Le traitement thermique post-soudure (PWHT) est un processus largement r\u00e9pandu dans les travaux de fabrication et de r\u00e9paration sur le terrain, utilis\u00e9 pour r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles afin d'adoucir la duret\u00e9 du mat\u00e9riau soud\u00e9 et d'augmenter la r\u00e9sistance.<\/p>\n
Les exigences de PWHT d\u00e9pendent \u00e0 la fois du mat\u00e9riau du tube et des exigences du code ASME ; le tableau 331.1.1 fournit les plages de temp\u00e9rature de maintien du PWHT applicables aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de l'article 331.1.1.<\/p>\n
Le traitement thermique post-soudure (TCPS) est un processus de chauffage et de refroidissement contr\u00f4l\u00e9 appliqu\u00e9 aux composants soud\u00e9s afin d'am\u00e9liorer leurs propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et de soulager les contraintes r\u00e9siduelles. Le PWHT augmente la r\u00e9sistance et la duret\u00e9 des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, r\u00e9duit les d\u00e9fauts de soudure et prot\u00e8ge contre la fissuration assist\u00e9e par l'environnement. Le PWHT favorise \u00e9galement le mouvement des dislocations dans les structures cristallines des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, ce qui contribue \u00e0 soulager les contraintes r\u00e9siduelles et \u00e0 r\u00e9duire les concentrations de contraintes. Les tuyauteries soumises \u00e0 des contraintes environnementales n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement un traitement au jet d'eau ; pour une discussion d\u00e9taill\u00e9e sur les exigences sp\u00e9cifiques aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de tuyauterie, voir la clause 331.1.1 ainsi que les tableaux 331.1.1, 331.1.2 et 331.1.3 de la norme ASME B31.3.<\/p>\n
Cette photographie MEB illustre les diff\u00e9rences de surface de rupture entre les \u00e9chantillons ayant subi un traitement thermique et ceux qui n'en ont pas subi. Les \u00e9chantillons trait\u00e9s thermiquement pr\u00e9sentent des surfaces de rupture plus lisses, tandis que les \u00e9chantillons non trait\u00e9s pr\u00e9sentent un mode de rupture fragile avec des motifs en forme de rivi\u00e8re.<\/p>\n
Le traitement thermique post-soudure (TCPS) est un processus de r\u00e9chauffage et de refroidissement utilis\u00e9 pour accro\u00eetre la t\u00e9nacit\u00e9 des mat\u00e9riaux soud\u00e9s, att\u00e9nuer les contraintes r\u00e9siduelles et r\u00e9duire le risque de d\u00e9fauts de soudure tels que la fissuration. Le PWHT est particuli\u00e8rement important lorsque les tuyaux sont soumis \u00e0 des contraintes environnementales ou \u00e0 des d\u00e9formations, comme dans les ol\u00e9oducs\/gazoducs ou les centrales nucl\u00e9aires ; des normes sp\u00e9cifiques telles que la section VIII de l'ASME stipulent fr\u00e9quemment des exigences en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudure pour ces types d'applications de tuyauterie.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s PWHT utilisent g\u00e9n\u00e9ralement un profil de rampe\/trempage contr\u00f4l\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 la temp\u00e9rature de transformation initiale du mat\u00e9riau, afin de minimiser les effets secondaires n\u00e9gatifs potentiels tels que la fissuration de r\u00e9chauffage, la distorsion et la perte de t\u00e9nacit\u00e9. Il est essentiel que les taux de rampe\/trempage et la temp\u00e9rature de maintien soient g\u00e9r\u00e9s efficacement afin d'obtenir des r\u00e9sultats de traitement satisfaisants.<\/p>\n
Les images MEB ci-dessous comparent des \u00e9chantillons de fils de NiTi soud\u00e9s sans et avec traitements PWHT, ces derniers produisant des surfaces de rupture plus lisses sans motifs de rivi\u00e8res sur leurs surfaces de rupture. On a constat\u00e9 que les traitements PWHT r\u00e9duisaient de mani\u00e8re significative la sensibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux \u00e0 la fissuration assist\u00e9e par l'environnement tout en augmentant leur dur\u00e9e de vie.<\/p>\n
Dans des conditions de corrosion, les joints soud\u00e9s peuvent devenir fragiles et se rompre. Le PWHT contribue \u00e0 att\u00e9nuer ce risque en abaissant les niveaux de contrainte dans la zone de soudure ; il am\u00e9liore en outre la r\u00e9sistance aux dommages caus\u00e9s par l'hydrog\u00e8ne et \u00e0 d'autres formes de corrosion.<\/p>\n
