Un traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est souvent requis pour les \u00e9quipements sous pression et les canalisations dans les centrales \u00e9lectriques, les raffineries de p\u00e9trole et les industries p\u00e9trochimiques. Le PWHT permet d'att\u00e9nuer les contraintes r\u00e9siduelles r\u00e9sultant du soudage tout en am\u00e9liorant les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des aciers soud\u00e9s.<\/p>\n
Les normes de fabrication divergent quant aux exigences relatives au traitement thermique post-soudage (PWHT) ; cet article les compare et les met en regard \u00e0 l'aide d'approches issues de la m\u00e9canique de la rupture, afin d'examiner les exigences en mati\u00e8re d'\u00e9paisseur limite \u00e0 partir desquelles le PWHT doit \u00eatre effectu\u00e9 pour les soudures selon diff\u00e9rentes normes.<\/p>\n
Les r\u00e9cipients sous pression peuvent \u00eatre des dispositifs extr\u00eamement dangereux qui doivent \u00eatre con\u00e7us avec le plus grand soin afin de r\u00e9sister aux pressions et contraintes internes sans compromettre leur int\u00e9grit\u00e9 structurelle. Les mat\u00e9riaux choisis doivent r\u00e9pondre \u00e0 la fois aux sp\u00e9cifications de r\u00e9sistance et \u00e0 celles relatives \u00e0 la fabrication, \u00e0 la soudabilit\u00e9 et \u00e0 l\u2019usinabilit\u00e9 pour des applications sp\u00e9cifiques, entre autres facteurs. Les conditions de temp\u00e9rature doivent \u00e9galement \u00eatre prises en compte pour d\u00e9terminer l'\u00e9paisseur des parois et les exigences en mati\u00e8re de renfort, ainsi que les dimensions du r\u00e9cipient, y compris celles des ouvertures telles que les tubulures, et la forme des fonds (h\u00e9misph\u00e9riques, elliptiques, \u00e0 bride ou bomb\u00e9s) en fonction de l\u2019utilisation pr\u00e9vue, tout en effectuant une s\u00e9lection rigoureuse afin de minimiser les contraintes exerc\u00e9es sur les muscles du fond ou du col.<\/p>\n
La plupart des pays imposent que tous les r\u00e9cipients d\u00e9passant une certaine taille et une certaine pression soient construits conform\u00e9ment \u00e0 un code officiel, tel que le \u00ab ASME Boiler and Pressure Vessel Code \u00bb aux \u00c9tats-Unis ou la directive europ\u00e9enne relative aux \u00e9quipements sous pression en Europe.<\/p>\n
Les exigences g\u00e9n\u00e9rales de la plupart des codes imposent un traitement thermique post-soudage (PWHT) pour les mat\u00e9riaux dont l'\u00e9paisseur d\u00e9passe une valeur sp\u00e9cifi\u00e9e ; toutefois, ces exigences varient d'un code \u00e0 l'autre. Par exemple, les exceptions relatives \u00e0 l'acier faiblement alli\u00e9 en mati\u00e8re de PWHT diff\u00e8rent entre les codes am\u00e9ricains et britanniques, tout comme la limite d'\u00e9paisseur donnant droit \u00e0 une exemption des essais de PWHT ; ces diff\u00e9rences peuvent \u00e9galement concerner les exigences inh\u00e9rentes \u00e0 l'essai de Charpy ou les tailles de d\u00e9fauts admissibles.<\/p>\n
Les canalisations sous pression servent \u00e0 transporter des liquides, des gaz et des boues sous haute pression. Si leur utilisation principale se situe dans les secteurs p\u00e9trolier et gazier, elles jouent \u00e9galement un r\u00f4le essentiel dans le secteur de la production d'\u00e9lectricit\u00e9, en acheminant de la vapeur, de l'eau et d'autres fluides entre les centrales \u00e9lectriques afin d'assurer leur bon fonctionnement.<\/p>\n
Les conduites sous pression peuvent \u00eatre soumises \u00e0 des contraintes consid\u00e9rables. Leur pression interne varie en fonction des conditions d'exploitation, ce qui oblige le concepteur \u00e0 prendre en compte diff\u00e9rents niveaux de pression et \u00e0 pr\u00e9voir, dans sa conception, des coefficients de s\u00e9curit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9s, des composants plus \u00e9pais et des mat\u00e9riaux sp\u00e9cialis\u00e9s.<\/p>\n
Les caract\u00e9ristiques nominales des brides et des vannes doivent \u00eatre revues \u00e0 la hausse pour s'adapter \u00e0 des niveaux de pression plus \u00e9lev\u00e9s, ce qui entra\u00eene une augmentation des co\u00fbts. De plus, les canalisations doivent disposer de supports et de points de fixation ad\u00e9quats, car cela accro\u00eet la charge pesant sur les structures de soutien ; il est essentiel que ces structures puissent supporter ce poids sans compromettre l'int\u00e9grit\u00e9 du r\u00e9seau de canalisations.<\/p>\n
Les joints soud\u00e9s des conduites sous pression peuvent g\u00e9n\u00e9rer des niveaux \u00e9lev\u00e9s de contraintes r\u00e9siduelles avoisinant la limite d'\u00e9lasticit\u00e9, ce qui rend ces joints dangereux et peut compromettre la s\u00e9curit\u00e9 et l'environnement. Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) r\u00e9duit ces contraintes \u00e0 des niveaux acceptables tout en am\u00e9liorant l'int\u00e9grit\u00e9 des soudures \u2014 ce qui s'av\u00e8re particuli\u00e8rement utile lors du transport de produits chimiques dangereux ou de vapeurs nocives \u2014, contribuant ainsi \u00e0 pr\u00e9venir les accidents tout en limitant les dommages environnementaux.<\/p>\n
