Soudage de canalisations et
installations connexes
Segment canalisations
NORME API 1104
DIXNEUVIEME EDITION, SEPTEMBRE 1999
Institut
Américain
du Pétrole
Pour vous aider
à bien éfectué le travail
AVANT-PROPOS
La présente norme a été rédigée par un comité de formulation qui comprenait des représentants de l’American
Petroleum Institute (Institut américain du pétrole), l’American Gas Association (Association américaine du gaz), la
Pipe Line Contractors Association (Association des entrepreneurs en canalisations), l’American Welding Society
(Société américaine du soudage). et de l’American Society for Nondestructive Testing (Société américaine des
essais non destructifs), ainsi que des représentants de fabricants de tubes et des individus liés à des industries
connexes.
La présente norme a pour but de présenter les modes de production de soudures de haute qualité en faisant appel à
des soudeurs qualifiés utilisant des modes opératoires, matériaux et équipements de soudage approuvés. Elle a
également pour but de présenter des méthodes d’inspection permettant d’assurer une analyse correcte de la qualité
du soudage en faisant appel à des techniciens qualifiés et des méthodes et équipements approuvés. Elle s’applique au
soudage à la fois d’ouvrages nouveaux et en cours exploitation.
L’usage de la présente norme est entièrement volontaire et est destiné à s’appliquer au soudage de tuyauteries
employées dans la compression, le pompage et le transport de pétrole brut, produits pétroliers, gaz combustibles, gaz
carbonique et azote, et, le cas échéant, aux réseaux de distribution.
La présente norme représente les efforts combinés de nombreux ingénieurs chargés de la conception, la construction
et l’exploitation d’oléoducs et gazoducs, et le comité se montre reconnaissant de leur sincère et précieuse assistance.
De temps à autre, il s’avérera nécessaire de procéder à des révisions de la présente norme pour rester à jour avec les
perfectionnements technologiques. Le comité est toujours soucieux d’améliorer la présente norme et tiendra
pleinement compte de tous les commentaires qu’il reçoit.
Tout appel par une partie intéressée de toute action relative aux normes API doit être adressé à l’API.
Les publications API peuvent être utilisées par quiconque souhaitant en faire usage. L’Institut fera tous ses efforts
pour assurer la justesse et la fiabilité des données contenues dans lesdites normes ; toutefois, l’Institut ne fait aucune
représentation ou garantie en ce qui concerne la présente publication et par la présente expressément décline toute
responsabilité pour toute perte ou dommage résultant de son usage ou de l’infraction à tout règlement fédéral,
étatique ou municipal avec lequel la présente publication peut être en contradiction.
Des suggestion de révisions sont les bienvenues et elles doivent être soumises au directeur général du Segment
canalisations, American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W. Washington, D.C. 20005.
USAGERS, ATTENTION : Des portions de la présente norme ont changé par rapport à l’édition antérieure.
L’emplacement de ces changements est marqué par un trait dans la marge, tel qu’illustré à gauche du présent
paragraphe. Dans certains cas, les changements sont importants alors que dans d’autres cas ils ne correspondent qu’à
des modifications de forme mineures. Les traits sont prévus comme aide pour les usagers en ce qui concerne les
parties de la norme qui ont changé par rapport à l’édition antérieure, mais API ne donne aucune garantie quant à la
justesse de ces traits.
COMITE MIXTE API-AGA POUR LES PRATIQUES
DE SOUDAGE SUR CHANTIER D’OLEODUCS ET GAZODUCS
H. Charles Price, Président
George K. Hickox, Vice-Président
Frank R. Orr, Secrétaire
American Petroleum Institute
Donald Drake
Gary E. Merritt
David Noble
Gary Perkins
American Gas Association
Marshall L. Farley
Alan C. Holk
Frank R. Orr
Eugene L. Smith
American Society for Nondestructive Testing
David L. Culbertson
C. P. Woodruff, Jr.
Scott M. Metzger
William R. Tignor
American Welding Society
W. L. Ballis
George K. Hickox
Chuck Brashears
Robert R. Wright
National Manufacturers Association
Graig Dallman
Fabricants de tubes
Frank M. Christensen
Murali D. Tumuluru
Martin A. Francis
James P. Snyder, II
Pipeline Contractors Association
Ralph Pendarvis
H. Charles Price
Don Thorn
Bill Marhofer
Membres émérites
John K. McCarron
R. B. Gwin
M. Jordan Hunter
E. L. Von Rosenberg
Dale Wilson
Page
1 GENERALITES………………………………………………………………………………………………….1
1.1
Domaine d’application ……………………………………………………………………………1
2
PUBLICATIONS DE REFERENCE……………………………………………………………………….1
3
DEFINITION DES TERMES……………………………………………………………………………….2
3.1 Généralités……………………………………………………………………………………………..2
3.2 Définitions……………………………………………………………………………………………...2
4
SPECIFICATIONS…………………………………………………………………………………………..3
4.1
Equipement………………………………………………..………………………………………..3
4.2
Matériaux…………………………………………………………………………………………...3
5
QUALIFICATION DE MODES OPERATOIRES DE SOUDAGE POUR LES SOUDURES
CONTENANT DES ADDITIFS DE METAL D’APPORT…………………………………………………3
5.1
Qualification de mode opératoire…………………………………………………………………...3
5.2
Dossier………………………………………………………………………………………………4
5.3
Spécification de mode opératoire…………………………………………………………………...4
5.4
Variables essentielles……………………………………………………………………………….7
5.5
Soudage de joints d’essai – soudures bout à bout…………………………………………………..8
5.6
Contrôle de joints soudés – soudures bout à bout…………………………………………………..8
5.7
Soudage de joints d’essai – soudures d’angle……………………………………………………..14
5.8
Contrôle de joints soudés – soudures d’angle……………………………………………………..16
6
QUALIFICATION DES SOUDEURS……………………………………………………………………..16
6.1
Généralités………………………………………………………………………………………...16
6.2
Qualification simple……………………………………………………………………………….16
6.3
Qualification multiple……………………………………………………………………………..17
6.4
Examen visuel……………………………………………………………………………………..18
6.5
Essais destructifs…………………………………………………………………………………..18
6.6
Radiographie – Soudures bout à bout seulement………………………………………………….20
6.7
Essais répétés……………………………………………………………………………………...20
6.8
Dossiers……………………………………………………………………………………………20
7
CONCEPTION ET PREPARATION D’UN JOINT POUR LE SOUDAGE DE PRODUCTION………..21
7.1
Généralités………………………………………………………………………………………...21
7.2
Alignement………………………………………………………………………………………..21
7.3
Usage de ligneur pour les soudures bout à bout…………………………………………………..21
7.4
Chanfrein………………………………………………………………………………………….21
7.5
Conditions météorologiques………………………………………………………………………21
7.6
Dégagement……………………………………………………………………………………….21
7.7
Nettoyage entre cordons…………………………………………………………………………..21
7.8
Soudage en position……………………………………………………………………………….21
7.9
Soudage par colaminage…………………………………………………………………………..22
7.10
Identification des soudures………………………………………………………………………..22
7.11
Traitement thermique pré- et post-soudage……………………………………………………….22
8
INSPECTION ET CONTRÔLE DES SOUDURES DE PRODUCTION………………………………….22
8.1
Droits d’inspection………………………………………………………………………………...22
8.2
Méthodes d’inspection…………………………………………………………………………….22
8.3
Qualification du personnel d’inspection…………………………………………………………..22
8.4
Certification du personnel d’essais non destructifs……………………………………………….23
9
NORMES D’ACCEPTATION POUR LES ESSAIS NON DESTRUCTIFS……………………………..23
9.1
Généralités………………………………………………………………………………………..23
9.2
Droits de rejet…………………………………………………………………………………….23
9.3
Contrôle radiographique………………………………………………………………………….23
9.4
Contrôle magnétoscopique……………………………………………………………………….27
9.5
Contrôle par ressuage…………………………………………………………………………….30
9.6
Contrôle aux ultrasons……………………………………………………………………………30
9.7
Normes d’acceptation visuelle pour les caniveaux……………………………………………….32
10
REPARATION ET ELIMINATION DES DEFAUTS…………………………………………………….32
10.1
Autorisation de réparer……………………………………………………………………………32
10.2
Mode opératoire de réparation…………………………………………………………………….32
10.3
Critères d’acceptation……………………………………………………………………………..33
10.4
Supervision………………………………………………………………………………………...33
10.5
Soudeur…………………………………………………………………………………………….33
11
MODES OPERATOIRES POUR LES ESSAIS NON DESTRUCTIFS…………………………………...33
11.1
Méthodes de contrôle radiographique……………………………………………………………..33
11.2
Méthode de contrôle magnétoscopique……………………………………………………………38
11.3
Méthode de contrôle par ressuage…………………………………………………………………38
11.4
Méthode de contrôle par ultrasons………………………………………………………………...38
12
SOUDAGE AUTOMATIQUE AVEC ADDITIONS DE METAL D’APPORT…………………………..43
12.1
Procédés acceptables………………………………………………………………………………43
12.2
Qualification de mode opératoire………………………………………………………………….43
12.3
Dossier……………………………………………………………………………………………..43
12.4
Spécification de mode opératoire………………………………………………………………….43
12.5
Variables essentielles……………………………………………………………………………...44
12.6
Qualification du matériel de soudage et des opérateurs…………………………………………...45
12.7
Dossiers des opérateurs qualifiés………………………………………………………………….46
12.8
Inspection et contrôle des soudures de production………………………………………………...46
12.9
Normes d’acceptation pour les essais non destructifs……………………………………………..46
12.10 Réparation et élimination des défauts……………………………………………………………..46
12.11 Contrôle radiographique…………………………………………………………………………...46
13
SOUDAGE AUTOMATIQUE SANS ADDITIONS DE METAL D’APPORT…………………………..46
13.1
Procédés acceptables………………………………………………………………………………46
13.2
Qualification de mode opératoire………………………………………………………………….46
13.3
Dossier……………………………………………………………………………………………..52
13.4
Spécification de mode opératoire………………………………………………………………….52
13.5
Variables essentielles……………………………………………………………………………...52
13.6
Qualification du matériel et des opérateurs………………………………………………………..52
13.7
Dossiers des opérateurs qualifiés………………………………………………………………….52
13.8
Assurance de qualité des soudures de production…………………………………………………53
13.9
Normes d’acceptation pour les essais non destructifs……………………………………………..53
13.10 Réparation et élimination des défauts……………………………………………………………..53
13.11 Procédure de contrôle radiographique…………………………………………………………….53
ANNEXE A
A.1
A.2
A.3
A.4
A.5
A.6
A.7
A.8
A.9
NORMES D’ACCEPTATION ALTERNATIVES POUR LES SOUDURES BOUT A BOUT..54
Généralités…………………………………………………………………………………………….54
Exigences supplémentaires pour l’analyse des contraintes……………………………………………54
Mode opératoire de soudage…………………………………………………………………………..55
Qualification des soudeurs…………………………………………………………………………….60
Inspection et limites acceptables………………………………………………………………………60
Dossier………………………………………………………………………………………………...61
Exemple……………………………………………………………………………………………….62
Réparations……………………………………………………………………………………………66
Nomenclature………………………………………………………………………………………….66
ANNEXE B
B.1
B.2
B.3
B.4
B.5
B.6
B.7
SOUDAGE EN SERVICE…………………………………………………………………………….67
Généralités…………………………………………………………………………………………….67
Qualification des modes opératoires de soudage en service…………………………………………..68
Qualification des soudeurs en service…………………………………………………………………70
Pratiques suggérées de soudage en service……………………………………………………………71
Inspection et contrôle des soudures en service………………………………………………………..74
Normes d’acceptabilité : essais non destructifs (y compris examen visuel)…………………………..74
Réparation et élimination des défauts…………………………………………………………………74
Figures
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22A
22B
Modèle de spécification de mode opératoire ……………………………………………………………5
Modèle de rapport d’essai d’éprouvette…………………………………………………………………6
Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de
mode opératoire ………………………………………………………………………………………..10
Eprouvettes d’essai de traction…………………………………………………………………………11
Eprouvettes d’essai de rupture avec entaille …………………………………………………………..11
Eprouvettes de pliage à l’envers et à l’endroit : épaisseurs de paroi inférieures
ou égales à 0,500 pouces (12, 7 mm)…………………………………………………………………..12
Eprouvette d’essai de pliage sur le côté : épaisseurs de paroi supérieures à 0,500 pouces (13 mm)….13
Dimensionnement des imperfections dans les surfaces de soudure apparentes………………………..13
Gabarit pour les essais de pliage dirigé………………………………………………………………...14
Emplacement des éprouvettes d’essai de rupture avec entaille : soudures d’essais
de qualification des soudeurs et du mode opératoire pour les soudures d’angle………………………15
Emplacement des éprouvettes d’essai de rupture avec entaille : soudures d’essais de qualification
des soudeurs et du mode opératoire pour les soudures d’angle, y compris l’essai de
qualification des soudeurs sur tubes de même dimension et de piquages……………………….……..15
Emplacement des éprouvettes de soudures d’essai bout à bout pour l’essai de
qualification des soudeurs……………………………………………………………………………...19
Manque de pénétration sans dénivellement (IP)……………………………………………………….25
Manque de pénétration dû à un dénivellement (IPD)………………………………………………….25
Manque de pénétration transversale (ICP)…………………………………………………………….25
Manque de liaison à la passe de fond ou au-dessus du joint (IF)………………………………………25
Manque de liaison dû à un collage/point froid………..………………………………………………..25
Concavité interne (IC)………………………………………………………………………………….26
Répartition maximale des soufflures : épaisseurs de paroi inférieures ou égales
à 0,500 pouces (12,7 mm)……………………………………………………………………………..28
Distribution maximale des soufflures : épaisseurs supérieures à 0,500 pouces (12,7 mm)……………29
Pénétramètre courant…………………………………………………………………………………..36
Bloc de référence pour contrôle aux ultrasons manuel ………………………………………………..41
Etablissement de la distance, angle réfracté et vitesse…………………………………………………42
22C
23
24
25
26
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
B-6
B-7
B-8
B-9
B-10
B-11
Tableaux
1
2
3
4
5
6
7
8
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
B-1
Procédure de transfert………………………………………………………………………………….42
mplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de mode
opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 18 pouces (457 mm) mais
inférieur ou égal à 24 pouces (610 mm)……………………………………………………………….48
Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de mode
opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 30 pouces (762 mm)…………49
Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de
mode opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 30 pouces (762 mm) …..50
Eprouvette d’essai de rupture avec entaille de deux pouces…………………………………………...51
Emplacement des éprouvettes CTOD………………………………………………………………….57
Objectif d’usinage pour les éprouvettes CTOD par rapport à l’épaisseur de paroi……………………58
Emplacement d’entaille pour l’éprouvette de métal de soudure……………………………………….58
Emplacement de l’entaille pour l’éprouvette de zone thermiquement affectée………………………..58
Critères d’acceptation alternatifs pour les imperfections planaires périphériques……………………..59
Critères d’évaluation de l’interaction d’imperfections…………………………………………………63
Limite de longueur pour les imperfections profondes dans des tubes à paroi épaisse………………...65
Nomenclature pour les dimensions d’imperfections superficielles et enterrées……………………….66
Exemples de séquences de dépôt de cordon de revenu ………………………………………………..68
Assemblage suggéré pour essai de qualification de mode opératoire et des soudeurs…………………71
Emplacement des éprouvettes – essai de qualification de mode opératoire de soudage en service…..72
Eprouvette de macro-test – soudures en service……………………………………………………….73
Eprouvette d’essai de pliage à l’endroit………………………………………………………………..74
Semelle de renforcement……………………………………………………………………………….75
Selle de renforcement………………………………………………………………………………......76
Manchon circonférentiel………………………………………………………………………………..76
Té circonférentiel……………………………………………………………………………………….77
Manchon et selle circonférentiels……………………………………………………………………....77
Selle circonférentielle…………………………………………………………………………………..78
Groupes de métal d’apport………………………………………………………………………………8
Type et nombre d’éprouvettes pour l’essai de qualification de mode opératoire……………………….9
Type et nombre d’éprouvettes de soudures bout à bout par soudeur pour l’essai de
qualification des soudeurs et les essais destructifs des soudures de production…………………….....20
Dimensions maximales des caniveaux…………………………………………………………………32
Epaisseur de tube par rapport à l’épaisseur de pénétramètre selon ASTM E 1025……………………35
Epaisseur de tube par rapport à l’épaisseur de pénétramètre…………………………………………..36
Epaisseur de tube par rapport au diamètre de pénétramètre à fil selon ASTM E 747…………………36
Type et nombre d’éprouvettes pour l’essai de qualification de mode opératoire
(soudure par étincelage seulement)…………………………………………………………………….47
Limites d’acceptation pour les imperfections volumétriques enterrées………………………………..61
Limites d’acceptation pour les amorces d’arc non réparées……………………………………………62
Limites de longueur des imperfections…………………………………………………………………64
Dimensions d’imperfections admissibles pour l’exemple……………………………………………...65
Dimensions d’imperfections en plan acceptables pour l’exemple…...……………………………...…65
Critères d’acceptation alternatifs de l’exemple…………………………………………………...……66
Type et nombre d’éprouvettes – essai de qualification de mode opératoire de soudage en service …..72
Norme API 1104
Soudage de Canalisations et Installations Connexes
E
Les types d’imperfections de soudures et
leurs limites d’acceptation proposées.
F Les modes opératoires de réparation.
1 Généralités
1.1 DOMAINE D’APPLICATION
La présente norme concerne le soudage à l’arc et au
gaz de soudures bout à bout, d’angle et à emboîtement
sur des tuyauteries en acier faiblement allié, utilisées
dans le cadre de la compression, du pompage et du
transport de pétrole brut, produits pétroliers, gaz
combustibles, gaz carbonique et azote, et, le cas
échéant, concerne le soudage sur les réseaux de
distribution. Elle s’applique au soudage à la fois
d’ouvrages nouveaux et en service. Le soudage peut
se faire au moyen d’un procédé de soudage à l’arc
avec électrode enrobée, soudage à l’arc sous flux en
poudre, soudage à l’arc sous gaz avec électrode
tungstène, soudage à l’arc sous protection gazeuse
avec électrode fusible, soudage avec fil fourré,
soudage au plasma, soudage oxyacéthylénique, ou
soudage en bout par étincelage, ou au moyen d’une
combinaison de ces procédés avec une technique de
soudage manuelle, semi-automatique ou automatique,
ou bien une combinaison de ces techniques. Les
soudures peuvent être produites par soudage en
position ou en rotation ou par une combinaison de
soudage en position et en rotation.
Il est entendu que tous les travaux réalisés
conformément à cette norme doivent satisfaire ou
excéder les exigences de la présente norme.
2. Publications de référence
Les normes, codes et spécifications suivants sont
cités dans la présente norme :
API
Spec 5L Spécification pour les tubes de
canalisation
ASNT 1
RP SNT-TC-1A Qualification de personnel et
certification pour les essais non destructifs.
ACCP
Programme de certification central ASNT
ASTM 2
E 164 Pratique courante pour l’examen
ultrasonique par contact d’assemblages
soudés
E 165 Essai courant pour l’examen par ressuage
E 709 Guide courant pour l’examen
magnétoscopique
E 747 Pratique courante pour la conception, la
fabrication et la classification de groupages
de matériaux concernant les indicateurs de
qualité d’image (IQI) à fil utilisés en
radiologie
E 1025 Pratique courante pour la conception, la
fabrication et la classification de groupages
de matériaux concernant les indicateurs de
qualité d’image (IQI) à trou utilisés en
radiologie
AWS 3
A3.0 Soudage, termes et définitions
A5.1 Electrodes de soudage à l’arc enrobées
en acier au carbone
A5.2 Baguettes de soudage aux gaz en fer et
acier
A5.5 Electrodes de soudage à l’arc enrobées
en acier faiblement allié
La présente norme concerne également les modes
opératoires pour les contrôles radiographique,
magnétoscopique, par ressuage et par ultrasons ainsi
que les normes d’acceptation à appliquer aux
soudures de production soumises à des essais
destructifs, ou inspectées au moyen de méthodes
radiographiques, magnétoscopiques, par ressuage par
ultrasons, et visuelles.
Les valeurs exprimées soit en unités pouce-livre, soit
en unités SI doivent être considérées séparément
comme norme. Chaque système doit être utilisé
indépendamment de l’autre sans combiner d’aucune
manière les valeurs.
Des procédés autres que ceux susmentionnés seront
pris en compte pour inclusion dans la présente norme.
Les personnes qui souhaitent voir d’autres procédés
inclus doivent soumettre au minimum les
renseignements suivants pour considération par le
comité :
--------------------------------------------------Americam Society for Nondectructive
Testing, Inc., 1711 Arlingate Lane, P.O. Box
28518 Columbus, Ohio 43228-0518
2
American Society for Testing and Materials,
100 Barr Harbor Drive, West Comnshohocken
Pennsylvania, 19428-2959
3
American Welding Society, 550 N.W.
Lejeune Road, Miami, Florida 33126
1
A Une description du procédé de soudage.
B
Une proposition relative aux variables
essentielles.
C
Une spécification de mode opératoire de
soudage.
D Des modes d’inspection des soudures.
1
Norme API 1104
A5.5 Electrodes de soudage à l’arc enrobées
en acier faiblement allié
A5.17 Electrodes en acier au carbone et flux
pour le soudage à l’arc submergé
A5.18 Métaux d’apport en acier au carbone pour
le soudage à l’arc sous protection gazeuse
A5.20 Electrodes en acier au carbone pour le
soudage à l’arc avec fil fourré
A5.28 Métaux d’apport en acier faiblement allié
pour le soudage à l’arc sous protection
gazeuse
A5.29 Electrodes en acier faiblement allié pour
le soudage à l’arc avec fil fourré
BSI 4
BS 7448 : 2ème Partie Essais de résilience de
mécanique de la rupture – 2ème partie, Mode
de détermination du CTOD critique Klc et des
valeurs J critiques de soudures dans des
matériaux métalliques
NACE 5
MR0175 Matériaux métalliques résistant à la
fissuration au sulfure pour matériel pétrolier
3.2.5 Imperfection :
Une
discontinuité
ou
irrégularité détectable par les méthodes décrites dans
la présente norme.
3.2.6 Indication :
Preuve obtenue au moyen
d’essais non destructifs.
3.2.7 Concavité interne : Cordon correctement lié
à l épaisseur de paroi de tube et la pénétrant
complètement sur les deux côtés du chanfrein mais
dont le centre se situe quelque peu au-dessus de la
surface intérieure de la paroi du tube. La magnitude
de la concavité est la distance perpendiculaire entre
une extension axiale de la surface de paroi du tube et
le point le plus bas sur la surface du cordon de
soudure.
3.2.8 soudage en position : Soudage lors duquel le
tube ou l’assemblage est maintenu immobile.
