Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est un proc\u00e9d\u00e9 largement utilis\u00e9 dans la fabrication et les travaux de r\u00e9paration sur chantier ; il sert \u00e0 r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles afin d'att\u00e9nuer la duret\u00e9 du mat\u00e9riau soud\u00e9 et d'augmenter sa r\u00e9sistance.<\/p>\n
Les exigences relatives au traitement thermique post-soudage (PWHT) d\u00e9pendent \u00e0 la fois du mat\u00e9riau des tubes et des prescriptions du code ASME ; le tableau 331.1.1 indique les plages de temp\u00e9ratures de maintien applicables aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux, conform\u00e9ment \u00e0 la clause 331.1.1.<\/p>\n
Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est un proc\u00e9d\u00e9 contr\u00f4l\u00e9 de chauffage et de refroidissement appliqu\u00e9 aux composants soud\u00e9s afin d\u2019am\u00e9liorer leurs propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et d\u2019\u00e9liminer les contraintes r\u00e9siduelles. Le PWHT augmente la r\u00e9sistance et la duret\u00e9 des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, r\u00e9duit les d\u00e9fauts de soudure et prot\u00e8ge contre la fissuration induite par l\u2019environnement. Le PWHT favorise \u00e9galement le mouvement des dislocations au sein des structures cristallines des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, ce qui contribue \u00e0 \u00e9liminer les contraintes r\u00e9siduelles et \u00e0 r\u00e9duire les concentrations de contraintes. Les canalisations soumises \u00e0 des contraintes environnementales n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement un PWHT ; pour une analyse d\u00e9taill\u00e9e des exigences sp\u00e9cifiques aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de tuyauterie, veuillez vous reporter \u00e0 la clause 331.1.1 ainsi qu\u2019aux tableaux 331.1.1, 331.1.2 et 331.1.3 de la norme ASME B31.3.<\/p>\n
Cette photographie au microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) met en \u00e9vidence les diff\u00e9rences entre les surfaces de rupture des \u00e9chantillons ayant subi un traitement thermique et celles des \u00e9chantillons n'ayant pas subi ce traitement. Les \u00e9chantillons trait\u00e9s thermiquement pr\u00e9sentent des surfaces de rupture plus lisses, tandis que les \u00e9chantillons non trait\u00e9s r\u00e9v\u00e8lent un mode de rupture fragile caract\u00e9ris\u00e9 par des motifs en forme de rivi\u00e8res.<\/p>\n
Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est un proc\u00e9d\u00e9 de r\u00e9chauffage et de refroidissement utilis\u00e9 pour augmenter la t\u00e9nacit\u00e9 des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, att\u00e9nuer les contraintes r\u00e9siduelles et r\u00e9duire le risque de d\u00e9fauts de soudure tels que les fissures. Le PWHT rev\u00eat une importance particuli\u00e8re lorsque les tuyaux sont soumis \u00e0 des contraintes ou \u00e0 des d\u00e9formations environnementales, comme c'est le cas dans les ol\u00e9oducs et les gazoducs ou dans les centrales nucl\u00e9aires ; des normes sp\u00e9cifiques, telles que la section VIII de l'ASME, stipulent souvent des exigences en mati\u00e8re de traitement thermique apr\u00e8s soudage pour ce type d'applications de tuyauterie.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s de PWHT utilisent g\u00e9n\u00e9ralement un profil de mont\u00e9e en temp\u00e9rature et de maintien contr\u00f4l\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 la temp\u00e9rature de transformation initiale du mat\u00e9riau, afin de minimiser les effets secondaires n\u00e9gatifs potentiels tels que la fissuration due au r\u00e9chauffage, la d\u00e9formation et la perte de t\u00e9nacit\u00e9. Il est essentiel de g\u00e9rer efficacement les vitesses de mont\u00e9e en temp\u00e9rature et de maintien ainsi que la temp\u00e9rature de maintien afin d'obtenir de bons r\u00e9sultats de traitement.<\/p>\n
Les images SEM ci-dessous comparent des \u00e9chantillons de fil NiTi soud\u00e9s, avec et sans traitement PWHT ; ces derniers pr\u00e9sentent des surfaces de rupture plus lisses, d\u00e9pourvues de motifs en forme de rivi\u00e8res. Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que les traitements PWHT r\u00e9duisent consid\u00e9rablement la sensibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux \u00e0 la fissuration assist\u00e9e par l'environnement, tout en prolongeant leur dur\u00e9e de vie.<\/p>\n
Dans des conditions de corrosion, les joints soud\u00e9s peuvent devenir fragiles et c\u00e9der. Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) contribue \u00e0 att\u00e9nuer ce risque en r\u00e9duisant les niveaux de contrainte dans la zone de soudure ; il am\u00e9liore en outre la r\u00e9sistance aux dommages caus\u00e9s par l'hydrog\u00e8ne et \u00e0 d'autres formes de corrosion.<\/p>\n
