Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) constitue une \u00e9tape importante pour \u00e9liminer les contraintes r\u00e9siduelles pr\u00e9sentes dans les \u00e9quipements sous pression soud\u00e9s, lesquelles pourraient entra\u00eener l'apparition de d\u00e9fauts et des niveaux de durcissement sup\u00e9rieurs aux sp\u00e9cifications de conception, ainsi que pour am\u00e9liorer la t\u00e9nacit\u00e9 et la ductilit\u00e9 afin de r\u00e9pondre aux crit\u00e8res de conception.<\/p>\n
Les essais de traitement thermique post-soudage (PWHT) sont exig\u00e9s dans la plupart des sp\u00e9cifications relatives \u00e0 la qualification des proc\u00e9dures de soudage, telles que les normes EN 13445 et BS PD 5500, les exigences en mati\u00e8re de dur\u00e9e et de temp\u00e9rature \u00e9tant d\u00e9taill\u00e9es sous forme de tableaux dans ces documents.<\/p>\n
Le traitement thermique apr\u00e8s soudage, commun\u00e9ment appel\u00e9 PWHT, permet de r\u00e9duire les contraintes internes des composants en acier afin d'\u00e9viter toute d\u00e9formation et d'autres probl\u00e8mes susceptibles d'entra\u00eener leur d\u00e9faillance. Le PWHT peut \u00e9galement contribuer \u00e0 limiter la fissuration induite par l'hydrog\u00e8ne dans certains alliages, ainsi qu'\u00e0 att\u00e9nuer les probl\u00e8mes de corrosion \u00e0 proximit\u00e9 des soudures dans certaines nuances de m\u00e9tal.<\/p>\n
Des contraintes internes peuvent appara\u00eetre dans l'acier lors des op\u00e9rations de formage, d'\u00e9tirage et d'usinage, entra\u00eenant des contraintes r\u00e9siduelles de traction ou de compression qui provoquent des d\u00e9formations et, \u00e0 terme, une d\u00e9faillance en service. Le traitement thermique post-fabrication (PWHT) offre une solution efficace : il consiste \u00e0 chauffer la pi\u00e8ce au-del\u00e0 de sa temp\u00e9rature critique inf\u00e9rieure, puis \u00e0 la refroidir progressivement et uniform\u00e9ment afin de la d\u00e9tendre.<\/p>\n
Le chauffage des structures \u00e0 cette temp\u00e9rature r\u00e9duit leur limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et permet aux contraintes r\u00e9siduelles de soudage qui d\u00e9passent cette nouvelle limite inf\u00e9rieure de la franchir, ce qui entra\u00eene une d\u00e9formation plastique qui \u00e9limine les contraintes r\u00e9siduelles. Ce proc\u00e9d\u00e9, appel\u00e9 \u00ab d\u00e9tente \u00bb, consiste \u00e0 maintenir les pi\u00e8ces \u00e0 cette temp\u00e9rature pendant une dur\u00e9e variable en fonction de leur taille et de leur complexit\u00e9.<\/p>\n
Les essais PWHT sur des composants de grande taille, tels que les r\u00e9servoirs d'air et les chaudi\u00e8res, visent \u00e0 \u00e9liminer les contraintes internes avant qu'elles ne puissent causer des dommages durables. Ces essais sont souvent r\u00e9alis\u00e9s afin de s'assurer que toutes les contraintes internes ont \u00e9t\u00e9 ramen\u00e9es \u00e0 des niveaux de tol\u00e9rance acceptables avant le d\u00e9but des op\u00e9rations d'usinage ou de finition d\u00e9finitives. Ils peuvent \u00e9galement \u00eatre effectu\u00e9s au cours des \u00e9tapes de fabrication afin de v\u00e9rifier le respect des exigences de tol\u00e9rance avant les op\u00e9rations de finition d\u00e9finitives.<\/p>\n