En fonction des \u00e9quipements et des normes de fabrication concern\u00e9s, les projets de fabrication d'acier et de m\u00e9taux impliquent souvent des exigences obligatoires en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudage (PWHT) dans le cadre de leur d\u00e9veloppement, notamment pour les r\u00e9cipients sous pression, les canalisations, les r\u00e9servoirs de stockage, les b\u00e2timents, les ponts ou les structures offshore. Le traitement PWHT est g\u00e9n\u00e9ralement n\u00e9cessaire pour r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles caus\u00e9es par le soudage et pour emp\u00eacher le durcissement dans la zone affect\u00e9e thermiquement (HAZ).<\/p>\n
Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est un proc\u00e9d\u00e9 contr\u00f4l\u00e9 consistant \u00e0 r\u00e9chauffer le mat\u00e9riau soud\u00e9 jusqu'\u00e0 la temp\u00e9rature souhait\u00e9e et \u00e0 le maintenir \u00e0 cette temp\u00e9rature pendant une dur\u00e9e d\u00e9termin\u00e9e. Cette op\u00e9ration critique doit respecter des sp\u00e9cifications pr\u00e9cises ; dans le cas contraire, des temp\u00e9ratures de chauffage ou de maintien inappropri\u00e9es pourraient entra\u00eener une d\u00e9formation, une fragilisation par recuit ou un ramollissement excessif.<\/p>\n
\u00c0 titre d'exemple de la technologie PWHT, les courants de haute fr\u00e9quence circulant dans les bobines g\u00e9n\u00e8rent suffisamment de chaleur pour faire monter la temp\u00e9rature du m\u00e9tal ; cela peut \u00eatre obtenu gr\u00e2ce \u00e0 un contr\u00f4le minutieux du nombre et de la longueur des bobines, ainsi qu'\u00e0 un \u00e9quipement d'enregistrement automatique qui surveille la temp\u00e9rature en temps r\u00e9el.<\/p>\n
Les codes ASME d\u00e9finissent des exigences d\u00e9taill\u00e9es concernant la temp\u00e9rature de perte de chaleur par voie humide des tuyaux (PWHT), en fonction de leurs mat\u00e9riaux, respectivement \u00e0 la clause 331.1.1 et au tableau 331.1.1. Toutefois, certaines \u00e9paisseurs de tuyaux font l'objet d'exceptions sp\u00e9cifiques dans ces tableaux, qui apportent des pr\u00e9cisions suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n
Les utilisateurs des secteurs de la p\u00e9trochimie et de la production d'\u00e9lectricit\u00e9 manifestent un int\u00e9r\u00eat consid\u00e9rable pour la possibilit\u00e9 d'\u00eatre dispens\u00e9s du PWHT lorsque cela est possible ; toutefois, en raison des divergences entre les exigences appliqu\u00e9es par ces utilisateurs d'acier (via l'EEMUA et l'EGWP \u2013 Electricity Generators Welding Panel) et celles d'autres secteurs industriels, il n'existe pas de solution simple pour concilier ces exigences.<\/p>\n
Tout porte \u00e0 croire que les crit\u00e8res utilis\u00e9s par divers codes pour dispenser de la PWHT les assemblages soud\u00e9s en chrome-molybd\u00e8ne (P-4 et P-5A) utilis\u00e9s dans le secteur nucl\u00e9aire ont pu \u00eatre \u00e9labor\u00e9s \u00e0 partir de bonnes pratiques d'ing\u00e9nierie historiques plut\u00f4t que sur la base de calculs de conception sp\u00e9cifiques ou d'exp\u00e9rimentations. Les exigences actuelles varient d\u2019un code \u00e0 l\u2019autre, tant en ce qui concerne l\u2019\u00e9paisseur minimale limite des soudures que les exigences relatives au diam\u00e8tre maximal des tuyaux \u2013 bien que des diff\u00e9rences puissent \u00e9galement r\u00e9sulter des \u00e9carts entre les codes en mati\u00e8re d\u2019exigences de t\u00e9nacit\u00e9 ou de l\u2019interpr\u00e9tation de sources de donn\u00e9es techniques similaires.<\/p>\n
Cet article compare et met en parall\u00e8le les d\u00e9rogations au traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) pr\u00e9vues dans plusieurs codes en vigueur, en examinant les similitudes ou les divergences en mati\u00e8re d'\u00e9paisseurs maximales de soudure \u00e0 l'\u00e9tat soud\u00e9, ainsi que les exigences de t\u00e9nacit\u00e9 (bas\u00e9es sur les essais Charpy) et les tentatives de rationalisation. La deuxi\u00e8me partie explorera les \u00e9valuations en m\u00e9canique de la rupture des exigences de t\u00e9nacit\u00e9 de l\u2019acier, qui d\u00e9montrent que de nombreuses restrictions d\u2019\u00e9paisseur pourraient \u00eatre assouplies sans diminuer de mani\u00e8re significative la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l\u2019impact, ouvrant ainsi la voie \u00e0 une lib\u00e9ralisation accrue des exigences relatives au PWHT.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le traitement thermique post-soudure (TCPS) est souvent n\u00e9cessaire pour les \u00e9quipements sous pression et les tuyaux dans les centrales \u00e9lectriques, les raffineries de p\u00e9trole et les industries p\u00e9trochimiques. Le traitement thermique post-soudure permet d'att\u00e9nuer les contraintes r\u00e9siduelles r\u00e9sultant du soudage tout en augmentant les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des aciers soud\u00e9s. Les normes de fabrication diff\u00e8rent dans leurs exigences en mati\u00e8re de PWHT ; cet article les compare et les oppose en utilisant des approches de m\u00e9canique de la ... <\/p>\n