3.2 9 soudeur qualifié :
Un soudeur qui a
démontré son aptitude à produire des soudures
satisfaisant aux exigences des sections 5 ou 6.
3 Définition des termes
3.2.10 mode opératoire de soudage qualifié : Une
méthode détaillée contrôlée et éprouvée permettant
de produire des soudures saines ayant des propriétés
mécaniques appropriées.
3.1 GENERALITES
Les termes de soudage utilisés dans la présente
norme correspondent à la définition donnée dans
AWS A3.0 avec les adjonctions et modifications
indiquées au point 3.2.
3.2.11 radiographe : Une personne réalisant des
opérations radiographiques.
3.2 DEFINITIONS
3.2.12 réparation : Toute réfection d’une soudure
réalisée qui exige un soudage pour corriger un défaut
dans la soudure découvert par examen visuel ou
contrôle non destructif et sortant du cadre des limites
d’acceptation de la présente norme.
3.2.1 soudage automatique : Soudage à l’arc avec
un matériel qui effectue toute l’opération de soudage
sans manipulation manuelle de l’arc ou de l’électrode
autre que son guidage ou alignement et sans
compétences de soudage manuel requises de
l’opérateur.
3.2.13 soudage par rotation: Soudage lors duquel
le tube ou l’assemblage tourne pendant que le métal
de soudure est déposé au niveau ou près de la
génératrice supérieure.
3.2.2 société: La société maître de l’ouvrage ou
l’agence d’ingénierie chargée de la construction. La
société peut agir par l’intermédiaire d’un inspecteur
ou autre représentant dûment autorisé.
3.2.14 passe de fond : Le premier cordon ou cordon
tiré joignant au départ deux tronçons de tube, un
tronçon de tube et un raccord, ou deux raccords.
3.2.3 entrepreneur: Englobe l’entrepreneur direct
et tous sous-traitants engagés dans les travaux
couverts par la présente norme.
3.2.15 soudage semi-automatique : Soudage à l’arc
au moyen de matériel ne contrôlant que
l’alimentation en métal d’apport. L’avance du
soudage est contrôlée manuellement.
3.2.4 défaut: Une imperfection d’une magnitude
suffisante pour justifier un rejet selon les stipulations
de la présente norme.
-------------------------------------------------------4
British Standards Institution, British Standards
House, 389 Chiswick High Road, London,
W4 4AL, United Kingdom
5
NACE International, 1440 South Creek Drive,
Houston, Texas 77084
3.2.16 doit :
Terme indiquant une exigence
obligatoire. Le terme « devrait » indique une pratique
recommandée.
2
Norme API 1104
3.2.17 soudure : La soudure réalisée joignant deux
tronçons de tube, un tronçon de tube et un raccord ou
deux raccords.
utilisés à condition que les modes opératoires de
soudage concernant leur usage soient qualifiés.
4.2.2.2
3.2.18 soudeur :
soudure.
Une personne effectuant une
Les métaux d’apport et les flux doivent être stockés
et manutentionnés de manière à prévenir leur
endommagement ainsi que celui des conteneurs dans
lesquels ils sont expédiés. Les métaux d’apport et les
flux en conteneurs ouverts doivent être protégés
contre toute détérioration et les métaux d’apport avec
revêtement doivent être protégés contre des
changements d’humidité excessifs. On ne doit pas
utiliser de métaux d’apport ni de flux présentant des
signes d’endommagement ou de détérioration.
4 Spécifications
4.1 EQUIPMENT
Le matériel de soudage, à la fois au gaz et à l’arc,
doit être de taille et de type adaptés au travail et tenu
dans un état assurant des soudures acceptables, la
continuité de l’opération et la sécurité du personnel.
Le fonctionnement du matériel de soudage à l’arc
doit se faire dans les plages d’intensité et de tension
indiquées dans le mode opératoire de soudage
qualifié. Le fonctionnement du matériel de soudage
au gaz doit se faire avec les caractéristiques de
flamme et les tailles de buse indiquées dans le mode
opératoire de soudage qualifié. Le matériel qui ne
satisfait pas à ces exigences doit être réparé ou
remplacé.
4.2
Stockage et manutention des métaux
d’apport et des flux
4.2.3 Gaz de protection
4.2.3.1
Types
Les atmosphères de protection d’un arc sont de types
divers et peuvent comporter des gaz inertes, des gaz
actifs, ou des mélanges de gaz inertes et actifs. La
pureté et la sécheresse de ces atmosphères ont une
grande influence sur le soudage et devraient être de
valeurs adaptées au procédé et aux matériaux à
souder. L’atmosphère de protection à utiliser doit être
qualifiée pour le matériau et le procédé de soudage en
question.
MATERIAUX
4.2.1 Tubes et raccords
La présente norme s’applique au soudage de tubes et
raccords conformes aux spécifications suivantes :
A Spécification API 5L.
B Spécifications ASTM applicables.
4.2.3.2 Stockage et manutention
La présente norme s’applique également aux
matériaux dont les propriétés chimiques et
mécaniques sont conformes à l’une des spécifications
mentionnées aux points a et b ci-dessus, même si le
matériau n’est pas fabriqué conformément à la
spécification.
Les gaz de protection doivent être gardés dans les
récipients dans lesquels ils sont expédiés et ces
derniers doivent être stockés à l’abri de températures
extrêmes. Les gaz ne doivent pas être mélangés entre
eux dans leurs récipients sur le chantier. On ne doit
pas utiliser de gaz de pureté douteuse ni ceux
contenus dans des récipients présentant des signes
d’endommagement.
4.2.2 Métal d’apport
5 Qualification des modes opératoires de
soudage pour les soudures contenant
des additifs de métal d’apport
4.2.2.1 Type et dimensions
Tous les métaux d’apport doivent être conformes à
l’une des spécifications suivantes :
A
B
C
D
E
F
G
H
5.1QUALIFICATION DE MODE OPERATOIRE
AWS A5.1.
AWS A5.2.
AWS A5.5.
AWS A5.17.
AWS A5.18.
AWS A5.20.
AWS A5.28.
AWS A5.29.
Avant de commencer le soudage de production, il
convient d’établir et de qualifier une spécification de
mode opératoire détaillée afin de démontrer que des
soudures saines et ayant des propriétés mécaniques
appropriées peuvent être réalisées au moyen de ce
mode opératoire. La qualité des soudures doit être
déterminée par un essai destructif. Ces modes
opératoires doivent être respectés sauf dans les cas où
un changement est spécifiquement autorisé par la
société, tel que prévu à la section 5.4.
Les métaux d’apport qui ne sont pas conformes
aux spécifications susmentionnées peuvent être
3
Norme API 1104
5.2 DOSSIER
5.3.2.5
Les détails de chaque mode opératoire qualifié seront
enregistrés. Le dossier comportera les résultats
complets de l’essai de qualification de mode
opératoire. Il convient d’utiliser des formules
similaires à celles représentées aux figures 1 et 2. Le
dossier doit être gardé aussi longtemps que le mode
opératoire est utilisé.
Les tailles et le numéro de classification du métal
d’apport ainsi que le nombre minimum et la séquence
des cordons doivent être spécifiés.
5.3.2.6
Métal d’apport et nombre de cordons
Caractéristiques électriques
5.3 SPECIFICATION DE MODE OPERATOIRE
Le courant et la polarité doivent être précisés, et
la gamme de tension et intensité pour chaque
électrode, baguette, ou fil doit être indiquée.
5.3.1 Généralités
5.3.2.7
La présente spécification de mode opératoire doit
comporter les renseignements spécifiés au paragraphe
5.3.2, le cas échéant.
La spécification doit préciser si la flamme est
neutre, carburante ou oxydante. La taille de l’orifice
sur la buse de chalumeau doit être spécifiée pour
chaque taille de baguette ou de fil.
Caractéristiques de la flamme
5.3.2 Renseignements relatifs à la spécification
5.3.2.8
5.3.2.1
La spécification doit préciser s’il s’agit de soudage en
position ou en rotation.
Le procédé ou la combinaison de procédés
spécifiques utilisés doivent être identifiés. L’usage
d’un procédé de soudage manuel, semi-automatique,
ou automatique ou toute combinaison desdits
procédés doit être spécifié.
5.3.2.2
5.3.2.9
Sens du soudage
La spécification doit préciser si le soudage doit être
réalisé en remontant ou en descendant.
Matériaux de tubes et raccords
5.3.2.10
Les matériaux auxquels s’applique le mode
opératoire doivent être identifiés. Les tubes selon la
spécification API 5L, ainsi que les matériaux
conformes à des spécifications ASTM acceptables,
peuvent être regroupés (voir 5.4.2.2.) à condition que
l’essai de qualification soit effectué sur le matériau
ayant la plus haute limite élastique minimale
spécifiée dans le groupe.
5.3.2.3
Position
Procédé
Intervalle entre passes
L’intervalle de temps maximum entre l’achèvement
de la passe de fond et le début de la deuxième passe,
ainsi que l’intervalle maximum entre l’achèvement
de la deuxième passe et le début des autres passes
doivent être précisés.
5.3.2.11 Type et retrait du ligneur
La spécification doit préciser si le ligneur doit être
interne ou externe ou si la présence d’un ligneur est
exigée. En cas d’utilisation d’un ligneur, le
pourcentage minimum de soudage de fond devant
être réalisé avant de libérer le ligneur doit être
précisé.
Diamètres et épaisseurs de paroi
Les gammes de diamètres et d’épaisseurs de paroi
auxquelles le mode opératoire est applicable doivent
être identifiées. Des exemples de groupages suggérés
sont donnés au paragraphe 6.2.2., points d. et e.
5.3.2.12 Nettoyage et/ou meulage
5.3.2.4
Conception du joint
La spécification doit indiquer si des outils
mécaniques ou manuels doivent être utilisés pour le
nettoyage, le meulage, ou les deux.
La spécification du joint doit comporter un ou des
croquis du joint montrant l’angle de chanfrein, la
taille du méplat, et l’écartement des bords ou l’espace
entre les membres en about. La forme et la taille des
soudures d’angle doivent être indiquées. Au cas où
un support envers est utilisé, son type doit être
précisé.
5.3.2.13
Traitement
soudage
thermique pré- et post-
Les méthodes, la température, les méthodes de
régulation de la température et la gamme de
températures ambiantes pour le traitement thermique
pré- et post-soudage doivent être spécifiées ( voir
7.11).
4
Norme API 1104
Référence : Norme API 1104, 5.2
SPECIFICATION DU MODE OPERATOIRE No.__________
Pour_________________________________ Soudage de_______________________________ tubes et raccords
Procédé_____________________________________________________________________________________
Matériaux____________________________________________________________________________________
Diamètre et épaisseur de paroi____________________________________________________________________
Conception du joint____________________________________________________________________________
Métal d’apport et quantité de cordons______________________________________________________________
Caractéristiques élactriques ou du chalumeau________________________________________________________
Position_____________________________________________________________________________________
Direction du soudage___________________________________________________________________________
Nombre de soudeurs____________________________________________________________________________
Intervalle de temps entre cordons_________________________________________________________________
Type et retrait de ligneur________________________________________________________________________
Nettoyage et/ou meulage________________________________________________________________________
Préchauffage et/ou traitement thermique____________________________________________________________
Gaz de protection et débit_______________________________________________________________________
Flux de protection_____________________________________________________________________________
Vitesse d’avancement__________________________________________________________________________
Composition du gaz plasma_______________________Débit du gaz plasma______________________________
Taille d’orifice de gaz plasme____________________________________________________________________
Croquis et tableaux joint________________________________________________________________________
Controlé_________________________________
Approuvé________________________________
Accepté__________________________________
Soudeur_________________________________________
Superviseur de soudage_____________________________
Ingénieur en chef__________________________________
Note: Les dimensions sont données à titre d’exemple seulement.
TAILLE DES ELECTRODES ET NOMBRE DE CORDONS
Numéro du cordon
Taille et type
d’électrodes
Tension
Intensité et
Polarité
Figure 1 – Modèle de spécification de mode opératoire
5
Vitesse
Norme API 1104
RAPPORT D’ESSAI D’EPROUVETTE
Date________________________________________
No. d’essai__________________________________
Lieu_________________________________________________________________________________________
Etat_________________________________________
Position______________ Roulé ( )
Fixe ( )
Soudeur______________________________________
Numéro du soudeur____________________________
Durée du soudage______________________________
Heure_______________________________________
Température moyenne__________________________
Paravent utilisé_______________________________
Condition métérologiques________________________________________________________________________
Tension______________________________________
Intensité____________________________________
Type d’equipement de soudage___________________
Capacité de l’equipement de soudage_____________
Métal d’apport_________________________________________________________________________________
Taille du renforcement___________________________________________________________________________
Type et nuance du tube__________________________________________________________________________
Epaisseur de paroi_____________________________
Diamètre extérieur_____________________________
1
2
3
4
5
6
7
Identification de l’eprouvette
Dimension originale de l’eprouvette
Surface originale de l’éprouvette
Charge maximale
Résistance à la traction
Emplacement de la rupture
( ) Mode opératoire
( ) Soudeur
( ) Essai de qualification
( ) Essai de ligne
( ) Qualifié
( )Disqualifé
Résistance à la traction maximale_______________ minimale_________________moyenne_________________
Remarques sur les essais de résistance à la traction
1.___________________________________________________________________________________________
2.___________________________________________________________________________________________
3.___________________________________________________________________________________________
4.___________________________________________________________________________________________
Remarques sur les essais de pliage
1.___________________________________________________________________________________________
2.___________________________________________________________________________________________
3.___________________________________________________________________________________________
4.___________________________________________________________________________________________
Remarques sur les essais de rupture avec entaille
1.___________________________________________________________________________________________
2.____________________________________________________________________________________________
3.____________________________________________________________________________________________
4.____________________________________________________________________________________________
Essai réalisé à______________________________________
Vérificateur________________________________________
Date____________________________________
Superviseur______________________________
Note: Utiliser le verso pour toute remarques complémentaires. La présente formule peut servir à rapporter un essai
de qualification, de mode opératoire ou de qualification de soudeur.
Figure 2 – Modèle de rapport d’essai d’éprouvettes
6
Norme API 1104
5.3.2.14
Note : Les groupages spécifiés à l’alinéa 5.4.2.2
n’impliquent pas que les matériaux de base ou les
métaux d’apport d’analyses différentes au sein d’un
groupe peuvent remplacer sans distinction
un
matériau utilisé lors de l’essai de qualification sans
tenir compte de la compatibilité des matériaux de
base et des métaux d’apport du point de vue des
propriétés métallurgiques et mécaniques et des
exigences relatives au traitement thermique pré- et
post-soudage.
Gaz de protection et débit
La composition du gaz de protection et la gamme de
débits doivent être précisées.
5.3.2.15
Flux de protection
Le type de flux de protection doit être précisé.
5.3.2.16
Vitesse d’avancement
La gamme de vitesse d’avance, en pouces
(millimètres) par minute, doit être spécifiée pour
chaque passe.
5.4
5.4.2.3
Conception du joint
Tout changement important dans la conception du
joint (par exemple, changement d’un joint en V en un
joint en U) constitue une variable essentielle. Des
changements mineurs dans l’angle du chanfrein ou le
talon de la gorge de soudage ne sont pas des variables
essentielles.
VARIABLES ESSENTIELLES
5.4.1 Généralités
Un mode opératoire de soudage doit être ré-établi à
titre de nouvelle spécification de mode opératoire et
doit être entièrement requalifié lors de la
modification de toute variable essentielle mentionnée
au paragraphe 5.4.2. Des modifications autres que
celles mentionnées au paragraphe 5.4.2 peuvent être
effectuées dans le mode opératoire sans avoir besoin
de requalification si la spécification du mode
opératoire est révisée en conséquence.
5.4.2.4
Position
Un changement de position de colaminage à fixe, ou
vice versa, constitue une variable essentielle.
5.4.2.5
Epaisseur de paroi
Un changement d ‘un groupe d’épaisseur de paroi à
un autre constitue une variable essentielle.
5.4.2 Changements exigeant une requalification
5.4.2.6Métal d’apport
5.4.2.1 Procédé de soudage ou mode d’application
Les changements suivants dans le métal d’apport
constituent des variables essentielles :
Tout changement par rapport au procédé de soudage
ou mode d’application établi dans la spécification de
mode opératoire (voir 5.3.2.1) constitue une variable
essentielle.
5.4.2.2
A Un changement d’un groupe de métal d’apport à
un autre (voir tableau 1).
B Pour les matériaux de tubes dont la limite
élastique minimale spécifiée est supérieure ou
égale à 65.000 psi (448 MPa), un changement de
classification AWS du métal d’apport (voir
5.4.2.2).
Matériau de base
Tout changement du matériau de base constitue une
variable essentielle. Lors du soudage de matériaux de
deux groupes séparés, il convient d’utiliser le mode
opératoire relatif au groupe de résistance supérieure.
Pour les besoins de la présente norme, tous les
matériaux doivent être groupés comme suit :
Des changements dans le métal d’apport au sein de
groupes de métal d’apport peuvent être effectués au
sein des groupes de matériaux spécifiés au
paragraphe 5.4.2.2. La compatibilité du matériau de
base et du métal d’apport devrait être prise en compte
du point de vue des propriétés mécaniques.
A Limite élastique minimale spécifiée inférieure ou
égale à 42.000 psi (290 MPa).
B Limite élastique minimale spécifiée supérieure à
42.000 psi (290 MPa) mais inférieure à 65.000 psi
(448 MPa).
C Pour les matériaux ayant une limite élastique
minimale spécifiée supérieure ou égale à 65.000
psi (448 MPa), chaque nuance fera l’objet d’un
essai de qualification séparé.
5.4.2.7
Caractéristiques électriques
Un changement de CC-électrode positive à CCélectrode négative, ou vice versa, ou bien un
changement de courant CC à CA, ou vice versa,
constitue une variable essentielle.
7
Norme API 1104
5.4.2.8
Temps entre passes
Une augmentation du temps maximum entre
l’achèvement de la passe de fond et le début de la
deuxième passe constitue une variable essentielle.
5.4.2.9
Groupe
Spécification
AWS
A5.28
Electrodes
ER90S-G
6
A5.2
RG60,RG65
7
A5.20
E61T-GSd
E71T-GSd
8
A5.29
E71T8-K6
Sens du soudage
Un changement de sens du soudage de vertical
descendant à vertical remontant, ou vice versa,
constitue une variable essentielle.
9
A5.29
E91T8-G
Note : D’autres électrodes, métaux d’apport et flux
peuvent être utilisés mais ils exigent une qualification
de mode opératoire séparée.
a
N’importe quelle combinaison de flux et
d’électrode dans le Groupe 4 peut être utilisée
pour qualifier un mode opératoire. La
combinaison doit être identifiée par son numéro
de classification AWS complet, tel que F7A0EL12 ou F6A2-EM12K. Seules des substitutions
qui donnent le même numéro de classification
AWS sont permises sans requalification.
b
Un gaz de protection (voir 5.4.2.10) doit être
utilisé avec les électrodes du Groupe 5.
c
Dans la désignation du flux, le X peut être soit
« A » ou « P » pour « as welded » (tel que soudé)
ou « post-weld
heat treated » (traité
thermiquement après soudage).
d
Pour le soudage de passe de fond seulement.
5.4.2.10 Gaz de protection et débit
Le changement d’un gaz de protection à un autre, ou
d’un mélange de gaz à un autre constitue une variable
essentielle. Une augmentation ou diminution
importante des débits du gaz de protection constitue
également une variable essentielle.
5.4.2.11 Flux de protection
Se reporter au tableau 1, note A en bas de page, pour
les changements dans le flux de protection qui
constituent des variables essentielles.
5.4.2.12
Vitesse d’avancement
Un changement dans la gamme de vitesse d’avance
constitue une variable essentielle.
5.4.2.13
Préchauffage
Une diminution de la température de préchauffage
minimale spécifiée constitue une variable essentielle.
5.4.2.14
Tableau 1 – Groupes de métal d’apport
Groupe
1
Spécification
AWS
A5.1
A5.5
2
A5.5
E8010,E8011
E9010
3
A5.1,A5.5
A5.5
E7015,E7016,E7018
E8015,E8016,E8018
E9018
4a
A5.17
EL8
EL8K
EL12
EM5K
EM12K
EM13K
EM15K
5b
A5.18
A5.18
A5.28
Fluxc
Traitement thermique post-soudage
(PWHT)
L’adjonction de traitement thermique ou tout
changement par rapport aux gammes ou valeurs
spécifiées dans le mode opératoire constitue une
variable essentielle.
c
Electrodes
Flux
E6010,E6011
E7010,E7011
5.5
SOUDAGE DE JOINTS D’ESSAI –
SOUDURES BOUT À BOUT
Pour souder le joint d’essai avec des soudures bout à
bout, deux mamelons de tube doivent être joints en
suivant touts les détails de la spécification de mode
opératoire.
P6XZ
F6X0
F6X2
F7XZ
F7X0
F7X2
5.6
5.6.1
CONTRÔLE DE JOINTS SOUDES –
SOUDURES BOUT À BOUT
Préparation
Pour contrôler un joint soudé bout à bout, des
éprouvettes doivent être découpées dans le joint aux
endroits indiqués à la figure 3. (Voir les exigences
d’essais pour le mode opératoire de soudage par
étincelage à la section 13.) Le nombre minimum
ER70S-2
ER70S-6
ER80S-D2
8
Norme API 1104
d’éprouvettes et les essais auxquels elles seront
soumises sont indiqués au tableau 2. Les éprouvettes
doivent être préparées tel qu’indiqué aux figures 4, 5,
6 ou 7. Pour les tubes de diamètre extérieur inférieur
à 2,375 pouces (60,3 mm), deux soudures d’essai
doivent être effectuées pour obtenir le nombre requis
d’éprouvettes. Les éprouvettes doivent être refroidies
à l’air à la température ambiante avant d’être
contrôlées. Pour les tubes de diamètre extérieur
inférieur ou égal à 1,315 pouces (33,4 mm), une
éprouvette représentant un tronçon entier peut
remplacer les quatre éprouvettes de tronçons réduits
pour les essais de rupture avec entaille et de pliage à
l’envers. L’éprouvette à tronçon entier doit être
contrôlée conformément au paragraphe 5.6.2.2 et
satisfaire aux exigences du paragraphe 5.6.2.3.
5.6.2.3
La résistance à la traction de la soudure, y compris la
zone de fusion de chaque éprouvette, doit être
supérieure ou égale à la résistance à la traction
minimale spécifiée du matériau tubulaire, mais n’a
pas besoin d’être supérieure ou égale à la résistance à
la traction réelle du matériau. Si l’éprouvette casse en
dehors de la soudure et de la zone de fusion (à savoir
dans la matière originale du tube) et satisfait aux
exigences de résistance à la traction minimale de la
spécification, la soudure sera acceptée comme ayant
satisfait aux exigences.