Le soudage fait partie int\u00e9grante de l'exploitation des ol\u00e9oducs et gazoducs, des centrales \u00e9lectriques et d'autres installations industrielles. Bien que le soudage offre de nombreux avantages, les contraintes r\u00e9siduelles qu'il g\u00e9n\u00e8re peuvent, \u00e0 terme, r\u00e9duire la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux. Pour compenser ces contraintes et garantir la s\u00e9curit\u00e9 de fonctionnement des \u00e9quipements, des proc\u00e9d\u00e9s de traitement thermique tels que le PWHT peuvent \u00eatre mis en \u0153uvre ; le PWHT r\u00e9duit les contraintes r\u00e9siduelles tout en am\u00e9liorant la ductilit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9 afin d'atteindre, voire de d\u00e9passer, les valeurs de conception initiales.<\/p>\n
Le PWHT est g\u00e9n\u00e9ralement appliqu\u00e9 aux aciers au carbone et aux aciers alli\u00e9s. Le proc\u00e9d\u00e9 consiste \u00e0 les chauffer \u00e0 une temp\u00e9rature sp\u00e9cifi\u00e9e, puis \u00e0 les maintenir \u00e0 cette temp\u00e9rature pendant une dur\u00e9e d\u00e9termin\u00e9e \u2013 g\u00e9n\u00e9ralement une heure par pouce d'\u00e9paisseur. La temp\u00e9rature, la vitesse de refroidissement et la dur\u00e9e de maintien doivent toutes \u00eatre soigneusement prises en compte, car des proc\u00e9dures inappropri\u00e9es pourraient entra\u00eener une fragilisation par recuit, des d\u00e9formations et des fissures de r\u00e9chauffage.<\/p>\n
Le PWHT peut s'av\u00e9rer un proc\u00e9d\u00e9 co\u00fbteux, car il repose sur des sources d'\u00e9nergie on\u00e9reuses pour atteindre et maintenir les temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es n\u00e9cessaires \u00e0 un d\u00e9tendage efficace. De plus, la r\u00e9p\u00e9tition de plusieurs cycles de PWHT au cours de la dur\u00e9e de vie d'un composant peut accro\u00eetre la consommation \u00e9nerg\u00e9tique globale. Heureusement, il existe d\u2019autres alternatives offrant des avantages similaires : par exemple, les mat\u00e9riaux composites permettent de restaurer la r\u00e9sistance et la rigidit\u00e9 sans n\u00e9cessiter de travaux \u00e0 chaud ni de processus de soudage intensifs.<\/p>\n
L'\u00ab am\u00e9lioration de la force \u00bb d\u00e9signe la capacit\u00e9 \u00e0 renforcer sa propre force physique ; il s'agit d'un sous-pouvoir de la \u00ab manipulation de la force \u00bb et d'une variante du \u00ab pouvoir secondaire \u00bb.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s Pwht (tels que le recuit, la normalisation et le revenu) consistent \u00e0 chauffer puis \u00e0 refroidir l'acier afin d'\u00e9liminer ou de redistribuer les contraintes r\u00e9siduelles. D'autres proc\u00e9d\u00e9s peuvent impliquer une pr\u00e9cipitation, un vieillissement ou d'autres effets m\u00e9tallurgiques qui am\u00e9liorent les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du mat\u00e9riau, tels que la r\u00e9duction de la duret\u00e9, l'augmentation de la t\u00e9nacit\u00e9 ou la r\u00e9duction du risque de fissuration par l'hydrog\u00e8ne ; il convient de solliciter l'avis d'un sp\u00e9cialiste concernant les dur\u00e9es et les temp\u00e9ratures n\u00e9cessaires \u00e0 ces proc\u00e9d\u00e9s.<\/p>\n
Le PWHT peut \u00e9galement avoir un effet sur la microstructure du m\u00e9tal soud\u00e9, en contribuant \u00e0 l'affiner. Cela peut am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue des soudures, ce qui permet d'obtenir des conditions plus favorables.<\/p>\n
