ASME B31.1 - Exigences d'épaisseur pour les systèmes de tuyauterie d'énergie

Les systèmes de tuyauterie d'alimentation se retrouvent dans de nombreuses applications qui fournissent de l'énergie, du chauffage et du refroidissement à de nombreuses personnes. Pour fonctionner en toute sécurité, ces systèmes doivent être conformes aux codes relatifs à la conception, aux matériaux, à la fabrication, à l'érection, aux essais, à l'inspection et à l'exploitation.

La norme ASME B31.1 spécifie des exigences de PWHT qui peuvent varier en fonction des facteurs de travail ; cependant, pour un matériau de tuyau sans soudure de 10 po. Toutefois, pour les tuyaux sans soudure Schedule 80 de 10 pouces de diamètre extérieur utilisant des tuyaux ASTM A335/A335M de grade P22 d'un diamètre extérieur de 10 pouces (0,594 pouce d'épaisseur), ils doivent généralement être chauffés à 600 degrés F pendant 2 heures pour assurer le bon fonctionnement des systèmes de tuyauterie.

Épaisseur

L'ASME B31.1 est une norme indispensable en ce qui concerne les exigences d'épaisseur pour les systèmes de tuyauterie de process. Elle fournit des lignes directrices qui répondent aux besoins des différentes industries tout en restant suffisamment flexibles pour convenir à tous. En plus d'être suffisamment adaptable, cette norme est régulièrement révisée en réponse aux avancées technologiques dans l'industrie.

Les exigences de l'ASME B31.1 en matière de PWHT dépendent de la composition et du type d'acier soudé, ainsi que de la méthode de soudage utilisée pour former les soudures. Afin d'obtenir les propriétés mécaniques souhaitées, le traitement thermique à chaud joue un rôle important dans le soulagement des contraintes localisées dans les soudures qui pourraient autrement se fissurer, tout en assurant simultanément une résistance et une ductilité adéquates des joints créés au cours des processus de soudage.

Même si les codes de soudure américain et britannique ont des limites d'épaisseur de soudure similaires, les différences dans la teneur en alliages et l'utilisation d'aciers à faible teneur en carbone ont entraîné des variations significatives entre eux en termes d'exigences de PWHT. En particulier, pour les soudures réalisées avec des aciers 2.15%Cr-0.5%Mo et 2.25%Cr-1.5%Mo, l'épaisseur limite des codes britanniques est inférieure de 19 mm.

La norme ASME B31.1 prévoit des inspections visuelles approfondies des soudures avant et après les essais de pression ; elle n'impose pas d'examen radiographique, sauf si la tuyauterie contient des liquides inflammables. Même dans ce cas, il est recommandé de procéder à un examen visuel pour vérifier l'absence de pénétration incomplète, de corrosion ou d'épaisseur insuffisante de ces soudures. Pour plus d'informations sur la norme ASME B31.1, contactez les formateurs professionnels de PetroSync, qui proposent des programmes de formation complets visant à doter les professionnels des compétences nécessaires pour répondre aux exigences de la norme.

Pression

Dans le cadre de tout système de tuyauterie, la réalisation d'essais de pression est d'une importance vitale. Ces essais permettent de s'assurer que la tuyauterie peut supporter une pression plus élevée sans fuite ni défaillance. Ils sont généralement réalisés en remplissant la tuyauterie d'eau ou d'un autre liquide incompressible et en la pressurisant jusqu'à 1,5 fois sa pression de conception.

La tuyauterie doit être soumise à ce test pendant au moins deux heures et, si elle ne résiste pas, elle doit être révisée ou modifiée dès que possible. Il est également essentiel de documenter tous les tests de pression.

Les différents types d'acier et les compositions chimiques requièrent des exigences de PWHT différentes pour la même épaisseur d'acier, ce qui fait que les codes varient dans leurs exigences de PWHT pour des épaisseurs de soudure similaires. Par exemple, les codes relatifs à la tuyauterie et aux appareils à pression limitent l'épaisseur maximale des soudures à 19 mm, tandis que les codes structurels généraux tels que la norme BS 5400 pour les ponts ou la norme 2633 pour les réservoirs de stockage autorisent des épaisseurs de soudure nettement plus importantes.