Si l’éprouvette casse dans la soudure ou la zone de
fusion et la résistance observée est supérieure ou
égale à la résistance à la traction minimale spécifiée
du matériau du tube et satisfait aux exigences
d’intégrité du paragraphe 5.6.3.3, la soudure sera
acceptée comme ayant satisfait aux exigences.
Si l’éprouvette casse en dessous de la résistance à la
traction minimale spécifiée du matériau du tube, la
soudure sera mise de côté et une nouvelle soudure
d’essai sera réalisée.
5.6.2 Essai de traction
5.6.2.1
Préparation
Les éprouvettes pour l’essai de traction (voir la figure
4) doivent être environ 9 pouces (2340 mm) de long
et environ 1 pouce (25 mm) de large. Elles peuvent
être découpées à la machine ou oxycoupées, et
aucune préparation n’est nécessaire sauf si les côtés
sont entaillés ou ne sont pas parallèles. Selon les
besoins, les éprouvettes doivent être dressées de
manière à ce que les côtés soient lisses et parallèles.
5.6.2.2
Exigences
5.6.3 Essai de rupture avec entaille
5.6.3.1
Préparation
Les éprouvettes pour l’essai de rupture avec entaille
(voir la figure 5) doivent être environ 9 pouces (230
mm) de long et environ 1 pouce (25 mm) de large ;
elles peuvent être découpées à la machine ou
oxycoupées. Elles doivent être entaillées au moyen
d’une scie à métaux de chaque côté au centre de la
soudure, et chaque entaille doit avoir une profondeur
d’environ 1/8 pouce (3 mm).
Méthode
Les éprouvettes d’essai de traction doivent être
cassées sous effort de traction au moyen de matériel
capable de mesurer l’effort auquel la rupture se
produit. La résistance à la traction doit être calculée
en divisant l’effort maximum à la rupture par la plus
petite surface transversale de l’éprouvette, mesurée
avant l’application de l’effort.
Tableau 2 ----Type et quantité d’éprouvettes pour l’essai de qualification du mode opératoire
Diamètre extérieur du tube
Quantité d’éprouvettes
Résistance
Essai de
Pliage
Pliage
Pliage
Pouces
Millimètre
Traction
Texture
envers
endroit
coté
Total
Epaisseur de paroi <= 0.500” (12.7 mm)
2
2
0
0
4a
<2.375
<60.2
0b
b
2
2
0
0
4
2.375 – 4.500
60.2-114.3
0
>4.500-12.750 114.3-323.9
2
2
2
2
0
8
>12.750
>323.9
4
4
4
4
0
16
Epaisseur de paroi >0.500” (12.7 mm)
<= 4.500
<=114.3
0b
2
0
0
2
4
>4.500-12.750 >114.3-323.9
2
2
0
0
4
8
>12.750
>323.9
4
4
0
0
8
16
a
Une éprouvette d’essai de rupture avec entaille et une éprouvette d’essai de pliage à l’envers doivent être
prélevées sur chacune des deux soudures d’essai, ou pour les tubes de diamètre inférieur ou égal à 1,315 pouces
(33,4 mm), il y aura lieu de prélever une éprouvette d’essai de traction correspondant à un tronçon entier.
b
Pour les matériaux ayant des limites élastiques minimales spécifiées supérieures à 42,000 psi (290 MPa), au
minimum un essai de traction sera requis.
9
Norme API 1104
Figure 3 – Emplacement des éprouvettes à soudure bout à bout pour l’essai de
Qualification du mode opératoire
10
Norme API 1104
Figure 5 – Eprouvette d’essai de texture
11
Norme API 1104
Les éprouvettes d’essai de texture avec entaille
préparées de cette manière à partir de soudures
effectuées par certains procédés automatiques et
semi-automatiques peuvent faire l’objet de ruptures à
travers le tube au lieu de la soudure. Lorsque
l’expérience antérieure en matière d’essais indique
qu’on peut s’attendre à des ruptures dues au tube, la
surépaisseur externe peut être entaillée à une
profondeur ne devant pas dépasser 1/16 pouce (1, 6
mm), mesurée à partir de la surface initiale de la
soudure.
Au choix de la société, les éprouvettes de rupture
avec entaille destinées à la qualification d’un mode
opératoire faisant appel à un procédé de soudage
semi-automatique ou automatique peuvent être
soumises à une attaque macrographique avant d’être
entaillées.
5.6.3.2
5.6.4 Essai de pliage à l’envers et à l’endroit
5.6.4.1
Les éprouvettes de pliage à l’envers et à l’endroit
(voir la figure 6) doivent être environ 9 pouces (230
mm) de long et environ 1 pouce (25 mm) de large, et
leurs bords longs doivent être arrondis. Elles peuvent
être coupées à la machine ou oxycoupées. Les
surépaisseurs de passes de fond et de couverture
doivent être mises à niveau avec les surfaces des
éprouvettes. Ces surfaces doivent être lisses, et toutes
rayures existantes doivent être légères et
transversales à la soudure.
5.6.4.2
Méthode
Les éprouvettes de pliage à l’envers et à l’endroit
doivent être pliées dans un gabarit d’essai de pliage
dirigé similaire à celui représenté à la figure 9.
Chaque éprouvette doit être placée sur la matrice, la
soudure se trouvant à mi-portée, Les éprouvettes de
pliage à l’endroit doivent être placées l’endroit de la
soudure vers l’intercalaire, et les éprouvettes de
pliage à l’envers doivent être placées a la racine de la
soudure vers l’intercalaire. Le plongeur doit être
forcé dans l’intercalaire jusqu’à ce que la courbure de
l’éprouvette ait environ une forme en U.
Méthode
Les éprouvettes de rupture avec entaille peuvent être
cassés en tirant dans une machine de traction, en
supportant les extrémités et frappant le centre, ou en
supportant une extrémité et frappant l’autre extrémité
avec un marteau. La zone apparente de la fracture
doit avoir une largeur d’au moins ¾ pouce (19 mm).
5.6.3.3
Préparation
Exigences
Les surfaces apparentes de chaque éprouvette de
rupture avec entaille doivent démontrer une
pénétration et fusion complètes. La plus grande
dimension de toute soufflure ne doit pas dépasser
1/16 pouce (1,6 mm) et l’aire combinée de toutes les
soufflures ne doit pas dépasser 2% de la surface
apparente. Les inclusions de laitier ne doivent pas
avoir une profondeur supérieure à 1/32 pouce (0,8
mm) ni une longueur supérieure à la moindre valeur
d’entre 1/8 pouce (3 mm) ou la moitié de l’épaisseur
de paroi nominale. Il doit y avoir une séparation d’au
moins ½ pouce (13 mm) entre des inclusions de
laitier adjacentes. Les dimensions devraient être
mesurées tel qu’indiqué à la figure 8. Les yeux-depoisson, tels que définis dans AWS A3.0 ne sont pas
cause de rejet.
5.6.4.3
Exigences
L’essai de pliage doit être considéré acceptable si
aucune fissure ou autre imperfection dépassant la
moindre valeur d’entre 1/8" (3 mm) ou la moitié de
l’épaisseur de paroi nominale dans aucun sens n’est
présente dans la soudure ou entre la soudure et la
zone de fusion après le pliage. Les fissures
apparaissant sur le rayon extérieur de la pliure le long
des bords de l’éprouvette pendant l’essai et
inférieures à ¼ pouce (6 mm), mesurées dans
n’importe quelle direction, ne doivent pas être prises
en compte à moins que des imperfections évidentes
soient observées. Chaque éprouvette soumise à
l’essai de pliage doit répondre à ces exigences.
Figure 6 – Eprouvette de pliage àl’envers et à l’endroit, épaisseur de paroi inférieures ou égate à 0.500”(12.7mm)
12
Norme API 1104
Figure 7 – Eprouvettes d’essai de pliage sur coté : épaisseure de paroi supérieures à 0.500” ( 13 mm )
Figure 8 – Dimensionnement des imperfections dans les surfaces apparentes de Soudures
13
Norme API 1104
5.6.5 Essai de pliage sur le côté
5.6.5.1
placée sur la matrice, la soudure se trouvant à miportée, et la face de la soudure étant perpendiculaire à
l’intercalaire. Le mandrin doit être forcé dans
l’intercalaire jusqu’à ce que la courbure de
l’éprouvette ait environ une forme en U.
Préparation
Les éprouvettes d’essai de pliage sur le côté (voir la
figure 7) doivent être environ 9 pouces (230 mm) de
long et environ ½ pouce (13 mm) de large, et leurs
bords longs doivent être arrondis. Elles doivent être
coupées à la machine ou elle peuvent
être
oxycoupées à environ ¾ pouce (19 mm) de largeur
puis usinées ou meulées à la largeur de ½ pouce (13
mm). Les côtés doivent être lisses et parallèles. Les
surépaisseurs de passe de fond et de couverture
doivent être mises à niveau avec les surfaces de
l’éprouvette.
5.6.5.2
5.6.5.3
Exigences
Chaque éprouvette de pliage sur le côté doit satisfaire
aux exigences d’essai de pliage à l’envers et la
l’endroit spécifiées au paragraphe 5.6.4.3.
5.7
SOUDAGE DE JOINTS
SOUDURES D’ANGLE
D’ESSAI
–
Pour souder le joint d’essai avec une soudure d’angle,
on doit effectuer une soudure d’angle selon l’une des
configurations représentées à la figure 10 en suivant
touts les détails de la spécification de mode
opératoire.
Méthode
L’éprouvette de pliage sur le côté doit être pliée dans
un gabarit d’essai de pliage dirigé similaire à celui
représenté à la figure 9. Chaque éprouvette doit être
Figure 9 – Gabarit pour les essais de pliage guider.
14
Norme API 1104
Note : Cette figure indique l’emplacement des éprouvettes pour les joints de diamètre extérieur supérieur ou égal à 2,375 pouces
(60,3 mm). Pour les joints de diamètre inférieur à 2,375 pouces (60,3 mm), les éprouvettes doivent être coupées au même
emplacement général, mais deux éprouvettes doivent être prélevées sur chacune des deux soudures d’essai.
Figure 10 – Emplacement des éprouvettes d’essai de rupture avec entaille : soudures d’essais de qualification des
soudeurs et du mode opératoire pour les soudures d’angle
Figure 11 – Emplacement des éprouvettes d’essai de rupture avec entaille : soudures d’essai de qualification des
soudeurs et du mode opératoire pour les soudures d’angle, y compris l’essai de qualification des soudeurs sur tubes
de même dimension et piquages
15
Norme API 1104
5.8
condition que le nombre d’éprouvettes requis à la
section 6.5 ait été prélevé, contrôlé et satisfasse aux
critères d’acceptation du paragraphe 5.6, pour chaque
soudeur.
Avant de commencer les essais de qualification, le
soudeur doit disposer d’un temps raisonnable pour
ajuster le matériel de soudage à utiliser. Le soudeur
doit utiliser la même technique de soudage et avancer
à la même vitesse qu’il utilisera s’il passe l’essai et
est autorisé à effectuer du soudage de production. La
qualification des soudeurs doit se faire en présence
d’un représentant agrée à la société.
Un soudeur se qualifiera pour le soudage en
effectuant un essai sur des segments de mamelons de
tube ou sur des mamelons pleine grandeur, tel que
spécifié au paragraphe 6.2.1. Lorsque des segments
de mamelons de tubes sont utilisés, ils doivent être
supportés de manière à produire des soudures plates,
verticales et aériennes typiques.
Les variables essentielles associées aux qualifications
des soudeurs et du mode opératoire ne sont pas
identiques. Les variables essentielles pour la
qualification des soudeurs sont spécifiées aux
paragraphes 6.2.2 et 6.3.2.
CONTRÔLE DE JOINTS SOUDES –
SOUDURES D’ANGLE
5.8.1 Préparation
Pour contrôler un joint à soudure d’angle, des
éprouvettes doivent être découpées dans le joint aux
endroits indiqués à la figure 10. Au minimum, quatre
éprouvettes doivent être prélevées et préparées tel
qu’indiqué à la figure 11. Les éprouvettes peuvent
être coupées à la machine ou oxycoupées. Elles
doivent être au minimum 1 pouce (25 mm) de large
et suffisamment longues pour éxaminer la structure
de la soudure. Pour les tubes de diamètre extérieur
inférieur à 2,375 pouces (60,3 mm), il peut s’avérer
nécessaire d’effectuer deux soudures d’essai pour
obtenir le nombre requis d’éprouvettes. Les
éprouvettes doivent être refroidies à l’air à la
température ambiante avant d’être contrôlées.
5.8.2 Méthode
Les éprouvettes de soudures d’angle doivent être
cassées dans la soudure par toute méthode
appropriée.
6.2
QUALIFICATION SIMPLE
5.8.3 Exigences
6.2.1 Généralités
Les surfaces apparentes de chaque éprouvette de
soudure à angle doivent démontrer une pénétration et
fusion complètes et a) la plus grande dimension de
toute soufflure ne doit pas dépasser 1/16 pouce (1,6
mm), b) l’aire combinée de toutes les soufflures ne
doit pas dépasser 2% de la surface apparente, c) les
inclusions de laitier ne doivent pas avoir une
profondeur supérieure à 1/32 pouce (0,8 mm) ni une
longueur supérieure à la moindre valeur d’entre 1/8
pouce (3 mm) ou la moitié de l’épaisseur de paroi
nominale, et d) il doit y avoir une séparation d’au
moins ½ pouce (12 mm) entre des inclusions de
laitier adjacentes. Les dimensions devraient être
mesurées tel qu’indiqué à la figure 8.
Pour la qualification simple, un soudeur doit
effectuer une soudure d’essai au moyen d’un mode
opératoire qualifié pour assembler des mamelons de
tubes ou des segments de mamelons de tubes. Le
soudeur doit effectuer une soudure bout à bout dans
la position soit fixe soit en rotation. Lorsque le
soudeur est qualifié en position fixe, l’axe du tube
doit se trouver dans le plan horizontal, dans le plan
vertical, ou oblique par rapport au plan horizontal à
un angle ne devant pas dépasser 45° C.
Tout soudeur réalisant un essai de qualification
simple pour des piquages, soudures d’angle ou autres
configurations similaires doit suivre la spécification
de mode opératoire correspondante.
Des changements dans les variables essentielles
décrites au paragraphe 6.2.2 exigent la requalification
du soudeur.
Les soudures seront acceptables si elles satisfont aux
exigences des paragraphes 6.4 et 6.5 ou 6.6.
6. Qualification des soudeurs
6.1
GENERALITES
L’essai de qualification des soudeurs a pour but de
déterminer l’aptitude des soudeurs à effectuer des
soudures bout à bout ou d’angle saines au moyen de
modes opératoires préalablement qualifiés. Avant
d’effectuer tout soudage de production, les soudeurs
doivent être qualifiés conformément aux exigences
applicables des paragraphes 6.2 à 6.8 inclus.
L’intention de la présente norme est que tout soudeur
qui réalise l’essai de qualification de mode opératoire
de manière satisfaisante est un soudeur qualifié à
6.2.2 Champ d’application
Un soudeur qui a réalisé avec succès l’essai de
qualification décrit au paragraphe 6.2.1 sera qualifié
dans les limites des variables essentielles décrites cidessous. Si l’une quelconque des variables
essentielles suivantes est modifiée, le soudeur
utilisant le nouveau mode opératoire doit être
requalifié:
16
Norme API 1104
faite sur un tube de diamètre extérieur de 6,625
pouces (168,3 mm) au minimum et d’une épaisseur
de paroi de 0,250 pouces (6,4 mm) au minimum sans
bande de soutien. La soudure sera acceptable si elle
satisfait aux exigences des paragraphes 6.4 et soit 6.5,
soit 6.6. Les éprouvettes peuvent être prélevées sur la
soudure d’essai aux endroits indiqués à la figure 12,
ou elles peuvent être choisies aux endroits relatifs
indiqués à la figure 12 mais sans référence à la
génératrice supérieure du tube, ou bien elles peuvent
être choisies parmi des emplacements espacés de
manière équidistante sur toute la circonférence du
tube. La séquence de types d’éprouvettes adjacentes
doit être identique à celle indiquée à la figure 12 pour
les divers diamètres de tubes.
Pour le deuxième essai, le soudeur doit tracer,
couper, ajuster et souder un piquage pleine grandeur.
Cet essai doit être effectué avec un tube de diamètre
extérieur de 6,625 pouces (168,3 mm) au minimum et
d’une épaisseur de paroi nominale de 0,250 pouces
(6,4 mm). Un trou pleine grandeur doit être coupé
dans la ligne. La soudure sera faite avec l’axe de la
ligne de tube en position horizontale et l’axe du
piquage en position verticale descendante par rapport
à la ligne de tube. La soudure finie doit avoir une
belle apparence, uniforme, de travail bien fait.
La soudure doit présenter une pénétration complète
autour de toute la circonférence. Les passes de fond
réalisées ne doivent contenir aucun perçage
supérieur à ¼ pouce (6 mm). La somme des
dimensions maximales des perçages non réparés
individuels sur toute longueur de soudure continue de
12 pouces (300 mm) ne doit pas dépasser ½ pouce
(13 mm).
Quatre éprouvettes de rupture avec entaille doivent
être prélevées sur la soudure aux endroits indiqués à
la figure 10. Elles seront préparées et contrôlées
conformément aux paragraphes 5.8.1 et 5.8.2. Les
surfaces apparentes doivent satisfaire aux exigences
du paragraphe 5.8.3.
A Changement d’un procédé de soudage à un autre
ou à une combinaison de procédés, comme suit :
1 Changement d’un procédé de soudage à un
procédé différent ; ou
2 Changement dans la combinaison de procédés
de soudage à moins que le soudeur ne se soit
qualifié dans le cadre d’essais de qualification
séparés, au moyen de chacun des procédés de
soudage à utiliser pour la combinaison de
procédés de soudage.
B Changement dans le sens du soudage de vertical
remontant à vertical descendant, ou vice versa.
C Changement de classification du métal d’apport
du Groupe 1 ou 2 au Groupe 3, ou du Groupe 3 au
Groupe 1 ou 2 (voir le tableau 1).
D Changement d’un groupe de diamètre extérieur à
un autre. Ces groupes sont définis comme suit :
1 Diamètre extérieur inférieur à 2,375 pouces
(60,3 mm).
2 Diamètre extérieur entre 2,375 pouces (60,3
mm) et 12,750 pouces (323,9 mm).
3 Diamètre extérieur supérieur à 12,750 pouces
(323,9 mm).
E Changement d’un groupe d’épaisseur de paroi à
un autre. Ces groupes sont définis comme suit :
1 Epaisseur de paroi de tube nominale inférieure
à 0,188 pouce (4,8 mm).
2 Epaisseur de paroi de tube nominale comprise
entre 0,188 pouce (4,8 mm) et 0,750 pouce
(19,1 mm).
3 Epaisseur de paroi de tube nominale
supérieure à 0,750 pouce (19,1 mm).
F Changement de position par rapport à celle pour
laquelle le soudeur s’est déjà qualifié (par
exemple, changement de position de rotation à
fixe ou changement de vertical à horizontal, ou
vice versa). Tout soudeur qui passe avec succès
un essai de qualification de soudures bout à bout
en position fixe avec l’axe à 45° par rapport au
plan horizontal sera qualifié pour effectuer des
soudures bout à bout et d’angle à recouvrement
dans toutes les positions.
G Changement dans la conception du joint (par
exemple, élimination d’une bande de soutien ou
changement d’un chanfrein en V à un chanfrein
en U).
6.3
6.3.2 Champ d’application
Un soudeur qui a réalisé avec succès l’essai de
qualification de soudure bout à bout décrit au
paragraphe 6.3.1 sur un tube de diamètre supérieur ou
égal à 12,750 pouces (323,9 mm) et une soudure de
piquage pleine grandeur sur un tube de diamètre
supérieur ou égal à 12,750 pouces (323,9 mm) sera
qualifié pour souder dans toutes les positions : sur
toutes les épaisseurs de paroi, conceptions de joints et
raccords :et sur tous les diamètres de tube. Un
soudeur qui a rempli avec succès les conditions
requises au paragraphe 6.3.1 en matière de soudure
bout à bout et piquage sur un tube de diamètre
inférieur à 12,750 pouces (323,9 mm) sera qualifié
pour souder dans toutes les positions : sur toutes les
épaisseurs de paroi, conceptions de joints et
raccords :et sur tous les diamètres de tube inférieurs
QUALIFICATION MULTIPLE
6.3.1 Généralités
Pour une qualification multiple, un soudeur doit
réaliser avec succès les deux essais décrits ci-dessous
au moyen de modes opératoires qualifiés.
Pour le premier essai, le soudeur doit effectuer une
soudure bout à bout en position fixe avec l’axe du
tube soit dans le plan horizontal, soit oblique par
rapport au plan horizontal à un angle ne devant pas
dépasser 45° C. Cette soudure bout à bout doit être
17
Norme API 1104
ou égaux au diamètre utilisé par le soudeur dans les
essais de qualification.
Si l’une quelconque des variables essentielles
suivantes est modifiée dans une spécification de
mode opératoire, le soudeur utilisant le nouveau
mode opératoire doit être requalifié :
les tubes de diamètre inférieur ou égal à 1,315 pouces
(33,4 mm), une éprouvette de tronçon entier peut
remplacer les éprouvettes de pliage à l’envers et de
rupture avec entaille. Ce tronçon entier doit être
contrôlé conformément au paragraphe 5.6.2.2 et
satisfaire aux exigences du paragraphe 5.5.3.
A. Changement d’un procédé de soudage à un autre
ou à une combinaison de procédés, comme suit :
1 Changement d’un procédé de soudage à un
procédé différent ; ou
2 Changement dans la combinaison de procédés
de soudage à moins que le soudeur ne se soit
qualifié dans le cadre d’essais de qualification
séparés, chacun utilisant le même procédé de
soudage que celui utilisé pour la combinaison
de procédés de soudage.
B. Changement dans le sens du soudage de vertical
remontant à vertical descendant , ou vice versa.
C Changement de classification du métal d’apport
du Groupe 1 ou 2 au Groupe 3, ou du Groupe 3 au
Groupe 1 ou 2 (voir le tableau 1).
6.5.2 Modes opératoires des essais de traction,
rupture avec entaille, et pliage pour les
soudures bout à bout
6.4
Les éprouvettes doivent être préparées pour les essais
de traction, rupture avec entaille et pliage et les essais
doivent être réalisés, tel que décrit à la section 5.6.
Toutefois, pour les besoins de qualification des
soudeurs, il n’est pas nécessaire de calculer la
résistance à la traction des coupons. L’essai de
traction peut même être omis, auquel cas les
éprouvettes désignées pour l’essai doivent être
soumises à l’essai de rupture avec entaille.
