Traitement thermique après soudage - une exigence des codes et spécifications de soudage

Le traitement thermique après soudage (PWHT) sert à atténuer les contraintes résiduelles et à améliorer les microstructures du métal soudé et de la zone affectée par la soudure (HAZ). Il est souvent exigé par les normes et spécifications de soudage, en particulier pour les aciers au carbone et les matériaux fortement alliés.

Le traitement thermique après soudage (PWHT) peut améliorer la résistance à la fatigue. Une étude a consisté à réaliser des essais de fatigue sur des éprouvettes soudées bout à bout à l'arc, certaines ayant subi un traitement PWHT et d'autres non, ces éprouvettes ayant été fabriquées selon le procédé de soudage bout à bout.

Soulagement du stress

Le traitement thermique post-soudage, également appelé « traitement de détente », consiste à réduire et à redistribuer les contraintes résiduelles accumulées lors du soudage, ce qui permet d'éviter des défaillances telles que la rupture fragile ou la fissuration induite par l'hydrogène, tout en diminuant le risque de déformation thermique des équipements sous pression.

Les techniques de réduction des contraintes, telles que le préchauffage et le maintien de la température entre les passes de soudage, ainsi que des vitesses de refroidissement lentes, peuvent contribuer à atténuer les facteurs de contrainte tels que la fragilisation par l'hydrogène. En libérant l'hydrogène gazeux de son confinement, elles lui permettent de s'échapper plus librement, réduisant ainsi les risques de fragilisation ainsi que tout risque de fissuration induite par l'hydrogène.

Le PWHT consiste à chauffer la soudure jusqu'à sa température de transformation, puis à la maintenir à cette température pendant une période prolongée. Cette méthode permet de réduire et de redistribuer les contraintes résiduelles, améliorant ainsi la résistance et la ténacité tout en recuitant le métal, ce qui diminue la dureté et augmente la ductilité – des éléments essentiels pour répondre aux normes réglementaires en matière de sécurité et de performance.

Durabilité

La sécurité et la précision sont au cœur des projets du secteur du soudage, et le respect de protocoles stricts est essentiel à la réussite de ces projets. Ce respect permet également d’éliminer les problèmes potentiels susceptibles de compromettre l’intégrité structurelle ; associés à des inspections régulières, ces protocoles garantissent que toutes les soudures répondent à des normes rigoureuses, évitant ainsi des réparations coûteuses ou des responsabilités liées à une défaillance structurelle.

Le soudage industriel sert à la construction d’infrastructures essentielles telles que les réservoirs de stockage, les canalisations industrielles, les bâtiments, les ponts et les centrales électriques. Bon nombre de ces structures fonctionnent dans des environnements difficiles, caractérisés par des températures et des pressions élevées, ce qui nécessite des soudures suffisamment résistantes pour supporter la fatigue et le fluage.

Le traitement thermique après soudage (PWHT) peut constituer un moyen efficace d'éliminer les contraintes résiduelles post-soudage. Le PWHT consiste à chauffer la soudure à des températures élevées pendant une durée déterminée, ce qui réduit les contraintes résiduelles de traction tout en améliorant la ténacité et la ductilité de la soudure et de la zone affectée thermiquement. Il convient de faire preuve de prudence lors du contrôle de la température afin d'éviter la fragilisation par recuit, le ramollissement excessif ou la fissuration par réchauffage des joints de soudure.

Résistance à la corrosion

Les composants soudés sont souvent exposés à des produits chimiques et à des combustibles dangereux qui constituent un risque important de corrosion, qu'il s'agisse de réservoirs de stockage ou d'équipements de traitement. Les dommages causés par la corrosion peuvent rapidement compromettre l'intégrité structurelle et nuire aux performances. Le traitement thermique après soudage permet de prévenir la corrosion tout en renforçant l'intégrité structurelle des équipements grâce à la réduction des contraintes résiduelles.

Le PWHT contribue également à réduire le risque de rupture fragile dans les soudures à section épaisse en diminuant les contraintes résiduelles de 40% de la limite d'élasticité à 20-40%, et en permettant l'apparition de transformations métallurgiques telles que le revenu, la précipitation ou le vieillissement, qui réduisent la dureté dans les zones soudées et augmentent la ductilité.

La mise en œuvre du PWHT nécessite un contrôle précis de la température afin d’éviter les chocs thermiques et les déformations susceptibles de compromettre les performances de la zone de soudure et l’intégrité du cordon de soudure. Les experts expérimentés de notre équipe en PWHT disposent du savoir-faire nécessaire pour optimiser les résultats de ce traitement afin de répondre aux exigences industrielles telles que celles de la norme ASME Section VIII Div 1. Contactez-nous pour en savoir plus sur nos services de PWHT – tels que le recuit de mise en solution de l’acier inoxydable ou les services de chauffage par expansion – disponibles.

Force

Un procédé de soudage génère diverses microstructures et contraintes résiduelles dans les soudures, susceptibles d'avoir des effets néfastes sur leur résistance et leur durabilité sous l'effet des charges appliquées. Pour atténuer ces effets, les matériaux doivent subir des traitements thermiques post-soudage (PWHT) adaptés à leur composition et à leur épaisseur, afin de minimiser ces conséquences négatives.

Les températures de traitement thermique post-soudage (PWHT) doivent être soigneusement contrôlées afin d'éviter les chocs thermiques et les déformations, ce qui garantit un traitement uniforme de la soudure et de la zone affectée thermiquement, et permet ainsi d'augmenter la résistance. De plus, les modifications métallurgiques qui se produisent pendant le PWHT peuvent contribuer à réduire la dureté de la zone de soudure tout en améliorant simultanément sa ductilité.

Le PWHT peut également contribuer à prévenir la fissuration induite par l'hydrogène (HIC) dans les matériaux à haute résistance. Lors du soudage, des atomes d'hydrogène se diffusent dans la zone de soudure et peuvent entraîner une fragilisation et une fissuration induite par l'hydrogène (HIC) ; le PWHT permet à l'hydrogène piégé de s'échapper, ce qui réduit les risques de défaillance, tout en offrant d'autres avantages tels que le contrôle dimensionnel et une meilleure résistance à la fatigue.