, m-helene.klopffer@ifp.fr
In the oil industry, polymer materials are subjected to temperature and gas pressure fluctuations that can damage them. This degradation results from couplings between mechanical, thermal and diffusion phenomena. A law modelling these couplings was implemented in the Abaqus software. By making a numerical study of these couplings, we show that it is necessary to model by an isotropic expansion coefficient the effect of CO2 diffusion on the mechanical behaviour of the PVF2. We show that this parameter is independent of the applied pressure. Moreover, with this coefficient we can predict the maximum swelling of the material when it is saturated by gas.
Résumé
Les polymères utilisés dans l'industrie pétrolière sont soumis à des fluctuations de pression de gaz et de température qui peuvent les endommager. Cette détérioration résulte de couplages entre phénomènes mécaniques, thermiques et de diffusion. Une loi modélisant ces couplages a été implémentée dans le logiciel Abaqus. En réalisant une étude numérique de certains de ces couplages, on montre la nécessité de modéliser par un coefficient de dilatation l'effet de la diffusion du CO2 sur le comportement mécanique du PVDF. On montre que ce paramètre est indépendant de la pression appliquée et qu'il permet de prédire le gonflement maximum du matériau lorsque celui-ci est saturé en gaz.
© IFP, 2006