6.5.3 Exigences d’essai de traction pour les
soudures bout à bout
EXAMEN VISUEL
Pour l’essai de traction, si l’une quelconque des
éprouvettes de tronçon réduit ou l’éprouvette de
tronçon entier casse dans la soudure ou à la jonction
de la soudure et du matériau de base et ne satisfait
pas aux exigences d’intégrité du paragraphe 5.6.3.3,
le soudeur sera disqualifié.
Pour qu’une soudure d’essai de qualification réponde
aux exigences de l’examen visuel, la soudure doit
être exempte de fissures, pénétration insuffisante, et
perçage et doit avoir une belle apparence de travail
bien fait. La profondeur du caniveau adjacent au
cordon final sur l’extérieur du tube ne doit pas
dépasser la valeur moindre d’entre 1/32 pouce (0,8
mm) ou 12,5% de l’épaisseur de paroi du tube, et il
ne doit pas y avoir plus de 2 pouces (50 mm) de
caniveau sur aucune longueur de soudure continue de
12 pouces (300 mm).
En présence de soudage semi-automatique ou
automatique, le fil d’apport dépassant à l’intérieur du
tube doit être maintenu à un minimum.
Tout défaut qui ne sont pas acceptable aux exigences
de la présente sous-section constituera une raison
suffisante pour annuler tout essai supplémentaire.
6.5
6.5.4 Exigences d’essai de rupture avec entaille
pour les soudures bout à bout
Pour l’essai de rupture avec entaille, si une
éprouvette quelconque présente des imperfections
dépassant celles admises selon le paragraphe 5.6.3.3,
le soudeur sera disqualifié.
6.5.5 Exigences d’essai de pliage pour les
soudures bout à bout
Pour les essais de pliage, si une éprouvette
quelconque présente des imperfections dépassant
celles admises selon les paragraphes 5.6.4.3 ou
5.6.5.3, le soudeur sera disqualifié. Les soudures sur
des tubes haute résistance peuvent ne pas plier en
forme complètement en U. Ces soudures seront
considérées acceptables si les éprouvettes qui
fissurent sont brisent et leurs surfaces apparentes
satisfont aux exigences du paragraphe 5.6.3.3.
Si l’une des éprouvettes d’essai de pliage ne satisfait
pas à ces exigences, et, de l’avis de la société,
l’imperfection observée n’est pas représentative de la
soudure, l’éprouvette peut être remplacée par une
éprouvette supplémentaire coupée de manière
adjacente à celle qui a failli. Le soudeur sera
disqualifié si l’éprouvette supplémentaire présente
également des imperfections dépassant les limites
spécifiées.
ESSAIS DESTRUCTIFS
6.5.1 Echantillonnage des soudures d’essai bout
à bout
Pour contrôler les soudures bout à bout, des
échantillons doivent être coupés sur chaque soudure
d’essai. La figure 12 montre les endroits où les
éprouvettes doivent être prélevées si la soudure
d’essai est une soudure périphérique. Si la soudure
d’essai se compose de segments de mamelons de
tube, il convient de prélever un nombre
approximativement égal d’éprouvettes sur chaque
segment. Le nombre total d’éprouvettes et les essais
auxquels chacune doit être soumise sont indiqués au
tableau 3. Les éprouvettes doivent être refroidies à
l’air à la température ambiante avant les essais. Pour
18
Norme API 1104
Figure 12 – Emplacement des éprouvettes de soudures d’essai bout à bout pour l’essai de qualification des soudeurs
19
Norme API 1104
Tableau 3 – Type et nombre d’éprouvettes de soudures bout à bout par soudeur pour l’essai de qualification des
soudeurs et les essais destructifs de soudures de production
Diamètre extérieur du tube
Quantité d’éprouvettes
Résistance
Essai de
Pliage
Pliage
Pliage
Pouces
Millimètre
Traction
Texture
envers
endroit
coté
Total
Epaisseur de paroi <= 0.500” (12.7 mm)
<2.375
<60.2
0b
2
2
0
0
4a
b
2
2
0
0
4
2.375 – 4.500
60.2-114.3
0
>4.500-12.750 114.3-323.9
2
2
2
0
0
6
>12.750
>323.9
4
4
2
2
0
12
Epaisseur de paroi >0.500” (12.7 mm)
<= 4.500
<=114.3
0
2
0
0
2
4
>4.500-12.750 >114.3-323.9
2
2
0
0
2
6
>12.750
>323.9
4
4
0
0
4
12
a
Pour les tubes de diamètre extérieur inférieur ou égal à 1,315 pouces (33,4 mm), il y aura lieu de prélever des
éprouvette sur deux soudures ou bienune éprouvette d’essai de traction correspondant à un tronçon entier.
6.5.6 Echantillonnage
d’essai
des
soudures
Au choix de la société, la soudure bout à bout de
qualification
peut
faire
l’objet
d’examen
radiographique au lieu des essais spécifiés à la
section 6.5.
d’angle
Pour contrôler les soudures d’angle, des échantillons
doivent être coupés sur chaque soudure d’essai. La
figure 10 montre les endroits où les éprouvettes
doivent être prélevées si la soudure d’essai est une
soudure périphérique complète. Si la soudure d’essai
se compose de segments de mamelons de tube, il
convient de prélever un nombre approximativement
égal d’éprouvettes sur chaque segment. Les
éprouvettes doivent être refroidies à l’air à la
température ambiante avant les essais.
6.5.6 Echantillonnage
d’essai
des
soudures
6.6.2 Exigences d’inspection
Des radiographies seront faites de chacune des
soudures d’essai. Le soudeur sera disqualifié si l’une
quelconque des soudures d’essai ne satisfait pas aux
exigences de la section 9.3
On ne doit pas utiliser un examen radiographique
dans le but de localiser des aires saines ou des aires
contenant des imperfections et par la suite effectuer
des contrôles de ces aires pour qualifier ou
disqualifier un soudeur.
d’angle
Pour contrôler les soudures d’angle, des échantillons
doivent être coupés sur chaque soudure d’essai. La
figure 10 montre les endroits où les éprouvettes
doivent être prélevées si la soudure d’essai est une
soudure périphérique complète. Si la soudure d’essai
se compose de segments de mamelons de tube, il
convient de prélever un nombre approximativement
égal d’éprouvettes sur chaque segment. Les
éprouvettes doivent être refroidies à l’air à la
température ambiante avant les essais.
6.7
Si de l’avis commun de la société et des représentants
de l’entrepreneur, un soudeur ne passe pas l’essai de
qualification en raison de conditions exceptionnelles
ou de conditions indépendantes de sa volonté, le
soudeur peut avoir une deuxième chance de se
qualifier. Aucun autre essai ne sera répété jusqu’à ce
que le soudeur ait démontré la preuve de sa formation
ultérieure agréable à la société.
6.8
6.5.7 Méthode et exigences d’essai pour les
soudures d’angle
DOSSIERS
Il sera tenu un dossier des essais donnés à chaque
soudeur et des résultats détaillés de chaque essai. Une
formule similaire à celle représentée à la figure 2 doit
être utilisée. (cette formule doit être établie de
manière à satisfaire les besoins particuliers de la
societé, mais doit être suffisamment détaillée pour
démontrer que l’essai de qualification satisfait aux
exigences de la présente norme.) On doit tenir une
liste des soudeurs qualifiés et des modes opératoires
pour lesquels ils sont qualifiés. Un soudeur peut être
Les éprouvettes de soudure d’angle doivent être
préparées et l’essai réalisé tel que décrit à la section
5.8.
6.6
ESSAI REPETE
RADIOGRAPHIE – SOUDURES BOUT À
BOUT SEULEMENT
6.6.1 Généralités
20
Norme API 1104
tenu de se requalifier si sa compétence est remise en
cause par une défaillance.
7.4
CHANFREIN
7.4.1 Chanfrein en usine
7. Conception et préparation d’un joint
pour le soudage de production
7.1
Tous les chanfreins en usine sur les extrémités de
tube doivent être conformes à la conception de joint
utilisée dans la spécification de mode opératoire.
GENERALITES
La tuyauterie doit être soudée par des soudeurs
qualifiés au moyen de modes opératoires qualifiés.
Les surfaces à souder doivent être lisses, uniformes et
exemptes de dédoublures, déchirures, calamine,
laitier, graisse, peinture et autre matériau nuisible
susceptible d’avoir un effet néfaste sur le soudage. La
conception du joint et l’espacement entre les
extrémités en about doivent être conformes à la
spécification de mode opératoire utilisée.
7.4.2 Chanfrein au chantier
7.2
7.5
Les extrémités de tubes doivent être chanfreinées sur
le chantier à la machine-outil ou par oxycoupage
mécanique. Si la société le permet, un oxycoupage
manuel peut également être utilisé. Les extrémités
chanfreinées doivent être correctement lisses et
uniformes, et les dimensions doivent être conformes
à la spécification de mode opératoire.
ALIGNEMENT
Le soudage ne doit pas avoir lieu lorsque la qualité de
la soudure réalisée serait compromise par les
conditions météorologiques dominantes, y compris
sans que la liste soit exhaustive, l’humidité ambiante,
les tempêtes de sable, ou des vents violents. Des
paravents peuvent être utilisés, le cas échéant. La
société doit décider si les conditions météorologiques
sont propices au soudage.
L’alignement des extrémités bout a bout doit
minimiser le décalage entre les surfaces. Pour les
extrémités de tube de la même épaisseur nominale, le
décalage ne doit pas dépasser 1/8 pouce (3 mm). De
plus grandes variations sont admissibles à conditions
que la variation soit consécutif à des variations des
dimensions d’extrémités de tube dans les limites des
tolérances de la spécification d’achat du tube, et que
lesdites variations aient été réparties pratiquement
uniformément autour de la circonférence du tube. Le
martelage du tube pour obtenir un bon alignement
doit être strictement limité.
7.3
CONDITIONS METEOROLOGIQUES
7.6
DEGAGEMENT
Lorsque le tube est soudé en hauteur, le dégagement
de travail autour du tube au niveau de la soudure ne
devrait pas être inférieur à 16 pouces (400 mm).
Quand le tube est soudé dans une tranchée, la niche
doit être assez grande pour permettre au soudeur ou
aux soudeurs d’avoir facilement accès au joint.
USAGE DE LIGNEUR POUR LES
SOUDURES BOUT À BOUT
Des ligneurs doivent être utilisés pour les soudures
bout à bout conformément à la spécification de mode
opératoire. Lorsqu’il est permis de retirer le ligneur
avant l’achèvement de la passe de fond, la partie
achevée du cordon doit se trouver dans des segments
approximativement égaux espacés à des distances
approximativement égales sur la circonférence du
joint. Toutefois, quand un ligneur interne est utilisé et
que les conditions font qu’il s’avère difficile
d’empêcher le tube de bouger, ou si la soudure sera
soumise à des efforts indus, la passe de fond doit être
achevée avant de détensionner le ligneur. Les
segments de passe de fond utilisés avec des ligneurs
externes doivent être espacés uniformément sur la
circonférence du tube et avoir une longueur globale
d’au moins 50% de la circonférence du tube avant de
retirer le ligneur.
7.7
NETTOYAGE ENTRE CORDONS
La calamine et la laitier doivent être enlevés de
chaque cordon et rainure. Des outils mécaniques
peuvent être utilisés lorsque la spécification de mode
opératoire le spécifie ; sinon, le nettoyage peut se
faire au moyen d’outils à main ou mécaniques.
En présence de soudage semi-automatique ou
automatique, les nids de piqûres, débuts de cordon et
points hauts doivent être éliminés par meulage avant
le dépôt de métal de soudure.
7.8
SOUDAGE EN POSITION
7.8.1 Mode opératoire
Toutes les soudures en position doivent être
effectuées avec les parties à assembler tenues
immobiles et avec un dégagement suffisant autour du
21
Norme API 1104
joint pour assurer un espace de travail au soudeur ou
aux soudeurs.
8 Inspection et contrôle des soudures de
production
7.8.2 Cordons d’apport et de finition
8.1
Pour le soudage en position, le nombre de cordons
d’apport et de finition doit assurer à la soudure
achevée une section sensiblement uniforme tout
autour de la circonférence du tube. La surface de
crête ne doit en aucun point tomber en dessous de la
surface extérieure du tube ni dépasser le métal de
base de plus de 1/16 pouce (1,6 mm).
Deux cordons ne peuvent pas commencer au même
endroit. L’endroit de la soudure achevée doit être
environ 1/8 pouce (3 mm) plus large que la largeur de
la gorge initiale. La soudure achevée doit être brossée
et nettoyée à fond.
La société doit avoir le droit d’inspecter toutes les
soudures par des moyens non destructifs ou par
retrait des soudures et soumission à des essais
mécaniques. L’inspection doit se faire pendant le
soudage ou après achèvement de la soudure. La
fréquence d’inspection doit être telle que spécifiée
par la société.
7.9
8.2
SOUDAGE EN ROTATION
Au choix de la société, le soudage par colaminage
doit être permis à condition de maintenir l’alignement
au moyen de patins ou d’une ossature avec un
nombre suffisant de chariots à rouleaux pour
empêcher tout affaissement sur les longueurs de tube
supportées.
7.9.2 Cordons d’apport et de finition
Pour le soudage par rotation, le nombre de cordons
d’apport et de finition doit être tel que la soudure
achevée a une section sensiblement uniforme tout
autour de la circonférence du tube. La surface de
crête ne doit en aucun point tomber en dessous de la
surface extérieure du tube ni dépasser le métal de
base de plus de 1/16 pouce (1,6 mm).
L’endroit de la soudure achevée doit être environ 1/8
pouce (3 mm) plus large que la largeur de la gorge
initiale. A mesure de l’avancement du soudage, le
tube doit être roulé afin de maintenir le soudage sur
ou près de la génératrice supérieure du tube. La
soudure achevée doit être brossée et nettoyée à fond.
8.3
IDENTIFICATION DES SOUDURES
QUALIFICATION DU PERSONNEL
D’INSPECTION
Le personnel d’inspection de soudage doit être
qualifié sur la base de l’expérience et de la formation
propres à la tâche spécifiée qu’ils accomplissent.
Leurs qualification doivent être agrée à la société.
La documentation relative à ces qualifications
doit être enregistrée par la société et inclure, sans que
la liste soit exhaustive :
Chaque soudeur doit identifier son travail de la
manière prescrite par la société.
7.11
METHODES D’INSPECTION
Les essais non destructifs peuvent consister en un
examen radiographique ou toute autre méthode
spécifiée par la société. La méthode utilisée doit
produire des indications des imperfections pouvant
être interprétées et évaluées avec précision. Les
soudures doivent être évaluées selon le chapitre 9 ou,
au choix de la société, l’annexe A. Dans ce dernier
cas, une inspection plus approfondie est requise pour
déterminer la taille de l’imperfection.
Les essais destructifs doivent consister en le
retrait de soudures achevées, la division des soudures
en éprouvettes et l’examen de ces éprouvettes. Les
éprouvettes doivent être préparées conformément à la
section 6.5 et satisfaire à ses exigences. La société
aura le droit d’accepter ou de rejeter toute soudure
qui ne satisfait pas aux exigences de la méthode par
laquelle elle est inspectée. Le soudeur réalisant une
soudure non conforme aux exigences peut être
disqualifié en ce qui concerne tout travail ultérieur.
Les opérateurs de matériel d’essais non destructifs
peuvent être tenus de démontrer la capacité du mode
opératoire d’inspection à détecter des défauts et
l’aptitude de l’opérateur à correctement interpréter les
indications données par le matériel.
Des méthodes de contrôle par trépanage ne
doivent pas être utilisées.
7.9.1 Alignement
7.10
DROITS D’INSPECTION
TRAITEMENT THERMIQUE PRE- ET
POST-SOUDAGE
La spécification de mode opératoire doit spécifier les
pratiques de traitement thermique pré- et postsoudage à suivre lorsque les matériaux ou les
conditions météorologiques rendent nécessaires l’un
ou l’autre ou les deux traitements.
A Education et expérience
B Formation.
C Résultats de tous examens de qualification.
22
Norme API 1104
8.4
Note :
Toutes les densités mentionnées aux
paragraphes 9.3.1 à 9.3.13 inclus sont fondées sur des
images négatives.
CERTIFICATION DU PERSONNEL
D’ESSAIS NON DESTRUCTIFS
8.4.1 Modes opératoires
9.3.1 Manque de pénétration sans dénivellement
Le personnel d’essais non destructifs doit être
certifié au Niveau I, II ou III selon les
recommandations de l’American Society for
Nondestructive Testing, de la pratique recommandée
n° SNT-TC-1A, de l’ACCP ou de tout autre
programme de certification national agréé qui sera
agrée à la société pour la méthode d’essai utilisée.
Seul du personnel de niveau I ou II doit interpréter
les résultats des essais.
Un manque de pénétration sans dénivellement
(IP) se définit comme le manque de remplissage de la
racine de la soudure. Cette condition est représentée
schématiquement à la figure 13. Le IP doit être
considéré comme un défaut si l’une des conditions
suivantes existe :
A La longueur d’une indication individuelle de IP
dépasse 1 pouce (25 mm).
B La longueur globale des indications de IP dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 1 pouce (25 mm).
C La longueur globale des indications de IP dépasse
8% de la longueur de soudure dans toute soudure
de longueur inférieure à 12 pouces (300 mm).
8.4.2 Dossier
Un dossier du personnel d’essais non destructifs
certifié doit être gardé par la société. Le dossier doit
inclure les résultats des essais de certification,
l’agence et la personne accordant la certification, et la
date de la certification. Le personnel d’essais non
destructifs peut être tenu d’être recertifié au gré de la
société ou si une question surgit quant à leur aptitude.
Le personnel d’essais non destructifs de niveau I et II
doit être recertifié au moins tous les 3 ans. Le
personnel d’essais non destructifs de niveau III doit
être recertifié au moins tous les 5 ans.
9.3.2 Manque de pénétration dû à un
dénivellement
Un manque de pénétration dû à un dénivellement
(IPD) se définit comme la condition existante
lorsqu’un bord de la racine est apparent (ou non lié)
suite à un mauvais alignement des joints de tubes ou
raccords adjacents. Cette condition est représentée
schématiquement à la figure 14. Le IPD doit être
considéré comme un défaut si l’une des conditions
suivantes existe :
9. Normes d’acceptation pour les essais
non destructifs
9.1 GENERALITES
A La longueur d’une indication individuelle de IPD
dépasse 2 pouces (50 mm).
B La longueur globale des indications de IPD dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 3 pouces (75 mm).
Les normes d’acceptation présentées dans la
présente section s’appliquent aux imperfections
localisées par des méthodes de contrôle
radiographique, magnétoscopique, par ressuage et
ultrasons. Elles peuvent également s’appliquer à
l’examen visuel. Des essais non destructifs ne
doivent pas servir à choisir des soudures soumises à
des essais destructifs conformément au paragraphe
8.1.
9.2
9.3.3 Manque de pénétration transversale
Le manque de pénétration transversale (ICP) se
définit comme une imperfection subsurface entre la
première passe intérieure et la première passe
extérieure qui est causée par un manque de
pénétration des talons verticaux. Cette condition est
représentée schématiquement à la figure 15. Le ICP
doit être considéré comme un défaut si l’une des
conditions suivantes existe :
DROITS DE REJET
Toutes les méthodes d’essais non destructifs sont
limitées dans les informations qui peuvent être
dérivées des indications qu’elles produisent. La
société peut, par conséquent, rejeter toute soudure qui
semble satisfaire au normes d’acceptation si, à son
avis, la profondeur d’une imperfection est
préjudiciable à la soudure.
9.3
A La longueur d’une indication individuelle de ICP
dépasse 2 pouces (50 mm).
B La longueur globale des indications de ICP dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
CONTRÔLE RADIOGRAPHIQUE
23
Norme API 1104
A La dimension maximale dépasse ¼ pouce (6 mm)
et la densité de l’image du BT dépasse celle du
matériau de base adjacent le plus mince.
B La dimension maximale dépasse la plus mince
des épaisseurs de parois nominales assemblées et
la densité de l’image du BT dépasse celle du
matériau de base adjacent le plus mince.
C La somme des dimensions maximales de BT
individuels dont la densité d’image dépasse celle
du matériau de base adjacent le plus mince
dépasse la valeur moindre d’entre ½ pouce (13
mm) dans toute longueur de soudure continue de
12 pouces (300 mm) ou la longueur de soudure
totale.
9.3.4 Manque de fusion
Le manque de fusion (IF ) se définit comme une
imperfection superficielle entre le métal de soudure et
le métal de base qui est libre à la surface. Cette
condition est représentée schématiquement à la figure
16. Le IF doit être considéré comme un défaut si
l’une des conditions suivantes existe :
A La longueur d’une indication individuelle de IF
dépasse 1 pouce (25 mm).
B La longueur globale des indications de IF dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 1 pouce (25 mm).
C La longueur globale des indications de IF dépasse
8% de la longueur de soudure dans toute soudure
de longueur inférieure à 12 pouces (300 mm)
9.3.7.3
Pour les tubes de diamètre extérieur
inférieur à 2,375 pouces (60,3 mm), un BT sera
considéré comme un défaut si l’une quelconque des
conditions suivantes existe :
9.3.5 Manque de fusion due à un collage de point
froid
Le manque de fusion (IFD) se définit comme une
imperfection entre deux cordons de soudure adjacents
ou entre le métal de soudure et le métal de base qui
n’est pas libre à la surface. Cette condition est
représentée schématiquement à la figure 17. Le IFD
doit être considéré comme un défaut si l’une des
conditions suivantes existe :
A. La dimension maximale dépasse ¼ pouce ( 6 mm)
et la densité de l’image du BT dépasse celle du
matériau de base adjacent le plus mince.
B. La dimension maximale dépasse la plus mince
des épaisseurs de parois nominales assemblées et
la densité de l’image du BT dépasse celle du
matériau de base adjacent le plus mince.
C Plus d’un BT de n’importe quelle taille est présent
et la densité de plus d’une des images dépasse
celle du matériau de base adjacent le plus mince.
A La longueur d’une indication individuelle de IFD
dans toute longueur de soudure continue de 12
pouces (30 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
B La longueur globale des indications de IFD dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
c La longueur globale des indications de IFD
dépasse 8% de la longueur de soudure.
9.3.8 Inclusions de laitier
Une inclusion de laitier se définit comme un solide
non métallique piégé dans le métal de soudure ou
entre le métal de soudure et la matériau de base. Des
inclusions de laitier allongées (ESI) – à savoir, des
rails de roulage ou lignes d’inclusions continues ou
discontinues – se rencontrent généralement au niveau
de la zone de fusion. Les inclusions de laitier isolées
(ISI) sont de forme irrégulière et peuvent se trouver
n’importe où dans la soudure. Pour les besoins
d’évaluation, quand on mesure la taille d’une
indication radiographique de laitier, la dimension
maximale de l’indication doit être considérée comme
étant sa longueur.