Le PWHT est une technique reconnue pour accro\u00eetre la durabilit\u00e9 des structures soud\u00e9es dans les usines chimiques, les raffineries de p\u00e9trole et d'autres installations industrielles. Ce proc\u00e9d\u00e9 permet de minimiser le risque de d\u00e9faillance des soudures tout en augmentant la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux gr\u00e2ce \u00e0 l'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 la traction et de la limite d'\u00e9lasticit\u00e9. En outre, le PWHT aide \u00e0 pr\u00e9venir la corrosion fissurante sous contrainte ainsi que d'autres formes de corrosion dans les mat\u00e9riaux.<\/p>\n
Les multiples proc\u00e9d\u00e9s de soudage g\u00e9n\u00e8rent des contraintes r\u00e9siduelles dans la zone de soudure qui d\u00e9passent les limites de conception des mat\u00e9riaux, entra\u00eenant la formation de fissures de fatigue. L'hydrotraitement \u00e0 chaud peut r\u00e9duire de mani\u00e8re significative ces contraintes r\u00e9siduelles et modifier les trajectoires et les vitesses de propagation des fissures.<\/p>\n
De nombreuses soudures de tuyauterie n\u00e9cessitent un traitement thermique des soudures au plasma (PWHT). Le PWHT peut r\u00e9duire la sensibilit\u00e9 des soudures \u00e0 la d\u00e9gradation m\u00e9tallurgique, augmenter la r\u00e9sistance et la ductilit\u00e9, et accro\u00eetre la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion dans des conditions de corrosion agressives. Malheureusement, le PWHT peut avoir des r\u00e9percussions n\u00e9gatives sur la soudabilit\u00e9 et les performances de service ; il est donc crucial d'\u00e9valuer soigneusement ses avantages et ses co\u00fbts avant d'entreprendre ce traitement. Dans ce rapport, nous \u00e9tudions son origine et son fondement, ainsi que les exigences et les exemptions actuelles du PWHT dans les environnements de service nucl\u00e9aire.<\/p>\n
Le traitement thermique post-soudure (\u00e9galement appel\u00e9 d\u00e9tensionnement) est un proc\u00e9d\u00e9 thermique con\u00e7u pour r\u00e9duire le risque de rupture fragile caus\u00e9e par les contraintes r\u00e9siduelles cr\u00e9\u00e9es au cours des processus de soudage. Les contraintes r\u00e9siduelles dans les zones de soudure peuvent se combiner avec des contraintes de charge d\u00e9passant les limites de conception du mat\u00e9riau et entra\u00eener des fissures, de la fatigue et finalement une rupture fragile si elles ne sont pas contr\u00f4l\u00e9es. Le traitement thermique post-soudure favorise le mouvement des dislocations dans les structures cristallines pour lib\u00e9rer ces tensions et est n\u00e9cessaire chaque fois qu'il existe un risque de fissuration assist\u00e9e par l'environnement dans les joints de soudure.<\/p>\n
Les exigences en mati\u00e8re de PWHT sont d\u00e9finies par divers codes, les conditions variant en fonction du mat\u00e9riau d'un tuyau et de son num\u00e9ro de groupe. La norme ASME B31.3 contient des r\u00e8gles obligatoires en mati\u00e8re de PWHT en fonction de la composition du mat\u00e9riau de la tuyauterie ; toutefois, il existe des exemptions de tests obligatoires si les soudures sont r\u00e9alis\u00e9es avec des tuyaux plus \u00e9pais construits avec des mat\u00e9riaux de soudage sp\u00e9cifiques.<\/p>\n
Les exigences de PWHT dans les conduites des centrales \u00e9lectriques deviennent moins essentielles \u00e0 mesure que le diam\u00e8tre des conduites augmente tout en maintenant une \u00e9paisseur de paroi constante, en raison des valeurs d\u00e9croissantes de la tangente de l'angle entre le vecteur de contrainte longitudinale et la direction de la soudure (th\u00eata \"th\"). Ainsi, les contraintes r\u00e9siduelles cr\u00e9\u00e9es pendant le soudage deviennent une source de pr\u00e9occupation encore plus importante pour les tuyaux \u00e0 parois \u00e9paisses que pour les tuyaux \u00e0 parois minces.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le traitement thermique post-soudure (PWHT) est un processus largement r\u00e9pandu dans les travaux de fabrication et de r\u00e9paration sur le terrain, utilis\u00e9 pour r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles afin d'adoucir la duret\u00e9 du mat\u00e9riau soud\u00e9 et d'augmenter la r\u00e9sistance. Les exigences en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudure d\u00e9pendent \u00e0 la fois du mat\u00e9riau du tube et des exigences du code ASME. Le tableau 331.1.1 indique les plages de temp\u00e9rature de maintien du traitement thermique post-soudure applicables aux diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de l'article 331.1.1. ... <\/p>\n