Cependant, dans de nombreuses applications, la d\u00e9cision de recourir au PWHT n\u2019est pas d\u00e9termin\u00e9e uniquement par les performances en fatigue de la soudure, mais d\u00e9pend plut\u00f4t d\u2019autres facteurs, tels que les exigences chimiques et\/ou d\u2019\u00e9paisseur impos\u00e9es par des codes ou normes sp\u00e9cifiques. Par cons\u00e9quent, cette d\u00e9cision doit \u00eatre prise en tenant compte \u00e0 la fois des co\u00fbts et des effets ind\u00e9sirables potentiels ; les codes relatifs aux r\u00e9cipients sous pression et aux canalisations imposent souvent un traitement thermique post-soudage (PWHT) pour les m\u00e9taux soud\u00e9s d\u00e9passant une certaine \u00e9paisseur, tandis que dans d\u2019autres cas, c\u2019est la sensibilit\u00e9 \u00e0 la fissuration par corrosion sous contrainte qui d\u00e9termine la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019un tel traitement.<\/p>\n
La ductilit\u00e9 d\u00e9signe la capacit\u00e9 d'un mat\u00e9riau \u00e0 subir une d\u00e9formation plastique (c'est-\u00e0-dire \u00e0 s'\u00e9tirer et \u00e0 se plier sans se rompre), par opposition \u00e0 la d\u00e9formation \u00e9lastique, qui peut \u00eatre annul\u00e9e d\u00e8s que la contrainte est supprim\u00e9e. La plupart des m\u00e9taux sont relativement ductiles ; l'\u00e9tirage de fils ou le laminage de t\u00f4les sont facilit\u00e9s par les liaisons m\u00e9talliques, qui permettent aux atomes dispos\u00e9s de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9titive de glisser les uns sur les autres lorsqu'ils sont \u00e9tir\u00e9s ou fa\u00e7onn\u00e9s, tandis que les mat\u00e9riaux plus fragiles ont tendance \u00e0 se fissurer aux points o\u00f9 les forces se concentrent.<\/p>\n
La mall\u00e9abilit\u00e9 est une propri\u00e9t\u00e9 des mat\u00e9riaux qui mesure la facilit\u00e9 avec laquelle un m\u00e9tal peut \u00eatre transform\u00e9 en feuilles minces ou en d'autres formes ; il s'agit d'une qualit\u00e9 essentielle dans les applications industrielles impliquant des composants petits et fins, comme ceux que l'on trouve dans les pi\u00e8ces a\u00e9rospatiales ou automobiles.<\/p>\n
Bien que la ductilit\u00e9 et la mall\u00e9abilit\u00e9 puissent \u00eatre mesur\u00e9es \u00e0 l'aide de diverses techniques, l'un des indicateurs les plus fiables reste l'essai de r\u00e9sistance \u00e0 la traction standard. Dans cette m\u00e9thode, un \u00e9chantillon plat ou rond, muni de sections de pr\u00e9hension \u00e0 chaque extr\u00e9mit\u00e9 et de sections plus fines au milieu (\u00e9quivalentes \u00e0 des \u00ab dog bones \u00bb ou \u00e0 des \u00ab dumbbells \u00bb), maintenu fermement par des m\u00e2choires sup\u00e9rieure et inf\u00e9rieure reli\u00e9es \u00e0 un capteur de force, est soumis \u00e0 une traction exerc\u00e9e par une source de force et \u00e9tir\u00e9 jusqu\u2019\u00e0 la rupture, ce qui produit une courbe contrainte\u00e0 mesure que l\u2019\u00e9prouvette s\u2019\u00e9tire puis se rompt ; la d\u00e9formation au point de r\u00e9tr\u00e9cissement constitue un bon indicateur de la ductilit\u00e9 du mat\u00e9riau, bien que l\u2019identification du pic puisse s\u2019av\u00e9rer difficile selon la qualit\u00e9 de la pr\u00e9paration de l\u2019\u00e9chantillon.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le traitement thermique post-soudure (TPCS) est une \u00e9tape importante pour soulager les contraintes r\u00e9siduelles dans les \u00e9quipements sous pression soud\u00e9s qui pourraient causer des d\u00e9fauts et des niveaux de durcissement d\u00e9passant les sp\u00e9cifications de conception, ainsi que pour am\u00e9liorer la t\u00e9nacit\u00e9 et la ductilit\u00e9 afin de r\u00e9pondre aux crit\u00e8res de conception. Le test de PWHT est requis dans la plupart des sp\u00e9cifications de qualification des proc\u00e9dures de soudage telles que EN 13445 et BS ... <\/p>\n