9.3.6 Concavité interne
La concavité interne (IC) est définie au paragraphe
3.2.7 et représentée graphiquement à la figure 18.
N’importe quelle longueur de concavité interne est
acceptable à condition que la densité de l’image
radiographique de la concavité interne ne dépasse pas
celle du métal de base adjacent le plus mince. Pour
les zones dépassant la densité du matériau de base
adjacent le plus mince, les critères relatifs au perçage
(voir 9.3.7) sont applicables.
9.3.8.2
Pour les tubes de diamètre extérieur
supérieurs ou égaux à 2,375 mm (60,3 mm), les
inclusions de laitier seront considérées comme un
défaut si l’une des conditions suivantes existe :
9.3.7 Perçage
9.3.7.1
Un perçage (BT) se définit comme une
portion de la passe de fond où une pénétration
excessive a entraîné le soufflage du bain de fusion
dans le tube.
A la longueur d’une ESI dépasse 2 pouces (50 mm).
Note : Des indications d’ESI parallèles séparées
approximativement par la largeur de la passe de fond
(voies de roulage) seront considérées comme une
seule indication à moins que la largeur de l’une
d’elles dépasse 1/32 pouce (0,8 mm). Dans ce cas,
elles seront considérées comme des indications
indépendantes.
9.3.7.2
Pour les tubes d’un diamètre extérieur
supérieur ou égal à 2,375 pouces (60,3 mm), un
perçage sera considéré comme un défaut si l’une
quelconque des conditions suivantes existe :
24
Norme API 1104
Figure 13 – Manque de pénétration sans dénivellement (IP)
Figure 14 – Manque de pénétration due à un dénivellement (IPD)
Figure 15 – Manque de pénétration transversale (ICP)
Figure 16 – Manque de fusion à la passe de fond au en haut du joint (IF)
Figrue 17- Manque de fusion dû à un collage de point froid (IFD)
25
Norme API 1104
Figure 18 – Concavité interne (IC)
B La longueur globale des indications d’ESI dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
C La largeur d’une indication d’ESI dépasse 1/16
pouce (1,6 mm).
D La longueur globale des indications d’ISI dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse ½ pouce (13 mm).
E La largeur d’une indication d’ISI dépasse 1/8
pouce (3 mm).
F Plus de quatre indications d’ISI d’une largeur
maximale de 1/8 pouce (3 mm) sont présentes
dans toute longueur de soudure continue de 12
pouces (300 mm) .
G La longueur globale des indications d’ESI et ISI
dépasse 8% de la longueur de soudure.
9.3.9 Porosité
9.3.9.1
La porosité se définit comme un gaz piégé
par un métal de soudure lors de la solidification avant
que le gaz n’ait la chance de monter à la surface du
bain fondu et de s’échapper. La porosité est
généralement sphérique mais elle peut être de forme
allongée ou irrégulière. Lorsque la taille de
l’indication radiographique produite par un pore est
mesurée, la dimension maximale de l’indication
s’applique aux critères indiqués aux paragraphes
9.3.9.2 à 9.3.9.4 inclus.
9.3.9.2
Une porosité (P) individuelle ou
éparsé sera considérée comme un défaut si l’une des
conditions suivantes existe :
9.3.8.3
Pour les tubes de diamètre extérieur
inférieur à 2,375 mm (60,3 mm), les inclusions de
laitier seront considérées comme un défaut si l’une
des conditions suivantes existe :
A La taille d’un pore individuel dépasse 1/8 pouce
(3 mm).
B La taille d’un pore individuel dépasse 25% de la
plus mince des épaisseurs de parois assemblées.
C La répartition de la porosité éparse dépasse la
concentration permise aux figures 19 ou 20.
A La longueur d’indication d’ESI dépasse trois fois
la plus mince des épaisseurs de paroi assemblées.
9.3.9.3
Les nids de porosités groupées (CP) qui se
produisent dans toute passe à l’exception de la passe
de finition doivent être conformes aux critères du
paragraphe 9.3.9.2. Le CP qui se produit dans la
passe de finition sera considéré comme un défaut si
l’une des conditions suivantes existe :
Note : Des indications d’ESI parallèles séparées
approximativement par la largeur de la passe de fond
(voies de roulage) seront considérées comme une
seule indication à moins que la largeur de l’une
d’elles dépasse 1/32 pouce (0,8 mm). Dans ce cas,
elles seront considérées comme des indications
indépendantes.
A Le diamètre du nid dépasse ½ pouce (13 mm).
B La longueur globale du CP dans toute longueur de
soudure continue de 12 pouces (300 mm) dépasse
½ pouce (13 mm).
C Un pore individuel au sein d’un nid est d’une
taille supérieure à 1/16 pouce (2 mm).
B La largeur d’une indication d’ESI dépasse 1/16
pouce (1,6 mm).
C La longueur globale des indications d’ESI
dépasse deux fois la plus mince des épaisseurs de
paroi nominales assemblées et la largeur dépasse
la moitié de la plus mince des épaisseurs de paroi
nominales assemblées.
D La longueur globale des indications d’ESI et ISI
dépasse 8% de la longueur de soudure.
9.3.9.4
La porosité de cordon creux (HB) se
définit comme une porosité linéaire allongée qui se
produit dans la passe de fond. La porosité HB sera
considérée comme un défaut si l’une des conditions
suivantes existe :
A La longueur d’une indication individuelle de HB
dépasse ½ pouce (13 mm).
26
Norme API 1104
B La longueur globale des indications dépasse 8%
de la longueur de soudure.
B La longueur globale d’indications de HB dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
C Des indications individuelles de HB, chacune de
longueur supérieure à ¼ pouce (6 mm), sont
séparées de moins de 2 pouces (50 mm).
D La longueur globale de toutes les indications de
HB dépasse 8% de la longueur de soudure.
Les imperfections de tubes et raccords détectées par
contrôle radiographique doivent être signalées à la
société. La manière d’en disposer doit suivre les
instructions de la société.
9.3.10
9.4 CONTROLE MAGNETOSCOPIQUE
9.3.13
Fissures
Des fissures (C) seront considérées comme un défaut
si l’une des conditions suivantes existe :
Imperfections de tubes ou raccords
9.4.1 Classification des indications
9.4.1.1
Les indications produites par contrôle
magnétoscopique ne sont pas nécessairement des
imperfections. Des variations magnétiques et
métallurgiques peuvent produire des indications
similaires à celles produites par des imperfections,
mais qui ne sont pas admissibles en matière
d’acceptabilité. Les critères indiqués aux paragraphes
9.4.1.2 et 9.4.1.3 s’appliquent dans le cadre de
l’évaluation des indications.
A La fissure, indépendamment de sa taille ou de son
emplacement dans la soudure, n’est pas une
fissure à cratère peu profond ou en étoile.
B La fissure est une fissure à cratère peu profond ou
en étoile dont la longueur dépasse 5/32 pouces
(4 mm).
Note : Les fissures à cratère peu profond ou en étoile
se situent aux points d’arrêt des cordons de soudure
et résultent des contractions du métal de soudure
pendant la solidification.
9.4.1.2
Toute indication
d’une
dimension
maximale de 1/16 pouce (1,6 mm) ou moins doit être
classifiée comme non admissible. Toute indication
plus grande jugée être non admissible doit être
considérée comme admissible jusqu’à réexamen par
contrôle magnétoscopique ou autre moyen non
destructif afin de déterminer l’existence d’une
imperfection réelle. La surface peut être meulée ou
autrement traitée avant le réexamen. Après qu’une
indication a été déterminée être non significative, les
autres indications non significatives du même type
n’ont pas besoin d’être réexaminées.
9.3.11 Caniveau
Le caniveau se définit comme une rainure fondue
dans le matériau de base jusqu’au bord ou à la racine
de la soudure et laissée non remplie par le métal de
soudure. Le caniveau adjacent à la passe de finition
(EU) ou à la passe de fond (IU) sera considéré
comme un défaut si l’une des conditions suivantes
existe
La longueur globale des indications de EU et IU,
dans n’importe quelle combinaison, sur toute
longueur de soudure continue de 12 pouces (300 mm)
dépasse 2 pouces (50 mm).
La longueur globale des indications de EU et IU,
dans n’importe quelle combinaison, dépasse un
sixième de la longueur de soudure.
9.4.1.3
Les indications pertinentes sont celles
causées par des imperfections. Les indications
linéaires sont celles dont la longueur est supérieure à
trois fois la largeur. Les indications arrondies sont
celles dont la longueur est égale ou inférieure à trois
fois la largeur.
Note :
Voir au paragraphe 9.7 les
normes
d’acceptation pour les caniveaux quand on fait appel
à des mesures visuelles et mécaniques.
9.4.2 Normes d’acceptation
Les indications significatives seront considérées
comme des défauts si l’une des conditions suivantes
existe :
9.3.12 Accumulation d’imperfections
l’exception du manque de pénétration dû à un
dénivellement et des caniveaux, toute accumulation
d’imperfections (AI) sera considérée comme un
défaut si l’une des conditions suivantes existe :
A Des indications linéaires évaluées comme des
fissures de cratère ou des fissures en étoile ont
une longueur supérieure à 5/32 pouces (4 mm).
B Des indications linéaires sont évaluées comme
des fissures autres que des fissures de cratère ou
des fissures en étoile.
A La longueur globale des indications sur toute
longueur de soudure continue de 12 pouces (300
mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
27
Norme API 1104
Figure 19 – Répartition maximale des soufflures : épaisseurs de paroi inférieures ou égales à 0,500 pouce (12,7 mm)
28
Norme API 1104
Figure 20 – Répartition maximale des soufflures : épaisseurs de paroi supérieures à 0,500 pouce (12,7 mm)
29
Norme API 1104
C Des indications linéaires sont considérées comme
des IF et ont une longueur totale supérieure à 1
pouce (25 mm) dans une longueur de soudure
continue de 12 pouces (300 mm) ou dépassent
8% de la longueur de soudure.
Les indications arrondies doivent être évaluées selon
les critères des paragraphes 9.3.8.2. et 9.3.8.3, le cas
échéant. Pour les besoins d’évaluation, la dimension
maximale d’une indication arrondie sera considérée
être sa taille.
9.5.2 Normes d’acceptation
Les indications significatives seront considérées
comme des défauts si l’une des conditions suivantes
existe :
A Des indications linéaires évaluées comme des
fissures de cratère ou des fissures en étoile ont
une longueur supérieure à 5/32 pouces (4 mm).
B Des indications linéaires sont évaluées comme
des fissures autres que des fissures de cratère ou
des fissures en étoile.
C Des indications linéaires sont considérées comme
des IF et ont une longueur totale supérieure à 1
pouce (25 mm) dans une longueur de soudure
continue de 12 pouces (300 mm) ou dépassent
8% de la longueur de soudure.
Les indications arrondies doivent être évaluées
selon les critères des paragraphes 9.3.8.2. et 9.3.8.3,
le cas échéant. Pour les besoins d’évaluation, la
dimension maximale d’une indication arrondie sera
considérée être sa taille.
Note : En cas de doute du type d’imperfection révélé
par une indication, une vérification peut être obtenue
au moyen d'autres méthodes d’essais non destructifs.
9.4.3 Imperfections de tubes ou raccords
Les imperfections de tubes et raccords détectées
par contrôle magnétoscopique doivent être signalées
à la société. La manière d’en disposer doit suivre les
instructions de la société.
9.5
CONTROLE PAR RESSUAGE
Note : En cas de doute quant au type d’imperfection
révélé par une indication, une vérification peut être
obtenue au moyen d'autres méthodes d’essais non
destructifs.
9.5.1 Classification des indications
9.5.1.1
Les indications produites par contrôle de
ressuage ne sont pas nécessairement des
imperfections. Des marques d’usinage, rayures et
conditions de surface peuvent produire des
indications similaires à celles produites par des
imperfections, mais qui ne sont pas admissibles en
matière d’acceptabilité. Les critères indiqués aux
paragraphes 9.5.1.2 et 9.5.1.3 s’appliquent dans le
cadre de l’évaluation des indications.
9.5.3 Imperfections de tubes ou raccords
Les imperfections de tubes et raccords détectées par
contrôle de ressuage doivent être signalées à la
société. La manière d’en disposer doit suivre les
instructions de la société.
9.6 CONTROLE AUX ULTRASONS
9.5.1.2
Toute indication d’une
dimension
maximale de 1/16 pouce (2 mm) ou moins doit être
classifiée comme non admissible. Toute indication
plus grande jugée être non admissible doit être
considérée comme admissible jusqu’à réexamen par
contrôle de ressuage ou autre non destructif afin de
déterminer l’existence d’une imperfection réelle. La
surface peut être meulée ou autrement traitée avant le
réexamen. Après qu’une indication a été déterminée
être non significative, les autres indications non
significatives du même type n’ont pas besoin d’être
réexaminées.
9.6.1 Classification des indications
9.6.1.1
Les indications produites par contrôle aux
ultrasons ne sont pas nécessairement des
imperfections. Des changements dans la géométrie de
la soudure dues à un décalage des extrémités de tubes
en about, des changements dans le profil de la
surépaisseur de soudure sur des passes de fond de
diamètre intérieur et de finition de diamètre extérieur,
un chanfreinage interne, et une conversion de mode
d’onde ultrasonique due à ces conditions peuvent
causer des indications géométriques similaires à
celles causées par des imperfections de soudure, mais
qui ne sont pas admissibles en matière
d’acceptabilité.
9.5.1.3
Les indications significatives sont celles
causées par des imperfections. Les indications
linéaires sont celles dont la longueur est supérieure à
trois fois la largeur. Les indications arrondies sont
celles dont la longueur est égale ou inférieure à trois
fois la largeur.
9.6.1.2
Les indications linéaires sont définies
comme des indications dont la plus grande
dimension se trouve dans le sens de la longueur de la
soudure. Des indications linéaires typiques peuvent
être causées, sans que la liste soit exhaustive, par les
30
Norme API 1104
types suivants d’imperfection : manque de
pénétration sans dénivellement (IP), manque de
pénétration dû à un dénivellement (IPD), manque de
pénétration transversale (ICP), manque de fusion
(IF), manque de fusion due à un collage de point
froid (IFD), inclusion de laitier allongée (ESI),
fissures (C), caniveau adjacent à la passe de
couverture (EU) ou à la passe de fond (IU), et la
porosité de cordon concave (HB).
A La longueur globale des indications de LS dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 1 pouce (25 mm).
B La longueur globale des indications de LS
dépasse 8% de la longueur de soudure.
9.6.2.3
Les indications internes linéaires (LB)
(autres que des fissures) interprétées comme étant
subsurface à l’intérieur de la soudure et non reliées à
la surface du diamètre intérieur ou extérieur seront
considérées comme des défauts si l’une des
conditions suivantes existe :
9.6.1.3
Les indications transversales sont définies
comme des indications dont la plus grande dimension
se trouve au travers de la soudure. Des indications
transversales typiques peuvent être causées, sans que
la liste soit exhaustive, par les types suivants
d’imperfection : fissures (C), inclusions de laitier
isolées (ISI) et manque de fusion due à un collage de
point froid (IFD) au début et à la fin des passes de
soudure.
A La longueur globale des indications de LB dans
toute longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) dépasse 2 pouces (50 mm).
B La longueur globale des indications de LB
dépasse 8% de la longueur de soudure.
9.6.2.4
Les indications transversales (T) (autres
que des fissures) seront considérées volumétriques et
évaluées au moyen des critères d’indications
volumétriques. La lettre T doit être utilisée pour
désigner toutes les indications transversales
signalées.
9.6.1.4
Les indications volumétriques sont
définies comme des indications tridimensionnelles.
Ces indications peuvent être causées par des
inclusions simples ou multiples, des vides ou des
pores. Les vides partiellement remplis, pores ou
petites inclusions au début/arrêt des passes de
soudure peuvent causer de plus grandes indications
dans le sens transversal que dans le sens longitudinal
de la soudure. Des indications volumétriques
typiques peuvent être causées, sans que la liste soit
exhaustive, par les types d’imperfections suivantes :
concavité interne (IC), perçage (BT), inclusions de
laitier isolées (ISI), porosité (P), et nid de porosités
(CP).
9.6.2.5
Les indications volumétriques groupées
(VC) seront considérées comme des défauts lorsque
la dimension maximale des indications de VC
dépasse ½ pouce (13 mm).
9.6.2.6
Les
indications
volumétriques
individuelles (VI) seront considérées comme des
défauts lorsque la dimension maximale des
indications de VI dépasse ¼ pouce (6 mm) à la fois
en largeur et en longueur.
9.6.1.5
Les indications significatives sont celles
causées par des imperfections. Les indications
significatives doivent être évaluées au niveau
d’évaluation indiqué au paragraphe 11.4.7 selon les
normes d’acceptation indiquées au paragraphe 9.6.2..
9.6.2.7
Les indications volumétriques à la racine
(VR) interprétées comme étant libres à la surface du
diamètre intérieur seront considérées comme des
défauts si l’une des conditions suivantes existe :
Note : En cas de doute quant au type d’imperfection
révélé par une indication, une vérification peut être
obtenue au moyen d’autres méthodes d’essais non
destructifs.
A La dimension maximale des indications de VR
dépasse ¼ pouce (6 mm).
B La longueur totale des indications de VR dépasse
½ pouce (13 mm ) dans toute longueur de soudure
de 12 pouces (300 mm).
9.6.2 Normes d’acceptation
9.6.2.1
Les indications déterminées être des
fissures seront considérées comme des défauts.
9.6.2.8
Toute
accumulation
d’indications
significatives (AR) sera considérée comme un défaut
si l’une des conditions suivantes existe :
9.6.2.2
Les indications de surface linéaires (LS)
(autres que des fissures) interprétées comme libres à
la surface du diamètre intérieur ou extérieur seront
considérées comme des défauts si l’une des
conditions suivantes existe :
A La longueur globale des indications au dessus du
niveau d’évaluation dépasse 2 pouces (50 mm)
dans toute longueur de soudure continue de 12
pouces (300 mm).
31
Norme API 1104
B La longueur globale des indications au dessus du
niveau d’évaluation dépasse 8% de la longueur de
soudure.
Le caniveau est défini au paragraphe 9.3.11. Les
normes d’acceptation du paragraphe 9.7.2 complètent
mais ne remplacent pas les exigences d’examen
visuel contenues ailleurs dans la présente norme.
9.6.3 Imperfections de tubes ou raccords
9.7.2 Normes d’acceptation
Les imperfections de tubes et raccords détectées par
contrôle aux ultrasons doivent être signalées à la
société. La manière d’en disposer doit suivre les
instructions de la société.
9.7
Lorsque des moyens visuels et mécaniques sont
utilisés pour déterminer la profondeur, le caniveau
adjacent à la passe de finition ou de fond ne doit pas
dépasser les dimensions indiquées au tableau 4.
Lorsqu’on dispose à la fois de mesures mécaniques et
radiographiques,
les
mesures
mécaniques
prévaudront..
NORMES D’ACCEPTATION VISUELLE
POUR LES CANIVEAUX
9.7.1 Généralités
Tableau 4 – Dimensions maximales des caniveaux
Profondeur
Moindre valeur d’entre > 1/32 pouce (0,8 mm)
ou > 12,5% de l’épaisseur de paroi de tube.
Moindre valeur d’entre > 1/64 pouce (0,4 mm)
ou > 6%-12,5% de l’épaisseur de paroi de tube.
Moindre valeur d’entre # 1/64 pouce (0,4 mm)
ou # 6% de l’épaisseur de paroi de tube.
Longueur
Pas acceptable.
Moindre valeur d’entre 2 pouces (50 mm) dans
une longueur de soudure continue de 12 pouces
(300 mm) ou un sixième de la longueur de
soudure.
Acceptable indépendamment de la longueur.
10 Réparation et élimination des défauts
10.2
10.1
Lorsqu’un mode opératoire de soudage de réparation
est requis, celui-ci doit être établi et qualifié afin de
démontrer qu’il est possible de produire une soudure
ayant des propriétés mécaniques et une intégrité
appropriées, ce qui sera déterminé par des essais
destructifs et le type et le nombre de ces essais seront
au gré de la société. Le mode opératoire de réparation
doit au minimum comporter les éléments suivants :
AUTORISATION DE REPARER
10.1.1 Fissures
Les soudures fissurées doivent être éliminées de
la conduite sauf si le paragraphe 9.3.10 les permet ou
si leur réparation est autorisée par la société. Les
fissures peuvent être réparées à condition que la
longueur de la fissure soit inférieure à 8% de la
longueur de soudure et qu’on utilise un mode
opératoire de soudage de réparation qualifié.
10.1.2 Défauts autres que des fissures
MODE OPERATOIRE DE REPARATION
10.2.1
Méthode d’exploration du défaut.
10.2.2
Méthode d’élimination du défaut.
10.2.3
L’excavation de réparation doit être
examinée pour confirmer l’élimination complète du
défaut.
Des défauts dans les passes de fond et de remplissage
peuvent être réparées avec l’autorisation préalable de
la société. Un mode opératoire de soudage de
réparation qualifié doit être utilisé chaque fois qu’une
réparation doit être effectuée sur une soudure au
moyen d’un procédé différent de celui utilisé pour la
soudure initiale ou lorsque les réparations sont faites
dans une zone préalablement réparée.
10.2.4
Les exigences de préchauffage et de
traitement thermique interpasse.
10.2.5
Les procédés de soudage et autres
renseignements de spécification contenus au
paragraphe 5.3.2.
32
Norme API 1104
Toutes les exigences se rapportant à la qualité des
images résultantes doivent s’appliquer à part égale
aux rayons X et gamma. L’utilisation de l’examen
radiographique et la fréquence de son utilisation sont
au choix de la société.
La société et l’entrepreneur de radiographie
doivent convenir du ou des modes opératoires à
utiliser avant de procéder à la radiographie de
production. La société doit exiger de l’entrepreneur
qu’il démontre que les modes opératoires proposés
produisent des images acceptables et doit également
exiger dudit entrepreneur qu’il utilise ces modes
opératoires pour la radiographie de production.
10.2.6
Exigence pour les essais non destructifs
interpasse.
10.3
CRITERES D’ACCEPTATION
10.3.1
Les zones réparées doivent être inspectées
avec les mêmes moyens que ceux préalablement
utilisés. Au gré de la société, elle peut réinspecter la
totalité d’une soudure comportant une réparation de
la même manière que celle admise pour toute soudure
de production (voir 8.1 et 8.2). Les réparations
doivent satisfaire aux normes d’acceptabilité de la
section 9.
11.1.2 Détails du mode opératoire
10.4
SUPERVISION
11.1.2.1
10.4.1
La réparation doit se faire sous la
supervision d’un technicien ayant de l’expérience en
techniques de soudage de réparation.
