Exigences relatives au traitement thermique après soudage conformément à la section VIII de l'ASME

Le traitement thermique après soudage (PWHT) réduit les contraintes, améliore la ductilité et contribue à prévenir la fissuration des récipients en acier au carbone d'une épaisseur supérieure à 38 mm ainsi que des alliages sensibles à la fissuration, conformément aux spécifications de la section VIII de l'ASME. En outre, ce procédé peut également être utilisé sur les composants du fuselage des avions, les aubes de turbine et les composants du train d'atterrissage.

Le traitement thermique post-soudage (PWHT) local peut être utilisé pour atténuer les contraintes résiduelles causées par les gradients de température élevés entre le métal soudé et le métal de base ; cet article passe en revue l'ensemble des exigences et des dérogations prévues par la section VIII, division 1, de la norme ASME.

Qualification

Le traitement thermique post-soudage (PWHT) est indispensable dans les secteurs à haut risque tels que les oléoducs et gazoducs, les récipients sous pression et les plateformes offshore ; il est obligatoire pour les récipients en acier au carbone d’une épaisseur supérieure à 38 mm ; il est également essentiel pour les structures aérospatiales, notamment les trains d’atterrissage et les composants du fuselage. Le non-respect des spécifications ASME relatives au PWHT peut entraîner le rejet des soudures, des retouches coûteuses et des risques potentiels pour la sécurité ; c'est pourquoi il est obligatoire que les soudeurs possèdent à la fois une qualification de procédure de soudage et une qualification de traitement thermique avant de commencer les travaux de PWHT.

Le préchauffage et le traitement thermique après soudage (PWHT) visent à prévenir la formation de fissures, à réduire les contraintes et à améliorer les propriétés des matériaux. Un procédé PWHT en four permet de traiter des pièces entières dans un four ; des éléments chauffants à résistance ou des patins chauffants localisés permettent quant à eux de traiter des zones de soudure spécifiques, telles que les canalisations.

Exemptions

La section VIII de l'ASME fournit des directives complètes concernant la conception, la construction, l'inspection, les essais et l'exploitation des récipients sous pression. Elle constitue la norme industrielle visant à garantir la sécurité et la fiabilité des chaudières de production d'énergie et d'autres applications industrielles.

Le traitement thermique post-soudage fait partie intégrante du processus de soudage ; il permet de réduire les contraintes résiduelles et d'améliorer la ténacité des joints soudés. Il consiste généralement à chauffer les matériaux à des températures inférieures à leur température critique inférieure de transformation pendant une durée déterminée, avant de les maintenir à cette température pendant des périodes prolongées.

Bien que cette procédure puisse paraître intimidante, la section VIII de l’ASME prévoit plusieurs dérogations qui simplifient cette tâche et la rendent plus sûre. Si le MDMT de votre matériau est inférieur à celui indiqué dans la figure UCS 66, les essais de résistance aux chocs peuvent être supprimés ; toutefois, l’installation d’une soupape de sûreté reste obligatoire. Pour vous assurer que ces dérogations fonctionnent comme prévu avant de les mettre en œuvre vous-même, consultez d’abord un professionnel certifié afin qu’il puisse vous expliquer la raison d’être des exigences réglementaires et garantir que votre projet respecte toutes les normes de sécurité.

Exigences détaillées

Le traitement thermique après soudage (PWHT) est un procédé contrôlé au cours duquel le métal soudé est chauffé à des températures inférieures à sa plage de transformation critique inférieure et maintenu à cette température pendant une durée appropriée après la soudure. Le PWHT est exigé par des normes telles que la section VIII de l’ASME afin de prévenir les défaillances structurelles dues à des ruptures sous contrainte ; il est également fréquemment utilisé dans des secteurs tels que la sécurité des oléoducs et des gazoducs, les composants aérospatiaux (train d’atterrissage et fuselage), aux projets de construction de ponts, notamment les charpentes de gratte-ciel, ainsi qu’aux grands projets de construction de structures utilisant des méthodes telles que le chauffage par résistance en four ou par induction de zones de soudure localisées.

Traitement thermique

Le traitement thermique est un procédé utilisé dans l'industrie métallurgique pour modifier les propriétés physiques du métal. Le recuit, la cémentation, le durcissement par précipitation, le revenu, la cémentation et la normalisation comptent parmi les nombreuses applications du traitement thermique des pièces métalliques.

Le traitement thermique après soudage (PWHT) consiste à chauffer les deux métaux soudés à des températures inférieures à leur température critique de transformation pendant une durée déterminée. Ce procédé permet de réduire les contraintes résiduelles et les modifications microstructurales provoquées par le soudage, et permet aux matériaux de retrouver leur résistance après le soudage ; le PWHT peut être obligatoire, selon les exigences des normes, lorsque certains critères sont remplis.

Les cycles de chauffage doivent être gérés avec soin, car une élévation trop rapide de la température peut entraîner une déformation, tandis qu’une répartition inégale de la température peut provoquer des fissures. C'est pourquoi les codes d'application stipulent généralement que les zones soudées nécessitant un traitement doivent être séparées des parties non traitées par un écart suffisamment faible. Les méthodes de PWHT comprennent le chauffage en four de l'ensemble d'un récipient, ainsi que des traitements par résistance localisés à l'aide de coussins ou de couvertures chauffantes dans des zones spécifiques.