Outre les essais de pression, les systèmes de tuyauterie doivent faire l'objet d'inspections visuelles approfondies. Ces inspections permettent aux ingénieurs de détecter des problèmes tels que des fissures, de la corrosion ou des soudures incorrectes qui ne sont pas facilement visibles lors des essais hydrostatiques ou pneumatiques. Les technologies de contrôle non destructif telles que la radiographie, l'inspection par ultrasons et la magnétoscopie peuvent être utilisées à cette fin afin d'évaluer l'intégrité des soudures sans endommager les matériaux de la tuyauterie ou les soudures.

Température

La norme ASME B31.1 établit les exigences relatives aux systèmes de tuyauterie d'énergie et est périodiquement révisée pour tenir compte des nouvelles technologies. Elle donne la priorité à la sécurité dans les environnements à haute pression tout en garantissant que les systèmes de tuyauterie sont conçus, fabriqués, testés et documentés conformément aux normes de l'industrie. En outre, une documentation détaillée doit être conservée pour tous les résultats des tests et les rapports d'inspection afin de démontrer la conformité avec les réglementations industrielles et de servir de référence lors des futures opérations de maintenance ou d'inspection.

La norme ASME B31.1 stipule une gamme de températures de PWHT en fonction du matériau de la tuyauterie et des conditions de conception. Par exemple, pour chauffer un tuyau sans soudure ASTM A335/A335M Grade P22 d'un diamètre extérieur de 10 pouces et d'une épaisseur Schedule 80 (0,594 pouces d'épaisseur), la température typique est de 1300degF pendant 4 heures - bien que les températures puissent être légèrement ajustées en fonction d'autres facteurs de l'entreprise.

Les codes ASME B31.3 et B31 ont des exigences en matière de PWHT, le code ASME B31 s'appliquant davantage aux tuyauteries d'énergie, tandis que le code B31 couvre les tuyauteries de process. Les deux codes prévoient diverses méthodes de test pour garantir la sécurité et la durabilité des soudures ; toutefois, les exigences de la norme B31.1 tendent à être plus strictes.

La norme ASME B31.1 exige que toutes les soudures soient examinées visuellement ; en revanche, la norme B31.3 ne prévoit qu'un contrôle radiographique de 5 % des soudures. En outre, la norme ASME B31.1 prévoit des essais hydrostatiques sur les tuyaux - qui consistent à les remplir d'eau ou d'un liquide incompressible et à les pressuriser jusqu'à 1,5 fois leur pression de service avant de contrôler l'étanchéité - au cours desquels tous les joints doivent faire l'objet d'un examen visuel.

Matériau

Les systèmes de canalisations d'énergie sont utilisés pour la production d'électricité, le chauffage géothermique, le chauffage central et le chauffage urbain. Pour rester fonctionnels, ils doivent résister à des conditions de stress et de pression extrêmes, faute de quoi ils risquent d'avoir de graves conséquences, notamment la perte des services d'électricité, de chauffage ou de conditionnement d'air. Il est donc impératif que ces systèmes de tuyauterie respectent le code ASME B31.1-2024 : Power Piping Code contient des règles concernant la conception, la fabrication des matériaux, l'érection, les essais et l'inspection de ces systèmes de tuyauterie.

Les règles de ce code sont fondées sur l'expérience du monde réel et visent à garantir la sécurité des personnes travaillant dans l'industrie de la tuyauterie. Par exemple, il exige que toutes les soudures soient inspectées visuellement pour vérifier qu'elles ne présentent pas de pénétration incomplète ni de défauts supérieurs à une certaine taille, mais ses exigences sont moins strictes que celles d'autres codes tels que B31.5, qui traite des tuyauteries de réfrigération, ou B31.9, qui couvre les tuyauteries des installations techniques des bâtiments, respectivement.

Les exigences de la norme ASME B31.1 peuvent différer en fonction de divers facteurs, notamment les considérations relatives au matériau et à la pression. Par exemple, pour un tuyau sans soudure de 10 pouces de diamètre extérieur Schedule 80 ASTM A335/A335M Grade P22, il faut généralement chauffer à environ 1300 degrés Fahrenheit pendant 4 heures pour satisfaire aux réglementations PWHT ; ce chiffre peut changer légèrement en fonction d'autres facteurs spécifiques à la tâche ; pour éviter toute confusion, il est judicieux de consulter un expert au préalable.