10.5
Généralités
Les détails de chaque mode opératoire
radiographique doivent être enregistrés. Une copie de
l’enregistrement doit être fournie à la société pour ses
archives. L’enregistrement peut être sous forme
d’écrit, de croquis, ou des deux. Au minimum,
chaque mode opératoire doit comprendre les détails
applicables contenus aux paragraphes 11.1.2.2 et
11.1.2.3.
SOUDEUR
10.5.1
La soudure doit être effectuée par un
ouvrier qualifié.
11
Modes opératoires pour les essais
non destructifs
11.1.2.2Radiographie sur film
11.1
METHODES DE CONTROLE
RADIOGRAPHIQUE
Au minimum, le mode opératoire de radiographie
sur film doit comprendre les détails suivants :
A Source de rayonnement – le type de source de
rayonnement, la dimension de la source effective
ou du foyer, et la tension nominale du matériel
radiographique.
B Ecrans renforçateurs – le type et le placement des
écrans, et en cas d’utilisation d’écrans au plomb,
leur épaisseur.
C Film – la marque ou le type de film, ou les deux,
et le nombre de clichés dans le porte-film ou la
cassette. Pour les techniques à films multiples, il
conviendra de spécifier la manière de
d’interpreter un film.
D Géométrie des expositions – exposition de paroi
simple pour
visionnement de paroi simple
(SWE/SWV), exposition de paroi double pour
visionnement de paroi simple (DWE/SWV), ou
exposition de paroi double pour interpretation de
paroi double (DWE/DWV); la distance entre la
source ou le foyer et le film ; les positions
relatives du film, de la soudure, de la source, des
pénétramètres, et l’intervalle ou les repères de
référence ; et le nombre d’expositions requis pour
la radiographie d’une soudure complète.
E Conditions d’exposition – milliampères ou
minutes curie, tension des rayons X ou intensité et
tension d’entrée, et temps d’exposition.
11.1.11Généralités
La sous-section 11.1 présente les exigences de
production d’images radiographiques sur film ou
autre méthode au moyen de rayons X ou gamma. Il
convient d’établir et d’enregistrer un mode opératoire
détaillé pour la production d’images. Le film
radiographique produit au moyen de ce mode
opératoire doit avoir la densité (voir 11.1.10), la
clarté et le contraste requis par la présente norme. Les
images produites par d’autres systèmes doivent avoir
la sensibilité requise pour clairement définir le
diamètre du trou ou du fil essentiel du pénétramètre
approprié. Les critères suivants doivent être utilisés
pour évaluer les images :
A Une qualité d’image acceptable qui est exempte
de voile et d’irrégularités de traitement qui
pourraient masquer l’image d’imperfections
réelles.
B Le pénétramètre prescrit et le diamètre du trou ou
fil essentiel.
C Un système d’identification satisfaisant.
D Une technique et un montage acceptables.
E La compatibilité avec les normes d’acceptation.
33
Norme API 1104
J
F Traitement – automatique ou manuel ; temps et
température de développement et la durée du bain
d’arrêt ou rinçage, fixage et lavage ; et détails de
séchage.
G Matériaux – le type et la gamme d’épaisseur du
matériau pour lequel le mode opératoire est
approprié.
H Pénétramètres – pour les pénétramètres du type à
trou ; type, matériau, numéro d’identification, et
trou essentiel, et matériau et épaisseur des cales.
Pour les pénétramètres du type à fil, lettre
d’identification ASTM, et diamètre du fil
essentiel.
I Ecrans thermiques – matériau, épaisseur, et
distance entre le côté film de l’écran thermique et
la surface du tube.
11.1.2.3
Ecrans thermiques – matériau, épaisseur, et
distance entre le côté film de l’écran thermique et
la surface du tube.
11.1.3 Géométrie d’exposition
11.1.3.1
Radiographie sur film
Quand une source radiographique est centrée dans
un tube pour exposer une soudure bout à bout, une
exposition suffit pour l’examen radiographique de la
soudure complète (SWE/SWV). Lorsque la source
radiographique se trouve à l’extérieur mais pas à plus
de ½ pouce (13 mm) de la surface de soudure, au
moins trois expositions séparées de 120° seront
exécutées pour l’examen radiographique d’une
soudure complète (DWE/SWV). Lorsque la source
radiographique se trouve à l’extérieur et à plus de ½
pouce (13 mm) de la surface de soudure, au moins
quatre expositions séparées de 90° seront exécutées
pour l’examen radiographique d’une soudure
complète (DWE/SWV). Lorsque le diamètre de la
tuyauterie contenant la soudure est égal à 3,500
pouces (88,9 mm) ou moins, un mode opératoire
DWE/DWV peut être utilisé. Quand ce mode
opératoire est utilisé et que le faisceau de
rayonnement est décalé de manière à ce que les
portions côté source et côté film ne se recouvrent pas
dans les zones d’évaluation de la radiographie, aux
moins deux expositions séparées de 90° doivent être
effectuées pour l’examen radiographique d’une
soudure complète. Lorsque les portions côté source et
côté film sont superposées, au moins trois expositions
séparées de 60° doivent être effectuées pour l’examen
radiographique d’une soudure complète.
Lorsqu’un tube de diamètre inférieur mais
d’épaisseur de paroi supérieure est radiographié, des
expositions supplémentaires devraient être effectuées
afin de minimiser la distorsion des images
d’imperfections aux extrémités de la radiographie.
La distance minimale entre la source ou le foyer
et le côté source de l’objet radiographié doit être
déterminée au moyen de la formule suivante (utilisant
des unités de mesure constantes) :
Autres supports d’imagerie
Au minimum, le mode opératoire radiographique
faisant appel à des supports d’imagerie autres que le
film doit comprendre les détails suivants :
A Source de rayonnement – le type de source de
rayonnement, la dimension de la source effective
ou du foyer, et la tension nominale du matériel
radiographique.
B Le système de collecte d’images utilisé.
C Le système de traitement d’images utilisé.
D Le système de visionnement d’image utilisé.
E Le système de stockage d’images utilisé.
F
Géométrie des expositions – SWE/SWV,
DWE/SWV, ou DWE/DWV; imagerie en
mouvement ou fixe; vitesse de balayage pour
l’imagerie en mouvement ; la distance entre la
source ou le foyer et la surface de l’imageur; les
positions relatives de la surface de l’imageur, de
la soudure, de la source, des pénétramètres, et les
intervalles ou repères de référence ; la quantité
d`amplification géométrique ; l’amplification
totale utilisée pour le visionnement ; et le nombre
d’images requis pour la radiographie d’une
soudure complète.
G Conditions d’exposition – milliampères ou
minutes curie, tension des rayons X ou intensité et
tension d’entrée, et le cas échéant, le temps
d’exposition.
H Matériaux – le type et la gamme d’épaisseur du
matériau pour lequel mode opératoire est
approprié.
I Pénétramètres – pour les pénétramètres du type à
trou : le type, matériau, numéro d’identification,
et trou essentiel, et matériau et épaisseur des
cales. Pour les pénétramètres du type à fil : le
type, matériau, lettre d’identification ASTM, et
diamètre du fil essentiel.
D = St/k
Où :
D =distance minimale, en pouces, entre la source
ou le foyer et le côté source de l’objet
radiographié.
S =dimension, en pouces, de la source ou du
foyer effectif.
34
Norme API 1104
t = épaisseur de la soudure, en pouces, y compris
la surépaisseur, plus la distance entre le côté
film de la soudure et le film.
11.1.5 Sélection de pénétramètres
11.1.5.1
Pénétramètres de type à trou
k =facteur de flou géométrique.
L’épaisseur maximale des pénétramètres de type à
trou à utiliser, en fonction de l’épaisseur du tube ou
de la soudure, et le numéro d’identification sont
indiqués au tableau 5 pour les pénétramètres selon
ASTM E 1025 et au tableau 6 pour les pénétramètres
selon la figure 21. Si le choix de pénétramètres est
fondé sur l’épaisseur de soudure, les cales d’un
matériau radiographiqement similaire à celui du tube
et d’une épaisseur équivalente à la passe de soudure
moyenne seront placées sous le pénétramètre. Si le
choix du pénétramètre est fondé sur l’épaisseur de
paroi du tube, on ne doit pas utiliser de cales. Au gré
de l’entrepreneur de radiographie, des pénétramètres
plus minces que ceux spécifiés ci-dessus peuvent être
utilisés à condition d’obtenir la sensibilité
radiographique requise.
Les images radiographiques du pénétramètre de
type à trou, les numéros d’identification et le trou
essentiel doivent tous apparaître clairement. Les trous
essentiels pour les paramètres à la fois selon ASTM E
1025 et la figure 21 doivent être le trou 2T. Pour les
pénétramètres selon la figure 21, le trou 2T n’a pas
besoin d’avoir un diamètre inférieur à 1/16 pouce
(1,6 mm).
Lorsque t est déterminé pour les modes
opératoires SWE/SWV et DWE/SWV, l’épaisseur de
la paroi simple et de sa surépaisseur de soudure doit
être utilisée. Lorsque t est déterminé pour les modes
opératoires DWE/DWV, le diamètre extérieur de la
soudure (c’est à dire le diamètre extérieur du tube
plus deux fois la hauteur moyenne du bord de la
soudure) doit être utilisé. Normalement, k est égal à
0,02 pouce (0,5 mm) pour les matériaux d’une
épaisseur inférieure ou égale à 2,000 pouces (50,8
mm).
L’acceptation finale de la géométrie d’exposition
doit être fondée sur la capacité à voir l’image du
pénétramètre prescrit et le diamètre du trou ou fil
essentiel.
11.1.3.2
Autres supports d’imagerie
L’acceptation finale de la géométrie d’exposition
doit être fondée sur la capacité de voir l’image du
pénétramètre prescrit et le diamètre du trou ou fil
essentiel. Pour l’imagerie en mouvement, la
géométrie d’exposition doit être évaluée à la vitesse
de balayage maximale à utiliser pendant l’examen
radiographique de la soudure exécutée.
11.1.5.2
Pénétramètres de type à fil
Le diamètre de fil essentiel à utiliser, en fonction
de l’épaisseur de la soudure, est indiqué au tableau 7
pour les pénétramètres à fil ASTM E 747. Au gré de
l’entrepreneur de radiographie, des pénétramètres de
diamètres de fil plus petits que ceux spécifiés cidessus peuvent être utilisés à condition d’obtenir la
sensibilité radiographique requise.
11.1.4 Type de pénétramètres
Les pénétramètres doivent se conformer aux
exigences de soit ASTM E 1025 ou la figure 21 pour
les pénétramètres de type à trou, soit ASTM E 747
pour les pénétramètres de type à fil. La société doit
déterminer l’ensemble d’exigences à utiliser. Les
pénétramètres doivent être fabriqués dans un
matériau radiographiquement similaire au matériau
soudé.
Tableau 5– Epaisseur de tube par rapport à l’épaisseur de pénétramètre selon ASTM E 1025
Epaisseur de paroi de tube ou soudure
Pouces
Millimètres
0-0,250
0-6,4
>0,250-0,375
>6,4-9,5
>0,375-0,500
>9,5-12,7
>0,500-0,750
>12,7-19,
>0,750-1,000
>19,1-25,4
>1,000-2,000
>25,4-50,8
Epaisseur maximale du pénétramètre
Pouces
Millimètres Numéro d’identification
0,0125
0,32
12
0,0150
0,38
15
0,0175
0,44
17
0,0200
0,51
20
0,0250
0,64
25
0,0300
0,76
30
35
Norme API 1104
Tableau 6 – Epaisseur de tube par rapport à l’épaisseur du pénétramètrea
Epaisseur de paroi de tube ou de soudure
Pouces
Millimètres
0-0,250
0-6,4
>0,250-0,375
>6,4-9,5
>0,375-0,500
>9,5-12,7
>0,500-0,625
>12,7-15,9
>0,625-0,750
>15,9-19,1
>0,750-0,875
>19,1-22,2
>0,875-1,000
>22,2-25,4
>1,000-1,250
>25,4-31,8
>1,250-1,500
>31,8-38,1
>1,500-2,000
>38,1-50,8
a
Voir la figure 21.
Pouces
0,0050
0,0075
0,0100
0,0125
0,0150
0,0175
0,0200
0,0250
0,0300
0,0350
Epaisseur maximale du pénétramètre
Millimètres
Numéro d’identification
0,13
5
0,19
7
0,25
10
0,32
12
0,38
15
0,44
17
0,51
20
0,64
25
0,76
30
0,89
35
Notes :
1 T = épaisseur du pénétramètre : diamètre A = 2T ; diamètre B = T ; diamètre C = 4T.
2 Aucun trou n’a besoin d’avoir un diamètre inférieur à 1/16 pouce (1,6mm).
3 Les trous doivent être ronds et percés perpendiculairement à la surface. Les bords doivent être exempts d’ébarbures mais ne
doivent pas être chanfreinés.
4 Chaque pénétramètre doit porter un numéro d’identification des fils,
5 Les tolérances d’épaisseur de pénétramètre et de diamètre des trous doivent être la moindre valeur d’entre ± 10 pour cent ou
la moitié de l’incrément d’épaisseur entre les diverses tailles de pénétramètre.
Figure 21 – Pénétramètre courant
Tableau 7 – Epaisseur de tube par rapport au diamètre de pénétramètre à fil selon ASTM E 747
Epaisseur de paroi de tube ou soudure
Pouces
Millimètres
0-0,250
0-6,4
>0,250-0,375
>6,4-9,5
>0,375-0,500
>9,5-12,7
>0,500-0,750
>12,7-19,1
>0,750-1,000
>19,1-25,4
>1,000-2,000
>25,4-50,8
Diamètre de fil essentiel
Pouces
Millimètres
0,008
0,20
0,010
0,25
0,013
0,33
0,016
0,41
0,020
0,51
0,025
0,64
36
Lettre ASTM
A
A ou B
B
B
B
B
Norme API 1104
11.1.6
Placement des pénétramètres
attachée à l’imageur ou à l’appareil de balayage.
L’acceptabilité dudit placement doit être qualifiée
avant toute radiographie de production au moyen de
pénétramètres placés en contact avec le tube et en
même temps en contact avec ou de manière adjacente
à ceux placés ou positionnés au moyen d’un
dispositif au dessus de la surface du tube.
11.1.6.1
Film
11.1.7
Les images radiographiques du pénétramètre de type
à fil, le numéro d’identification et la lettre ASTM
doivent apparaître clairement. L’image du diamètre
de fil essentiel doit apparaître clairement sur toute la
zone concernée.
Seuls des radiographes de niveau II ou III
doivent interpréter les images radiographiques des
soudures de production. Les radiographes doivent
signaler à la société tous les défauts observés dans les
images à moins que la société n’exige que toutes les
imperfections observées soient signalées. Le
radiographe doit spécifier si la soudure satisfait aux
exigences de la section 9. La société doit déterminer
la manière définitive de disposer de la soudure.
Sauf stipulation contraire au point c. ci-après, les
pénétramètres doivent être placés en contact avec la
tuyauterie.
A Pénétramètre de type à trou: Lorsqu’une soudure
complète est radiographiée dans une exposition
simple au moyen d’une source à l’intérieur de la
tuyauterie, il convient d’utiliser au moins quatre
pénétramètres placés parallèlement à la soudure et
espacés quasiment uniformément autour de la
circonférence.
Pour le mode opératoire
DWE/DWV, un pénétramètre sera placé sur le
côté source du tube et de manière adjacente à la
soudure de manière à ce que son image ne soit pas
superposée sur l’image de la soudure. Pour les
modes opératoires de DWE/SWV ou SWE/SWV
exigeant des expositions multiples pour un
examen complet de la soudure, et lorsque la
longueur de film à interpréter est supérieure à 5
pouces (130 mm), il convient d’utiliser deux
pénétramètres placés parallèlement à la soudure et
situés sur le côté film. L’un d’eux doit se trouver
à moins de 1 pouce (25 mm) de la fin de la
longueur de film et l’autre au milieu du film.
Lorsque la longueur de film à interpréter est de 5
pouces (130 mm) ou moins, au minimum un
pénétramètre sera placé de manière adjacente à
chaque aire réparée.
B Pénétramètres de type à fil : Le nombre et
l’emplacement des pénétramètres de type à fil
doivent être les mêmes que ceux décrits pour les
pénétramètres de type à trou sauf que les fils
doivent être placés à travers la soudure et
perpendiculairement à la longueur de soudure.
C Ecrans thermiques : Les pénétramètres peuvent
être placés sur un écran thermique plutôt qu’en
contact avec le tube à condition que
l’acceptabilité de ce placement soit démontrée
avant les essais de production.
11.1.6.2
Radiographie de production
11.1.8
Identification des films
Les films doivent être clairement identifiées au
moyen de numéros de plomb, lettres de plomb,
marqueurs, ou autre identification de manière à ce
que la soudure correcte et toutes imperfections dans
ladite soudure puissent être localisées de manière
prompte et précise. La société peut spécifier le mode
opératoire d’identification à utiliser. Lorsque plus
d’un film sert à inspecter une soudure, les marqueurs
d’identification doivent apparaître sur chaque image
et les images adjacentes doivent se chevaucher. Le
dernier marqueur de référence à chaque extrémité du
film doit apparaître sur les films adjacentes
appropriées d’une manière qui confirme qu’aucune
partie de la soudure n’a été omise.
11.1.9
Stockage de film et autres supports
d’imagerie
11.1.9.1
Film
Tous les films vierges doivent être stockés en un
lieu propre et sec où les conditions n’auront pas
d’effet néfaste sur l’émulsion. Si une question
quelconque se pose concernant l’état de tout film
vierge, les feuilles à l’avant et au dos de chaque
paquet ou une longueur de film égale à la
circonférence de chaque rouleau original doivent être
traitées de la manière normale sans exposition à la
lumière ou au rayonnement. Si le film traité présente
un voile, la boîte ou le rouleau tout entier duquel le
film traité a été extrait doit être rebuté à moins que
des essais supplémentaires ne prouvent que le film
restant dans la boîte ou le rouleau est exempt de voile
pré-exposition dépassant 0,30 de densité transmise
H&D
Autres supports d’imagerie
Pour les supports d’imagerie autres que le film, le
placement des pénétramètres doit être le même que
celui requis au paragraphe 11.1.6.1. Les
pénétramètres peuvent être placés au dessus de la
surface du tube ou maintenus en position entre la
surface du tube et l’imageur au moyen d’une fixation
37
Norme API 1104
pour un film transparent ou 0,05 de densité réfléchie
H&D pour un film opaque.
11.1.12
Le laboratoire de traitement des films
Note : H&D fait référence à la méthode HurterDriffield relative au noircissement quantitatif du film.
Le laboratoire de traitement des films et tous les
accessoires doivent être tenus propres en
permanence.
11.1.9.2
11.1.13
Autres supports d’imagerie
Le radiographe sera responsable de la protection
et de la surveillance de chaque personne travaillant
avec ou près de sources de rayonnement. La
protection et la surveillance doivent être conformes
aux règlements fédéraux, étatiques et locaux.
Les supports d’imagerie autres que le film doivent
être stockés en stricte conformité avec les
recommandations du fabricant.
11.1.10
Protection contre les rayonnements
Densité du film
11.2 METHODE DE CONTROLE
MAGNETOSCOPIQUE
11.1.10.1 Densité du film
Sauf pour de petites zones localisées dues à des
configurations de soudure irrégulières, la densité
H&D transmise dans l’aire concernée du film
transparent ne doit pas être inférieure à 1,8 ou
supérieure à 4,0. La densité H&D réfléchie pour le
film opaque ne doit ne doit pas être inférieure à 0,5
ou supérieure à 1,5. Les densités H&D transmise à
travers de petites zones localisées ne peuvent pas
dépasser ces limites ; toutefois, les densités
minimales ne doivent pas être inférieures à 1,5 et les
densités maximales ne doivent pas dépasser 4,2 ; La
densité H&D réfléchie ne doit pas être inférieure à
0,25 et ne doit pas dépasser 1,8.
Lorsqu’un contrôle magnétoscopique est spécifié
par la société, un mode opératoire par écrit détaillé
concernant le contrôle magnétoscopique doit être
établi qui satisfasse aux exigences de ASTM E 709.
La société et l’entrepreneur d’essais non destructifs
doivent convenir du ou des modes opératoires de
contrôle magnétoscopique avant d’effectuer tout essai
de production.
La société doit exiger de l’entrepreneur qu’il
démontre que les modes opératoires proposés
donneront des résultats acceptables et qu’il utilise ces
modes opératoires pour les essais de production.
11.1.10.2 Matériel d’interpretation de film
11.3
Le matériel d’interpretation (négatoscope) doit
être du type haute intensité variable et capable de
visionner des densités de films dans la gamme
spécifiée au paragraphe 11.1.10.1. Il doit 6etre équipé
de manière à empêcher que la lumière provenant du
bord extérieur de la radiographie ou sur les portions
basse densité de la photographie n’entrave les
interprétations.
Lorsqu’un contrôle par ressuage est spécifié par la
société, un mode opératoire par écrit détaillé
concernant le contrôle par ressuage doit être établi
qui satisfasse aux exigences de ASTM E 165. La
société et l’entrepreneur de contrôles non destructifs
doivent convenir ou des modes opératoires de
contrôle par ressuage avant d’effectuer tout contrôle
de production.
La société doit exiger de l’entrepreneur qu’il
démontre que les modes opératoires proposés
donneront des résultats acceptables et qu’il utilise ces
modes opératoires pour les contrôles de production.
11.1.10.3 Installations du visionnement de film
Les installations de visionnement doivent fournir
un éclairage de fond tamisé d’une intensité qui
n’entraîne pas de réflexions, d’ombres ou
d’éblouissement gênants sur la radiographie.
11.1.11
METHODE DE CONTROLE PAR
RESSUAGE
11.4 METHODE DE CONTROLE AUX
ULTRASONS
Traitement des images
11.4.1 Généralités
Lorsqu’un contrôle aux ultrasons est spécifié
par la société pour l’inspection de soudures
circonférentielles bout à bout nouvelles et/ou en
service, les exigences de la présente section doivent
s’appliquer.
Un
mode
opératoire
détaillé
concernant l’utilisation des techniques ultrasons
individuelles doit être établi et enregistré.
L’utilisation de contrôles aux ultrasons et le champ
de leur application sont au choix de la société.
A la demande de la société, le film ou les autres
supports d imagerie doivent être traités,
manutentionnés et stockés de manière à ce que les
images soient interprétables pendant au moins 3 ans
après leur production.
38
Norme API 1104
La société et l’entrepreneur de contrôles aux
ultrasons doivent convenir des modes opératoires de
contrôle aux ultrasons avant d’effectuer tout essai de
production. La société doit exiger de l’entrepreneur
qu’il démontre que les modes opératoires proposés
donneront des résultats acceptables et qu’il utilise ces
modes opératoires pour les essais de production.