Le PWHT est une technique \u00e9prouv\u00e9e permettant d'am\u00e9liorer la durabilit\u00e9 des structures soud\u00e9es dans les usines chimiques, les raffineries de p\u00e9trole et d'autres installations industrielles. Ce proc\u00e9d\u00e9 contribue \u00e0 r\u00e9duire au minimum le risque de d\u00e9faillance des soudures tout en augmentant la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux, gr\u00e2ce \u00e0 une am\u00e9lioration \u00e0 la fois de la r\u00e9sistance \u00e0 la traction et de la limite d'\u00e9lasticit\u00e9. De plus, le PWHT aide \u00e0 pr\u00e9venir la fissuration par corrosion sous contrainte ainsi que d'autres formes de corrosion au sein des mat\u00e9riaux.<\/p>\n
De nombreux proc\u00e9d\u00e9s de soudage g\u00e9n\u00e8rent, dans la zone de soudure, des contraintes r\u00e9siduelles qui d\u00e9passent les limites de conception du mat\u00e9riau, ce qui entra\u00eene la progression de fissures de fatigue. Le traitement thermique post-soudage (PWHT) permet de r\u00e9duire consid\u00e9rablement ces contraintes r\u00e9siduelles et de modifier les trajectoires et les vitesses de propagation des fissures.<\/p>\n
De nombreuses assemblages soud\u00e9s de tuyauterie n\u00e9cessitent un traitement thermique apr\u00e8s soudage au plasma (PWHT). Le PWHT permet de r\u00e9duire la sensibilit\u00e9 des soudures \u00e0 la d\u00e9gradation m\u00e9tallurgique, d\u2019augmenter leur r\u00e9sistance et leur ductilit\u00e9, et d\u2019am\u00e9liorer leur r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion dans des conditions agressives. Malheureusement, le PWHT peut avoir des r\u00e9percussions n\u00e9gatives sur la soudabilit\u00e9 et les performances en service ; il est donc essentiel d\u2019\u00e9valuer minutieusement ses avantages et ses co\u00fbts avant de proc\u00e9der \u00e0 ce traitement. Dans ce rapport, nous \u00e9tudions son origine et ses fondements, ainsi que les exigences et exemptions actuelles relatives au PWHT dans les environnements nucl\u00e9aires.<\/p>\n
Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (\u00e9galement appel\u00e9 \u00ab traitement de d\u00e9tente \u00bb) est un proc\u00e9d\u00e9 thermique destin\u00e9 \u00e0 r\u00e9duire le risque de rupture fragile caus\u00e9e par les contraintes r\u00e9siduelles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es lors des op\u00e9rations de soudage. Les contraintes r\u00e9siduelles pr\u00e9sentes dans les zones de soudure peuvent s'ajouter aux contraintes d'effort, d\u00e9passant ainsi les limites de conception du mat\u00e9riau, et entra\u00eener des fissures, de la fatigue et, \u00e0 terme, une rupture fragile si elles ne sont pas ma\u00eetris\u00e9es ; le traitement thermique post-soudage favorise le mouvement des dislocations au sein des structures cristallines afin de lib\u00e9rer ces tensions et s'av\u00e8re n\u00e9cessaire d\u00e8s lors qu'il existe un risque de fissuration induite par l'environnement au niveau des joints de soudure.<\/p>\n
Les exigences relatives au contr\u00f4le post-soudage par chauffage (PWHT) sont d\u00e9finies par divers codes normatifs, les conditions variant en fonction du mat\u00e9riau du tuyau et de son num\u00e9ro de groupe. La norme ASME B31.3 contient des dispositions obligatoires en mati\u00e8re de PWHT en fonction de la composition du mat\u00e9riau des tuyauteries ; toutefois, des d\u00e9rogations \u00e0 ces essais obligatoires sont pr\u00e9vues lorsque les soudures sont r\u00e9alis\u00e9es sur des tuyaux plus \u00e9pais fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de mat\u00e9riaux de soudage sp\u00e9cifiques.<\/p>\n
Les exigences en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudage (PWHT) pour les canalisations des centrales \u00e9lectriques perdent de leur importance \u00e0 mesure que le diam\u00e8tre des tuyaux augmente, \u00e0 \u00e9paisseur de paroi constante, en raison de la diminution de la tangente de l\u2019angle entre le vecteur de contrainte longitudinale et la direction de la soudure (th\u00eata \u201c th \u201d). Ainsi, les contraintes r\u00e9siduelles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es lors du soudage constituent un sujet de pr\u00e9occupation encore plus important pour les tuyaux \u00e0 paroi \u00e9paisse que pour ceux \u00e0 paroi mince.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le traitement thermique post-soudure (PWHT) est un processus largement r\u00e9pandu dans les travaux de fabrication et de r\u00e9paration sur le terrain, utilis\u00e9 pour r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles afin d'adoucir la duret\u00e9 du mat\u00e9riau soud\u00e9 et d'augmenter la r\u00e9sistance. Les exigences en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudure d\u00e9pendent \u00e0 la fois du mat\u00e9riau du tube et des exigences du code ASME. Le tableau 331.1.1 indique les plages de temp\u00e9rature de maintien du traitement thermique post-soudure applicables aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de l'article 331.1.1. ... <\/p>\n