ASME B31.3 Exigences en matière de traitement thermique après soudage

La norme ASME B31.3 couvre la conception, la construction, l'inspection et la maintenance des systèmes de tuyauterie utilisés pour le transport de produits chimiques, de pétrole ou de gaz dans les industries. Ces systèmes de tuyauterie peuvent inclure des chaudières ou des échangeurs de chaleur.

Le traitement thermique post-soudure (PWHT) réduit la probabilité de rupture fragile dans les composants en acier soudés et est requis conformément à la clause 331.1.1 et au tableau 331.1.1.

Procédures de soudage

Les modes opératoires utilisés pour souder les tuyaux sont soumis à divers codes, qui dictent leur conception en fonction d'exigences spécifiques. Chaque procédure soumise à l'approbation d'un ingénieur de procédure doit être examinée afin d'évaluer si elle répond à tous les critères nécessaires ; en utilisant leur discrétion professionnelle, ils peuvent déterminer si une procédure fonctionnera efficacement lors de missions de soudage en situation réelle.

Les modes opératoires de soudage sont des guides qui orientent les soudeurs tout au long d'un travail. Ces documents décrivent le procédé de soudage, les paramètres requis et les caractéristiques spécifiques d'un joint à souder - des documents essentiels pour garantir la qualité des soudures produites par les opérations de soudage. Avec les spécifications des procédures et les fiches de qualification de soudage (WPQR), ils constituent la pierre angulaire des joints soudés de qualité.

Le PWHT consiste à chauffer un tuyau à une température réglable pendant une période arbitraire. La durée et la température exactes peuvent dépendre du type et de l'épaisseur du matériau. Avant d'être refroidi, le tuyau doit être isolé afin de protéger les soudures contre une perte de chaleur excessive pendant le refroidissement.

Un WPQR doit inclure des informations pour chaque soudure : numéro de la soudure, position, type de rainure et type d'électrode, ainsi que les spécifications complètes du matériau et les détails de la nuance pour chaque type de matériau utilisé pendant les soudures. En outre, les températures de préchauffage et d'interpassage doivent également être spécifiées conformément aux codes applicables.

Température

Le traitement thermique post-soudure (TCPS) est un processus contrôlé dans lequel les matériaux soudés sont chauffés à une température inférieure à leur température critique de transformation et maintenus à cette température pendant une période déterminée. Le PWHT sert à éliminer les contraintes résiduelles et les changements microstructuraux ; la plupart des codes, y compris la section VIII Div. 1 de l'ASME, l'exigent ; cependant, il peut y avoir des variations significatives entre les différents codes en ce qui concerne ses exigences.

Les différences d'exigences proviennent en grande partie des conditions de service traitées par chaque code. Bien que des variations mineures puissent ne pas causer trop d'inquiétude, des disparités majeures peuvent potentiellement créer de sérieux problèmes de sécurité. Par exemple, une exigence déraisonnable de PWHT de 1100degF pourrait entraîner une diminution de la dureté et de la ténacité, alors que 1200degF produirait des résultats similaires.

Les systèmes de tuyauterie sont exposés à des contraintes environnementales et opérationnelles rigoureuses. Pour s'assurer qu'ils restent sûrs et efficaces, les ingénieurs et les entrepreneurs doivent les concevoir en choisissant les matériaux, les techniques de soudage et les pratiques d'inspection appropriés, et en les soumettant à des examens approfondis. La norme ASME B31.3 fournit un cadre idéal pour évaluer ces contraintes et répondre à toutes les exigences nécessaires. Les ingénieurs et les entrepreneurs peuvent tirer parti de la compréhension de cette norme pour concevoir des systèmes plus sûrs, plus performants et conformes à toutes les normes de sécurité pertinentes.

L'heure

La norme ASME B31.3 est une norme industrielle qui définit des lignes directrices pour la conception, la construction, l'inspection, l'exploitation, les essais et la maintenance des systèmes de tuyauterie. Ces règles visent à rendre ces systèmes sûrs pour les utilisateurs et résistants aux contraintes environnementales et mécaniques. Elles fournissent des instructions détaillées sur les techniques de soudage utilisées lors de la construction de ces systèmes, ainsi que sur les procédures d'essai à suivre lors des tests ou de l'entretien.

Le respect de la norme ASME B31.3 exige un engagement en faveur de la sécurité, une planification minutieuse et un contrôle de la qualité à chaque étape de la production, afin d'éviter les accidents tout en respectant les normes de qualité et de performance souhaitées. Cette norme est particulièrement pertinente dans les processus industriels impliquant des matières dangereuses.

La norme ASME B31.3 peut aider à répondre aux exigences relatives à l'installation de systèmes de tuyauterie d'alimentation ou de processus, et indique comment manipuler en toute sécurité des systèmes à haute pression qui pourraient s'avérer dangereux s'ils n'étaient pas manipulés correctement.

L'édition 2014 de la norme ASME b31.3 a été révisée pour intégrer de nouvelles exigences en matière de PWHT, des procédures de soudage clarifiées, des contraintes admissibles de base mises à jour et des matériaux supplémentaires répertoriés. En outre, les soudures sur les aciers faiblement alliés ne doivent pas contenir plus de 1,5% Cr et 0,5% Mo respectivement et 2,0% Ni pour les soudures en acier inoxydable ; ce changement a été mis en œuvre pour réduire les risques de rupture fragile dans ces types d'aciers - un développement sans précédent qui influencera la façon dont nous travaillons sur des projets de cette nature à l'avenir.

Matériaux

Le traitement thermique post-soudure (PWHT) de l'acier au carbone permet de réduire les contraintes résiduelles dans les zones de soudure et donc de diminuer considérablement le risque de fissuration assistée par l'environnement, ce qui fait du PWHT une étape essentielle lors du soudage d'assemblages en acier au carbone. Les exigences en matière de traitement thermique post-soudure dépendent du code et du type de matériau ; certaines soudures peuvent ne pas nécessiter de traitement thermique post-soudure si leur épaisseur est inférieure à la valeur seuil maximale du tableau 331.1.1.

Le PWHT permet non seulement de réduire le risque de fissuration assistée par l'environnement, mais aussi de renforcer et de durcir les zones de soudure en augmentant la ténacité et la résistance - un processus indispensable pour tout tuyau ou appareil sous pression exposé à des conditions environnementales difficiles. En outre, sa mise en œuvre est relativement simple et économique.

Le rapport de l'EPRI (Ref 1) recommande d'abaisser les températures de PWHT, mais les codes actuels B31.1 et B31.3 fixent une température maximale de PWHT qui est trop élevée à cette fin. En l'abaissant en dessous de la température critique inférieure pour les matériaux P n° 4, une marge supplémentaire pourrait être créée.

Les exigences en matière de PWHT pour les tuyauteries et les appareils à pression sont déterminées par les codes et les normes applicables, qui découlent généralement de programmes de certification centraux nationaux ou internationaux tels que le programme de certification central de l'ASNT (ACCP). Pour obtenir une certification dans le cadre de ces programmes, un technicien END doit subir un examen complet qui peut comprendre des examens radiographiques/non radiographiques, des contrôles magnétoscopiques, des essais par ultrasons ou toute combinaison de ces éléments.