Il convient de prêter attention quand cette
méthode est appliquée à une inspection de soudures
en service en raison des imperfections potentielles de
surface et du matériau de base qui peuvent entraver
l’utilisation de la technique ultrasonique.
Toutes les surfaces devant faire l’objet de
contrôle aux ultrasons doivent être non revêtues. Pour
des projets d’ouvrages nouveaux, le retrait de
revêtement (longueur de tube nue) aux extrémités du
tube nécessaire pour le balayage ultrasonique devrait
être spécifié avant de revêtir le tube. Les cordons de
soudures de tubes devraient être meulés à fleur avec
la surface du tube sur la distance nécessaire au
balayage ultrasonique.
I
J
K
L
11.4.2 Détails du mode opératoire
M
11.4.2.1
Généralités
Les détails de chaque mode opératoire
ultrasonique doivent être enregistrés. Une copie de
l’enregistrement doit être fournie à la société pour ses
archives. L’enregistrement peut être sous forme
d’écrit, de croquis, ou des deux. Au minimum,
chaque mode opératoire doit comprendre les détails
applicables contenus au paragraphe 11.4.2.2.
11.4.2.2
N
5. Plan
de
référence
et
marqueurs
d’emplacement (emplacements sur méplat et
circonférentiels)
Normes de référence – croquis de détail montrant
les dimensions en vue en plan et coupe
transversale des blocs étalons de matériau de
production et tous les réflecteurs de référence.
Exigences d’étalonnage – l’intervalle auquel
l’étalonnage de l’instrument ou du système est
requis, la séquence d’étalonnage de montage
avant l’inspection des soudures, y compris tous
les bloc étalons à utiliser, les réflecteurs de
sensibilité de référence à utiliser, le réglage du
niveau de sensibilité de référence (DAC ou TCG),
et les intervalles de vérification des réglages
d’étalonnage.
Niveau de balayage – le réglage de sensibilité en
décibels (dB) à ajouter à la sensibilité de
référence pour le balayage.
Niveau d’évaluation - le niveau ou la hauteur des
échos détectés au cours du balayage, auquel un
complément d’évaluation est requis, et tout
ajustement de sensibilité à effecteur avant toute
évaluation aux fins d’acceptation ou de rejet.
Enregistrement
des
résultats
–
type
d’enregistrement (croquis, imprimante thermique,
disque compact, etc.) et décision d’enregistrement
de tous les réflecteurs ou seulement des
réflecteurs inacceptables.
Rapport d’examen par ultrasons – un exemple des
rapports d’examen.
11.4.3
Exigences du personnel de contrôle aux
ultrasons
Un personnel NDT de Niveau III expérimenté en
méthode aux ultrasons doit établir la technique
d’application et élaborer et approuver le mode
opératoire de contrôle. Seul du personnel certifié de
niveau II ou III doit élaborer le matériel et interpréter
les résultats des contrôles. Un personnel NDT de
niveau II ou III expérimenté en ultrasons doit
effectuer le contrôle et évaluer les résultats selon les
critères d’acceptation et de rejet.
Le personnel de contrôle aux ultrasons doit
effectuer les examens conformément à des modes
opératoires qualifiés et approuvés (voir 11.4.4). Le
personnel chargé des essais doit être capable de
déterminer l’acceptabilité des soudures bout à bout
circonférentielles conformément aux critères
d’acceptation indiqués au paragraphe 9.6.
La société a le droit, à tout moment, d’exiger que
le personnel démontre ses aptitudes à accomplir les
tâches selon les exigences du mode opératoire
qualifié.
Mode opératoire aux ultrasons
Au minimum, le mode opératoire de contrôle aux
ultrasons des soudures doit comprendre les details
d’applications spécifiques suivants:
A Types de soudure à contrôler, dimensions de
préparation des joints et procédés de soudage.
B Type de matériau (taille, nuance, épaisseur,
procédé de fabrication selon la spécification API
5L).
C Préparation/condition de la surface de balayage.
D Stade auquel l’examen doit être effectué.
E Instrument/systèmes et palpeur ultrasoniques
(fabricant, type, taille, etc.).
F Automatique ou manuel.
G Agent couplant.
H Technique de contrôle :
1. Angles.
2. Fréquences (MHz).
3. Températures et gammes.
4. Diagrammes et vitesses de balayage.
39
Norme API 1104
L’étalon de référence doit servir à déterminer la
vitesse réelle du rayon sonore, l’angle réfracté et la
distance de trajectoire acoustique dans le matériau de
tube à inspecter. La vitesse et l’angle réfracté
inconnus doivent être déterminés quand on doit
inspecter les soudures dans des tubes de
spécifications chimiques, épaisseur de paroi, diamètre
différents, ou provenant de plus d’un fabricant de
tubes et de laminage ou perçage. Ceci peut se faire
au moyen de deux palpeurs ayant le même angle et la
même fréquence nominales, les palpeurs étant
dirigées l’une vers l’autre. (Voir Figure 22C).
Lorsqu’on note une différence dans la vitesse,
l’angle, ou la distance de trajectoire acoustique, un
autre étalon de référence doit être préparé dans le
matériau de tube différent.
Pour les contrôles aux ultrasons automatisés, et
lorsque la société l’exige pour les contrôles aux
ultrasons manuels, les trous à fond plat doivent être
usinés en un échantillon de tube à inspecter. Cet
échantillon doit servir comme réflecteur d’étalonnage
en plus des entailles N10 sur les surfaces intérieure et
extérieure. Le diamètre de chaque trou à fond plat
doit être environ égal à l’épaisseur d’une passe de
remplissage de soudage. La surface réfléchissante
plate de chaque trou doit être installée au même angle
et à la même position que chaque préparation de joint
de soudure pour chaque passe de remplissage exigée
par le mode opératoire de soudage. Par ailleurs, des
réflecteurs planaires ou trous à fond plat doivent être
placés à l’axe de la soudure avec leurs surfaces
réfléchissantes plates perpendiculaires à la soudure.
Tous les réflecteurs doivent être espacés de manière à
ce que deux réflecteurs ne se trouvent pas
simultanément dans les limites de la divergence de
faisceau d’une sonde.
Pour tous contrôles sur des ouvrages autres que
neufs, un échantillon de tube de la même nuance,
épaisseur de paroi et diamètre que le tube à inspecter
doit servir à réaliser l’étalon de référence. Une
technique de transfert faisant appel à des palpeurs
ayant les mêmes fréquences et angles nominaux que
ceux à utiliser pour l’inspection doit être appliquée
pour déterminer la pleine distance de saut réelle,
l’angle réfracté réel, et l’atténuation dans le matériau
à inspecter. (Voir la figure 22C.)
11.4.4
Qualification du mode opératoire de
contrôle
Avant l’approbation définitive par écrit, la société
doit exiger de l’entrepreneur qu’il démontre
l’application du mode opératoire et des systèmes aux
ultrasons. Un rapport de qualification de mode
opératoire doit être produit et les résultats
documentés avant toute utilisation sur des soudures
réelles sur le chantier. Le processus de qualification
sera le suivant :
A Les soudures (2 au minimum par mode opératoire
de soudage) contenant des défauts et des
imperfections acceptables doivent être préparées à
partir d’échantillons de matériau de tube de
production réels au moyen de la spécification de
mode opératoire de soudage approuvée. Des
soudures de qualification des soudeurs peuvent
être utilisées.
B Des radiographies doivent être prises des
soudures et les résultats documentés.
C Le mode opératoire de contrôle aux ultrasons doit
être appliqué dans les limites des gammes de
températures détaillées et les résultats documentés
et comparés aux radiographies.
D Toutes différences dans les résultats de détection
doivent être documentés. (Les différences de
détectabilité et de résolution entre les ultrasons et
la radiographie peuvent être notées.) A la
demande de la société, des essais destructifs de
l’échantillon de soudure seront effectués pour
révéler ou confirmer les résultats.
E L’utilisation du mode opératoire aux ultrasons sur
le soudage de production doit être fondé sur la
capacité des méthode/technique/systèmes aux
ultrasons mis en œuvre à : 1) localiser
circonférentiellement, 2) dimensionner la
longueur, 3) déterminer la profondeur à partir de
la surface du diamètre extérieur, et 4) axialement
(coupe transversale de la soudure) localiser les
imperfections/défauts des éprouvettes. Par
ailleurs, le mode opératoire doit déterminer avec
précision
l’acceptabilité
des
soudures
conformément aux critères indiqués aux
paragraphes 9.6 et 11.4.7.
11.4.5
11.4.6 Contrôle aux ultrasons du matériau de base
Etalon de référence de sensibilité API
Après la réalisation de la soudure bout à bout
circonférentielle, mais avant son contrôle aux
ultrasons, il convient d’effectuer un essai d’onde de
compression du matériau de base des deux côtés de la
soudure (distance minimale = 1,25 x la plus longue
distance de saut superficielle à utiliser). Tous les
réflecteurs à faisceau brouilleur ouvert ou partiel
doivent être notés (emplacement du point de
référence et distance à partit du bord de la soudure) et
enregistrés sur le registre d’examen.
La sensibilité des contrôles manuels aux ultrasons
doit être fondée sur un niveau de référence à deux ou
trois points (à savoir, correction amplitude distance
[DAC] ou gain corrigé en temps [TCG] dérivé d’une
entaille N10 introduite dans un échantillon de tube à
inspecter.) (Voir les Figures 22A et 22B.) Le point le
plus haut de DAC/TCG ne doit pas être moins de
80% de la hauteur plein écran.
40
Norme API 1104
11.4.7
Niveau de balayage et évaluation
11.4.7.1
Contrôle aux ultrasons du matériau de
base
La sensibilité d’évaluation pour le contrôle de
soudure aux ultrasons manuel doit être la sensibilité
de référence DAC/TCG plus 6dB avec un niveau
d’évaluation pour toutes les indications à 50% de la
hauteur d’écran DAC/TCG.
Après avoir établi la sensibilité de référence, la
sensibilité de balayage et la sensibilité et les niveaux
d’évaluation, ceux-ci doivent être qualifiés et
incorporés dans le mode opératoire final et dans le
rapport de qualification final.
Un essai d’onde de compression manuel du
matériau de base doit être effectué avec le second
écho postérieur provenant de l’étalon de référence
(Figure 22A) ajusté à au moins 80% de la hauteur
plein écran.
Un contrôle aux ultrasons automatisé du matériau
de base doit être effectué avec la même méthode
d’étalonnage et le même niveau d’évaluation que
ceux utilisés pour l’essai d’onde de compression
manuel, ou au moyen d’une technique différente si
elles est prouvée égale ou supérieure à la méthode
manuelle.
11.4.7.2
11.4.7.3
Contrôle de soudure aux ultrasons
automatisé
Un contrôle des soudures aux ultrasons
automatisé devrait être effectué à une sensibilité de
balayage de 80% de la sensibilité de référence de
hauteur d’écran plus 4 dB quand on utilise la
technique par écho d’impulsion. La sensibilité
d’évaluation doit être la même que la sensibilité de
balayage.
La hauteur d’écran du niveau d’évaluation (seuil
d’enregistrement) devrait être 40% de la hauteur
plein écran quand on utilise la technique par écho
d’impulsion d’écho.
Contrôle des soudures aux ultrasons
manuel
Un contrôle des soudures aux ultrasons manuel
doit être effectué à une sensibilité de balayage égale à
la sensibilité de référence DAC/TCG plus 6dB au
minimum. Toutes les indications dépassant 50% de la
hauteur d’écran DAC/TCG doivent être évaluées.
Dimensions :
T Epaisseur de paroi de tube nominale
N Profondeur d’entaille = 10% T plus ou moins 10% de la profondeur d’entaille
A Longueur minimale de 2 pouces (50 mm)
B Largeur d’entaille maximale de 0,125 pouce (3,2 mm)
C Longueur minimale de 11,35 T plus 2 pouces (50 mm)
D Largeur minimale de 3,1 pouces (80 mm)
E Longueur d’entaille minimale de 1 pouce (25 mm)
R1 Rayon extérieur de tube
R2 Rayon d’entaille intérieure = R1 moins 0,9 T
R3 Rayon d’entaille extérieure = R1 moins 0,10 T
Figure 22A – Bloc de référence pour contrôle aux ultrasons manuel
41
Norme API 1104
Avec le transducteur en position A, maximiser (amplifier) l’écho provenant de l’entaille intérieure et ajuster l’amplitude à au
moins 80% de la hauteur plein écran. Mesurer la distance superficielle entre l’entaille intérieure et le point de sortie du
transducteur. La distance superficielle divisée par l’épaisseur de paroi mesurée est égale à la tangente de l’angle réfracté.
Positionner le transducteur en ligne avec l’encoche extérieure à deux fois la distance utilisée pour maximiser l’entaille intérieure
(position B). Vérifier que l’écho maximal d’entaille intérieure se trouve à ou près de la mesure de profondeur nulle. Ceci établira
que les réglages d’angle réfracté et de vitesse sont suffisamment précis.
Figure 22B – Etablissement de la distance, angle réfracté et vitesse
Au moyen de deux transducteurs d’angle et de fréquence égales, l’un transmettant et l’autre recevant, maximiser (amplifier)
l’écho reçu. Mesurer la distance superficielle entre les points de sortie des transducteurs. La moitié de la distance superficielle
divisée par l’épaisseur de paroi mesurée est égale à la tangente de l’angle réfracté. Sans changer les réglages de l’instrument,
répéter ce processus sur le tube avec une vitesse, un angle réfracté et une atténuation inconnues pour déterminer toutes
différences.
FIGURE 22C – Procédure de transfert
D’autres techniques automatisées, réflecteurs de
référence, sensibilités de référence, sensibilités de
balayage, sensibilités d’évaluation et niveaux
d’évaluation, peuvent être utilisés s’ils sont prouvés
être équivalents à la technique par impulsion d’écho
pour la détection et l’évaluation des imperfections de
soudure.
D’autres techniques automatisées, réflecteurs de
référence, sensibilités de référence, sensibilités de
balayage, sensibilités d’évaluation et niveaux
d’évaluation, peuvent être utilisés s’ils sont prouvés
être équivalents à la technique par impulsion d’écho
pour la détection et l’évaluation des imperfections de
soudure.
11.4.7.3
11.4.8 Contrôle de production aux ultrasons
Les techniciens en ultrasons doivent signaler tous
les défauts à la société à moins que cette dernière
n’exige que toutes les indications (niveau
d’évaluation et au dessus) observées soient signalées.
La société déterminera la manière de disposer de la
soudure.
Contrôle de soudure aux ultrasons
automatisé
Un contrôle des soudures aux ultrasons
automatisé devrait être effectué à une sensibilité de
balayage de 80% de la sensibilité de référence de
hauteur d’écran plus 4 dB quand on utilise la
technique par écho d’impulsion. La sensibilité
d’évaluation doit être la même que la sensibilité de
balayage.
Identification des indications signalées
Le rapport de contrôle aux ultrasons pour les
soudures inspectées doit comprendre le numéro de
soudure, l’emplacement de référence, la longueur, la
profondeur à partir de la surface du diamètre
extérieur, et la classification du défaut (linéaire,
transversal, ou volumétrique) de toutes les indications
signalées.
La hauteur d’écran du niveau d’évaluation (seuil
d’enregistrement) devrait être 40% de la hauteur
plein écran quand on utilise la technique par écho
d’impulsion d’écho.
42
Norme API 1104
12.4.2 Renseignements relatifs à la spécification
12 Soudage automatique avec additions
de métal d’apport
12.1
12.4.2.1
PROCEDES ACCEPTABLES
Le procédé ou la combinaison de procédés
spécifiques utilisés doivent être identifiés.
Le soudage automatique doit être effectué au
moyen d’un ou plusieurs des procédés suivants :
12.4.2.2
A Soudage à l’arc sous flux en poudre.
B Soudage à l’arc sous protection gazeuse avec
électrode fusible.
C Soudage à l’arc sous gaz avec électrode
tungstène.
D Soudage à l’arc avec fil fourré avec ou sans
protection externe.
E Soudage à l’arc au plasma.
12.2
QUALIFICATION DE MODE
OPERATOIRE
12.4.2.3
Diamètres
La gamme de diamètres auxquels le mode
opératoire est applicable doit être identifiée.
12.4.2.4
Groupe d’épaisseurs de paroi et nombre
et séquence des cordons
La gamme d’épaisseurs de paroi auxquelles le
mode opératoire est applicable doit être identifiée,
ainsi que la gamme de nombre de cordons requis
pour les épaisseurs et la machine utilisées pour
chaque cordon.
12.4.2.5
Conception du joint
La spécification du joint doit comporter un ou des
croquis du joint montrant le type de joint (en V ou en
U), l’angle de chanfrein, la taille du méplat,
et l’écartement des bords. Au cas où un support
envers est utilisé, son type doit être précisé.
DOSSIER
Les détails de chaque mode opératoire qualifié
seront enregistrés. Le dossier comportera les résultats
complets du contrôle de qualification de mode
opératoire. Il convient d’utiliser des formules
similaires à celles représentées en figures 1 et 2. Le
dossier doit être gardé aussi longtemps que le mode
opératoire est utilisé.
12.4
Matériaux de tubes et raccords
Les matériaux auxquels le mode opératoire
s’applique doivent être identifiés. Les tubes selon la
spécification API 5L, ainsi que les matériaux
conformes à des spécifications ASTM acceptables,
peuvent être regroupés (voir 5.4.2.2.) à condition que
l’essai de qualification soit effectué sur le matériau
ayant la plus haute limite élastique minimale
spécifiée dans le groupe.
Avant de commencer le soudage de production, il
convient d’établir et de qualifier une spécification de
mode opératoire détaillée afin de démontrer que des
soudures saines et ayant des propriétés mécaniques
appropriées (telles que résistance, ductilité, et dureté)
peuvent être réalisées au moyen de ce mode
opératoire. Deux longueurs de tube, joints entiers ou
mamelons doivent être assemblés en suivant tous les
détails de la spécification de mode opératoire. La
qualité de la soudure doit être déterminée à la fois par
un essai destructif et non destructif et doit satisfaire
aux exigences du paragraphe 5.6 et de la section 9
respectivement. Ces modes opératoires doivent être
respectés sauf dans les cas où un changement est
spécifiquement autorisé par la société, tel que prévu
au paragraphe 12.5.
12.3
Procédé
12.4.2.6
Métal d’apport
La taille et le numéro de classification AWS du
métal d’apport, le cas échéant, doivent être spécifiés.
12.4.2.7
Caractéristiques électriques
Le courant et la polarité doivent être précisés, et
la gamme de tension et intensité pour chaque taille ou
type d’électrode utilisé doit être indiquée.
SPECIFICATION DE MODE
OPERATOIRE
12.4.1 Généralités
12.4.2.8
La présente spécification de mode opératoire doit
comporter tous les renseignements se rapportant à
l’établissement et au maintien du bon fonctionnement
du matériel, tel que spécifié au paragraphe 12.4.2.
Position
La spécification doit préciser s’il s’agit de
soudage en position ou par rotation.
43
Norme API 1104
12.4.2.9
12.4.1.18 Autres facteurs
Direction du soudage
D’autres facteurs importants qui peuvent s’avérer
nécessaires au bon déroulement du procédé ou
affecter la qualité du travail produit doivent être
désignés. Ils peuvent inclure l’emplacement et l’angle
de l’arc pour le soudage à l’arc sous flux en poudre,
la distance
contact-tube-travail, la largeur
d’oscillation et la fréquence.
Pour le soudage en position seulement, la
spécification doit préciser si le soudage doit être
réalisé en remontant ou en descendant.
12.4.2.10 Intervalle entre passes
L’intervalle
de
temps
maximum
entre
l’achèvement de la passe de fond et le début de la
deuxième passe, ainsi que l’intervalle maximum entre
l’achèvement de la deuxième passe et le début des
autres passes, doivent être précisés.
12.5
VARIABLES ESSENTIELLES
12.5.1 Généralités
Un mode opératoire de soudage doit être ré-établi
à titre de nouvelle spécification de mode opératoire et
doit être entièrement requalifié lors de la
modification de toute variable essentielle mentionnée
au paragraphe 12.5.2. Des modifications autres que
celles mentionnées au paragraphe 12.5.2 peuvent être
effectuées dans le mode opératoire sans avoir besoin
de requalification si la spécification du mode
opératoire est révisée en conséquence.
12.4.2.11 Type de ligneur
La spécification doit préciser si le ligneur doit être
interne ou externe ou si la présence d’un ligneur est
exigée.
12.4.2.12 Nettoyage
La spécification doit décrire le nettoyage des
extrémités de joints et interpasse requis.
12.5.2 Changements exigeant une requalification
12.4.2.13 Traitement thermique préchauffage
12.5.2.1
Les méthodes, la largeur à chauffer, la
température minimale au début de la soudure, et la
température ambiante minimale en dessous de
laquelle le traitement thermique est nécessaire
doivent être spécifiées.
Procédé de soudage
Tout changement par rapport au procédé de
soudage établi dans la spécification de mode
opératoire constitue une variable essentielle.
12.5.2.2
12.4.2.14 Traitement thermique post-soudage
Matériau de tube
Tout changement du matériau de tube constitue
une variable essentielle. Pour les besoins de la
présente norme, tous les aciers au carbone doivent
être groupés comme suit :
Les méthodes, la largeur à chauffer, la
température minimale et maximale, la durée de
maintien à la température, et les méthodes de
régulation de température pour le traitement
thermique post-soudage doivent être spécifiées.
A Limite élastique minimale spécifiée inférieure ou
égale à 42.000 psi (290 MPa).
B Limite élastique minimale spécifiée supérieure à
42.000 psi (290 MPa) mais inférieure à 65.000 psi
(448 MPa).
C Pour les aciers au carbone ayant une limite
élastique minimale spécifiée supérieure ou égale à
65.000 psi (448 MPa), chaque nuance fera l’objet
d’un essai de qualification séparé.
12.4.2.15 Gaz de protection et débit
La composition du gaz de protection et la gamme
de débits doivent être précisées.
12.4.2.16 Flux de protection
Le numéro de classification AWS, le cas échéant,
ou le numéro de marque du flux de protection doit
être précisé.
Note : Les groupages spécifiés ci-dessus à l’alinéa
12.5.2.2 n’impliquent pas que les matériaux de base
ou les métaux d’apport d’analyses différentes au sein
d’un groupe peuvent sans distinction remplacer un
matériau utilisé lors de l’essai de qualification sans
tenir compte de la compatibilité des matériaux de
base et des métaux d’apport du point de vue des
propriétés métallurgiques et mécaniques et des
12.4.2.17 Vitesse d’avancement
La gamme de vitesse d’avance, en pouces
(millimètres) par minute, doit être spécifiée pour
chaque passe.
44
Norme API 1104
exigences de traitement thermique pré- et postsoudage.
12.5.2.9
12.5.2.3
Un changement de sens du soudage de vertical en
remontant à vertical en descendant, ou vice versa,
constitue une variable essentielle.
Conception du joint
Tout changement important dans la conception
des joints (par exemple, changement d’un joint en V
en un joint en U) ou tout changement au delà de la
gamme établie dans la spécification de mode
opératoire pour des facteurs tels qu’espacement,
méplat et angle du chanfrein, constitue une variable
essentielle.
12.5.2.4
12.5.2.10 Gaz de protection et débit
Le changement d’un gaz de protection à un autre,
ou d’un mélange de gaz à un autre constitue une
variable essentielle. Une augmentation ou diminution
de la gamme de débits établie pour le gaz de
protection constitue également une variable
essentielle.
Epaisseur de paroi
Un changement d’épaisseur de paroi au delà de la
gamme établie dans la spécification de mode
opératoire constitue une variable essentielle.
12.5.2.5
12.5.2.11 Flux de protection
Se reporter au tableau 1, note a en bas de page,
pour les changements dans le flux de protection qui
constituent des variables essentielles.
Diamètre du tube
Un changement de diamètre de tube au delà de la
gamme établie dans la spécification de mode
opératoire constitue une variable essentielle.
12.5.2.6
12.5.2.12 Vitesse d’avance
Un changement dans la gamme de vitesse
d’avance constitue une variable essentielle.
Métal d’apport
12.5.2.13 Exigences de traitement thermique préet post-soudage
Les changements suivants dans le métal d’apport
constituent des variables essentielles :
Un changement des exigences de traitement préou post-soudage constitue une variable essentielle.
A Un changement d’un groupe de métal d’apport à
un autre (voir tableau 1).
B Pour les matériaux de tubes dont la limite
élastique minimale spécifiée est supérieure ou
égale à 65.000 psi (448 MPa), un changement
dans la classification AWS du métal d’apport
(voir 5.4.2.2).
12.5.2.14 Caractéristiques électriques
Un changement de caractéristiques électriques
constitue une variable essentielle.
12.5.2.15 Diamètre de l’orifice ou composition du
gaz d’orifice
Des changements dans le métal d’apport peuvent
être effectués au sein des groupes de matériaux
spécifiés au paragraphe 12.5.2.2. points a et b. La
compatibilité du matériau de base et du métal
d’apport devrait être prise en compte du point de vue
des propriétés mécaniques.
12.5.2.7
Pour le soudage à l’arc au plasma, un changement
dans la composition nominale ou gaz d’orifice ou un
changement de diamètre de l’orifice.
12.6
Dimension du fil de métal d’apport
Un changement de dimension du fil de métal
d’apport constitue une variable essentielle.
12.5.2.8
Sens du soudage
QUALIFICATION DU MATERIEL DE
SOUDAGE ET DES OPERATEURS
Chaque poste de soudage et chaque opérateur
doivent être qualifiés par production d’une soudure
acceptable au moyen du mode opératoire de soudage
qualifié. La soudure exécutée doit faire l’objet
d’essais destructifs, non destructifs, ou les deux et
satisfaire aux exigences des paragraphes 6.4 à 6.7
inclus. Chaque opérateur doit recevoir la formation
appropriée en matière de fonctionnement du matériel
avant de commencer le soudage et doit parfaitement
connaître le matériel dont il est l’opérateur. Des
postes de soudage identiques, soit complémentaires,
Temps entre passes
Une augmentation du temps maximum entre
l’achèvement de la passe de fond et le début de la
deuxième passe constitue une variable essentielle.
45
Norme API 1104
soit de remplacement, peuvent être qualifiés par des
essais non destructifs sur des soudures de production.
Si le mode opératoire de soudage implique plus d’une
opération ou plus d’un opérateur, chaque opérateur
doit être qualifié sur le ou les postes de soudage
devant être utilisés pour le soudage de production.
12.7
13.2
13.2.1 Mode opératoire
Avant de commencer le soudage de production, il
convient d’établir et de qualifier une spécification de
mode opératoire détaillée afin de démontrer que des
soudures saines et ayant des propriétés mécaniques
appropriées (telles que résistance, ductilité, et dureté)
peuvent être réalisées au moyen de ce mode
opératoire. Au moins deux soudures doivent être
exécutées en assemblant des longueurs de tube, joints
entiers ou mamelons et en suivant tous les détails de
la spécification de mode opératoire. La qualité de la
soudure doit être déterminée à la fois par des essais
destructifs et non destructifs et doit satisfaire aux
exigences des paragraphes 13.2.3 et 13.9. Ces modes
opératoires doivent être respectés sauf dans les cas où
un changement est spécifiquement autorisé par la
société, tel que prévu au paragraphe 13.5.
DOSSIERS DES OPERATEURS
QUALIFIES
Un dossier sera tenu des essais requis au
paragraphe 12.6 ainsi que des résultats de chaque
essai. Une formule similaire à celle représentée à la
figure 2 doit être utilisée. (Cette formule doit être
établie de manière à convenir aux besoins de la
société, mais doit être suffisamment détaillée pour
démontrer que l’essai de qualification satisfait aux
exigences de la présente norme.) On doit tenir une
liste des soudeurs qualifiés et des modes opératoires
pour lesquels ils sont qualifiés. Un soudeur peut être
tenu de se requalifier si une question se présente
concernant sa compétence.
12.8
13.2.2 Radiographie avant les essais mécaniques
INSPECTION ET CONTRÔLE DES
SOUDURES DE PRODUCTION
Chaque soudure de qualification de mode
opératoire doit satisfaire aux exigences du paragraphe
13.9 avant d’être soumise à des essais mécaniques.
Les soudures de production doivent être
inspectées et contrôlées conformément à la section 8.
12.9
QUALIFICATION DE MODE
OPERATOIRE
13.2.3 Essais mécaniques de joints soudés bout à
bout
NORMES D’ACCEPTATION POUR LES
ESSAIS NON DESTRUCTIFS
13.2.3.1
Les normes d’acceptation pour les essais non
destructifs doivent être conformes à la section 9, ou
au choix de la société, à l’annexe.
Généralités
La réparation et l’élimination des défauts doivent
être conformes à la section 10.
Les éprouvettes d’essais mécaniques doivent être
coupées sur le joint soudé tel que représenté aux
figures 23, 24 et 25. Le nombre minimum
d’éprouvettes et les essais auxquelles elles doivent
être soumises sont indiqués au tableau 8. Ces
éprouvettes doivent être préparées et contrôlées tel
que spécifié aux paragraphes 13.2.3.2 à 13.2.3.4
inclus.
12.11 CONTROLE RADIOGRAPHIQUE
13.2.3.2
12.10 REPARATION ET ELIMINATION DES
DEFAUTS
Les contrôle radiographiques
conformes au paragraphe 11.1
13
doivent
être
13.2.3.2.1 Préparation
Les éprouvettes pour l’essai de traction doivent
être préparés conformément au paragraphe 5.6.2.1.
Soudage automatique sans additions
de métal d’apport
13.1
Essais de traction
13.2.3.2.2 Méthode
PROCEDES ACCEPTABLES
Les éprouvettes d’essai de traction doivent être
contrôlées conformément au paragraphe 5.6.2.2.
Le soudage automatique sans additions de métal
d’apport doit être effectué au moyen du procédé de
soudage bout à bout par étincelage.
46
Norme API 1104
13.2.3.2.3 Exigences
13.2.3.3.2 Méthode
La résistance à la traction de la soudure, y
compris la zone de fusion de chaque éprouvette, doit
être supérieure ou égale à la résistance à la traction
minimale spécifiée du matériau de tube, mais n’a pas
besoin d’être supérieure ou égale à la résistance à la
résistance à la traction réelle du matériau. Si
l’éprouvette casse en dehors de la soudure et de la
zone de fusion (à savoir, dans le matériau de base du
tube) et satisfait aux exigences de résistance à la
traction minimale de la spécification, la soudure sera
acceptée comme ayant satisfait aux exigences.
Si l’éprouvette casse dans la soudure ou la zone
de fusion et la résistance observée est supérieure ou
égale à la résistance à la traction minimale spécifiée
du matériau du tube et la soudure satisfait aux
exigences d’intégrité du paragraphe 13.2.3.3.3, la
soudure sera acceptée comme ayant satisfait aux
exigences.
Les éprouvettes de rupture avec entaille doivent
être contrôlées conformément au paragraphe 5.6.3.2.
13.2.3.3
13.2.3.3.3 Exigences
Les surfaces apparentes de chaque éprouvette de
rupture avec entaille doivent démontrer une
pénétration et fusion complètes. Les inclusions de
laitier ne doivent pas avoir une profondeur ou largeur
supérieure à 1/8 pouce (3 mm). Il doit y avoir au
moins ½ pouce (13 mm) de métal de soudure sain
entre des inclusions de laitier adjacentes.
13.2.3.4
Essai de pliage sur le côté
13.2.3.4.1 Préparation
Les éprouvettes d’essai de pliage sur le côté
doivent être préparées conformément au paragraphe
5.6.5.1.
Essai de rupture avec entaille
13.2.3.3.1 Préparation
13.2.3.4.2 Méthode
Le nombre d’éprouvettes de deux pouces pour
l’essai de rupture avec entaille requis au tableau 8
doit être préparé conformément à la figure 26. Les
côtés des éprouvettes doivent être soumis à une
attaque macrographique afin de localiser la ligne de
fusion. Les côtés des spécimens doivent être entaillés
à la scie le long de la ligne de fusion ; chaque entaille
doit avoir une profondeur d’environ χ pouce (3 mm).
En outre, la surépaisseur de soudure de diamètre
intérieur et extérieur doit être entaillée à une
profondeur pas inférieure à 1/16 pouce (1,6 mm),
mesurée à partir de la surface de la soudure.
Les éprouvettes d’essai de pliage sur le côté
doivent être contrôlées conformément au paragraphe
5.6.5.2.
13.2.3.4.3 Exigences
Les exigences pour la réalisation des éprouvettes
d’essai de pliage sur le côté doivent être conformes
au paragraphe 5.6.4.3.
Tableau 8 – Type et nombre d’éprouvettes pour l’essai de qualification de mode opératoire
(Soudure par Etincelage Seulement)
Diamètre extérieur du tube
Pouces
Millimètres
>18-24
>458-610
>24-30
>610-762
>30
>762
Traction
4
4
4
47
Nombre d’éprouvettes
Texture
Deux pouces Standard
Côté
16
0
4
24
0
4
32
0
4
Total
24
32
40
Norme API 1104
Figure 23 – Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de mode
opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 18 pouces (457 mm) mais inférieur
ou égal à 24 pouces (610 mm)
48
Norme API 1104
Figure 24 – Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de mode
opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 24 pouces (610 mm) mais inférieur
ou égal à 30 pouces (762 mm)
49
Norme API 1104
Figure 25 – Emplacement des éprouvettes de soudure bout à bout pour l’essai de qualification de mode
opératoire de soudage par étincelage : diamètre extérieur supérieur à 30 pouces (762 mm)
50
Norme API 1104
Figure 26 – Eprouvette de deux pouces( 2” )d’essai de rupture avec entaille
51
Norme API 1104
13.3
paragraphe 13.5.2. Des changements autres que ceux
mentionnés au paragraphe 13.5.2 peuvent être
effectués dans le mode opératoire sans avoir besoin
de requalification si la spécification du mode
opératoire est révisée en conséquence.
DOSSIER
Les détails de chaque mode opératoire qualifié
seront enregistrés sur une formule comprenant au
minimum tous les éléments contenus au paragraphe
13.4. Ce dossier comportera les résultats complets de
l’essai de qualification de mode opératoire et sera
gardé aussi longtemps que le mode opératoire est
utilisé.
13.4
13.5.2 Changements exigeant une requalification
Tout changement dans l’un des facteurs
mentionnés ci-dessous aux points a à k inclus
constitue une variable essentielle :
SPECIFICATION DE MODE
OPERATOIRE
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
La présente spécification de mode opératoire doit
comporter tous les renseignements se rapportant à
l’établissement et au maintien du bon fonctionnement
du matériel, tel qu’indiqué ci-après :
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
Procédé de soudage.
Matériau du tube.
Epaisseur de paroi et diamètre du tube.
Préparation et diamètre des extrémités de tube.
Préparation du tube, y compris meulage du
cordon de soudure, le cas échéant, et nettoyage
des extrémités de tube pour assurer le contact
électrique.
Position du soudage.
Exigences de traitement thermique préchauffage.
Exigences de nettoyage et d’inspection des
frotteurs de contact.
Gamme de tension de soudage à enregistrer sur
diagramme à bande.
Gamme d’intensité de soudage à enregistrer sur
diagramme à bande.
Gamme de vitesse axiale à enregistrer sur
diagramme à bande.
Intervalles de temps dans le cycle de soudage à
identifier et enregistrer sur diagramme à bande.
Gamme de course de refoulement à enregistrer
sur diagramme à bande.
Temporisation avant le retrait des ligneurs.
Méthode de retrait d’étincelage interne.
Méthode de retrait d’étincelage externe.
Exigences de traitement thermique post-soudage,
y compris le temps de chauffage, la température
maximale, le temps de maintien de la
température, la méthode de détermination du
chauffage autour de la circonférence, et le vitesse
de refroidissement.
13.5
Matériau de tube.
Epaisseur de paroi ou diamètre du tube.
Dimensions de préparation du tube.
Position de soudage.
Exigences de traitement thermique préchauffage.
Tolérances de tension de soudage.
Tolérances de courant de soudage.
Tolérances de vitesse axiale.
Intervalles de temps dans le cycle de soudage.
Tolérances de course de refoulement.
Exigences de traitement thermique post-soudage.
13.6
QUALIFICATION DU MATERIEL ET
DES OPERATEURS
Chaque poste de soudage et chaque opérateur
doivent être qualifiés par production d’une soudure
acceptable au moyen du mode opératoire de soudage
qualifié. La soudure exécutée doit faire l’objet à la
fois de contrôle radiographique et d’essais
mécaniques, tel que spécifié au paragraphe 13.2.
Chaque opérateur doit recevoir la formation
appropriée en matière de fonctionnement du matériel
avant de commencer le soudage et doit parfaitement
connaître le matériel dont il est chargé.
13.7
DOSSIERS DES OPERATEURS
QUALIFIES
Un dossier sera tenu des essais requis au
paragraphe 13.6 ainsi que des résultats de chaque
essai. Une formule similaire à celle représentée à la
figure 2 devrait être utilisée. (Cette formule doit être
établie de manière à convenir aux besoins de la
société, mais doit être suffisamment détaillée pour
démontrer que l’essai de qualification satisfait aux
exigences de la présente norme.) On doit tenir une
liste des soudeurs qualifiés et des modes opératoires
pour lesquels ils sont qualifiés. Un soudeur peut être
tenu de se requalifier si une question se présente
concernant sa compétence.
VARIABLES ESSENTIELLES
13.5.1 Généralités
Un mode opératoire de soudage doit être ré-établi
à titre de nouvelle spécification de mode opératoire et
doit être entièrement requalifié lors du changement
de toute variable essentielle mentionnée au
52
Norme API 1104
13.8
ASSURANCE DE QUALITE DES
SOUDURES DE PRODUCTION
13.9
13.8.1 Droits d’inspection
NORMES D’ACCEPTATION POUR LES
ESSAIS NON DESTRUCTIFS
13.9.1
Généralités
La société doit avoir le droit d’inspecter toutes les
soudures par des moyens non destructifs ou par
retrait des soudures et leur soumission à des essais
métallurgiques ou mécaniques, ou les deux. La
fréquence
de
ces
inspections
et
essais
supplémentaires doit être telle que spécifiée par la
société.
Les normes d’acceptation indiquées au
paragraphe 13.9.2 sont applicables à la détermination
de la taille et du type des imperfections repérées par
radiographie ou autres méthodes d’essais non
destructifs. Elles peuvent également s’appliquer à
l’examen visuel.
13.8.2
13.9.2
Rejet fondé sur le diagramme à bande
Les ISI seront considérées comme des défauts si
toute ISI individuelle dépasse 1/8 pouce (3 mm), ou
si la longueur globale des ISI dans toute longueur de
soudure continue de 12 pouces (300 mm) dépasse ½
pouce (13 mm). Dans les soudures bout à bout par
étincelage, les fissures, manque de fusion et
porosités détectées par des essais non destructifs sont
considérés comme des défauts.
Pendant la séquence de soudage automatique,
l’opérateur doit surveiller les paramètres de mode
opératoire électriques et mécaniques de la machine à
souder sur un enregistreur à bande approprié. Si l’un
quelconque des paramètres de soudage dévie en
dehors des tolérances spécifiées dans la spécification
de mode opératoire, la soudure sera inacceptable. Si
le diagramme à bande est jugé inacceptable après
l’achèvement du soudage, le joint sera rejeté et
enlevé de la ligne.
13.8.3
13.10 REPARATION ET ELIMINATION DES
DEFAUTS
Rejet fondé sur les essais non destructifs
13.10.1
Chaque soudure de production doit faire l’objet
d’un examen visuel et radiographique après
achèvement de l’élimination de l’étincelage et du
traitement thermique post-soudage. D’autres essais
non destructifs peuvent également être exigés par la
société. Chaque soudure de production doit satisfaire
aux exigences du paragraphe 13.9.
13.8.4
Réparations permises
Les réparations suivantes sont admissibles:
A Les défauts de surface peuvent être éliminés par
meulage à condition de ne pas enfreindre à
l’épaisseur de paroi minimale du tube.
B Les défauts peuvent être éliminés de la soudure
par meulage, burinage gougeage, ou par une
combinaison de ces méthodes, suivi par une
réparation de la soudure conformément à la
section 10.
Rejet fondé sur la surépaisseur
La surépaisseur de soudure du diamètre intérieur
ne doit pas s’élever au dessus du matériau de base
par plus de 1/16 pouce (2 mm). La surépaisseur de
soudure du diamètre extérieur ne doit s’élever au
dessus du matériau de base par plus de 1/8 pouce (3
mm).
13.8.5
Défauts
Une réparation par soudage n’est permise qu’avec
l’accord de la société.
13.10.2
Réparations non permises
La réparation de porosité détectée dans des
soudures bout à bout par étincelage n’est pas
permise; toutefois, une porosité dans un dépôt de
soudure de réparation exécuté au moyen d’un
procédé de soudage différent est permise dans les
limites définies aux paragraphes 9.3.8.2 ou 9.3.8.3,
selon les cas.
Rejet fondé sur le traitement thermique
post-soudage
Au minimum, chaque soudure bout à bout
exécutée par étincelage doit être chauffée après
soudage à une température supérieure à la
température Ac3, suivi par un refroidissement soit
contrôlé, soit à l’air calme. Le cycle de traitement
thermique doit être documenté au moyen d’un
enregistreur à bande, et toute déviation en dehors des
gammes spécifiées pour le temps de chauffage, la
température
maximale
ou le
vitesse de
refroidissement doit donner lieu à un réchauffage.
13.11 CONTROLE RADIOGRAPHIQUE
Les contrôles radiographiques
conformes au paragraphe 11.1
53
doivent
être
Norme API 1104
ANNEXE A – NORMES D’ACCEPTATION ALTERNATIVES POUR LES SOUDURES
DE CONTOUR
A.1
diversement décrits comme anomalies fabriquées,
imperfections, discontinuités ou pailles. La présente
annexe a pour principal objectif de définir, en
fonction d’une analyse technique, l’effet des divers
types, tailles et formes de ces anomalies (appelées
imperfections dans les présentes) sur l’appropriation
de la soudure tout entière à un service donné.
Généralités
Les normes d’acceptation indiquées à la section 9
sont fondées sur des critères empiriques de qualité
d’exécution et donnent une importance primordiale à
la longueur des imperfections. Ces critères ont assuré
un excellent palmarès de fiabilité dans l’exploitation
de canalisations depuis de nombreuses années. Le
recours à une analyse de mécanique de rupture et des
à critères d’adéquation est une méthode alternative de
détermination des normes d’acceptation et englobe
l’évaluation de l’importance de la hauteur et de la
longueur des imperfections. La présente annexe
présente les exigences minimales permettant le
recours à des normes d’acceptation alternatives. Elle
n’exclut pas l’usage de la section 9 aux fins de
déterminer
les
limites
d’acceptation
des
imperfections sur toute soudure, et n’impose aucune
restriction sur l’effort admissible du fait que ce point
est couvert par d’autres normes et réglementations.
L’usage de la présente annexe aux fins d’évaluation
de toutes imperfections, y compris les fissures
circonférentielles, est entièrement au choix de la
société.
Il s’avère généralement peu pratique de qualifier
des soudures de canalisation individuelles selon les
limites d’acceptation alternatives après détection d’un
défaut aux termes de la section 9 parce qu’un essai
destructif est requis pour établir le niveau de
resistance minimum pour le mode opératoire de
soudage
envisagé.
Seules
les
soudures
circonférentielles entre tubes d’épaisseur de paroi
nominale égale sont traitées dans la présente annexe.
Les soudures dans des stations de pompage ou de
compression sont exclues, ainsi que les raccords et
vannes de canalisation principale. Les soudures de
réparation sont également exclues. Les soudures
soumises à un effort axial appliqué de plus de 0,5%
ne sont pas traitées dans la présente annexe. Les
normes d’acceptation alternatives sont limitées aux
tronçons de canalisation où un contrôle non destructif
est effectué pour pratiquement toutes les soudures
bout a bout. Les critères d'acceptation selon
l’adéquation peuvent être appliqués à toutes les
soudures circonférentiel d’une canalisation qui ne
sont pas exclues et qui satisfont aux exigences
supplémentaires de la présente annexe.
Dans la présente annexe, l’usage de l’expression
limites d’acceptation d’imperfection et d’autres
expressions contenant le terme imperfection n’entend
pas impliquer une condition défectueuse ou un
manque quelconque d’intégrité de la soudure. Toutes
les soudures contiennent certains éléments
Note : La présente annexe ne contient que des
valeurs exprimées en unités pouce-livre ; il est
toutefois permis de faire des évaluations avec toutes
les valeurs exprimées en unités SI.
A.2 Exigences supplémentaires pour
l’analyse des contraintes
A.2.1 CONTRAINTE DE CALCUL AXIALE
Pour utiliser la présente annexe, la société doit
effectuer une analyse des contraintes afin de
déterminer les contraintes de calcul axiales
maximales pour la canalisation. La contrainte axiale
totale agissant sur une imperfection comprend
également une contrainte résiduelle provenant du
soudage qui, dans le cas de soudures qui ne font pas
l’objet de traitement thermique de détente, peut
approcher la limite élastique du matériau. Le total de
la contrainte de traction appliquée et de la contrainte
résiduelle peut dépasser la limite élastique et il peut
être plus pratique de le traiter comme taux de
contrainte.
Une
contrainte
résiduelle
de
limite élastique de 0,2% a été supposée dans
l’établissement des critères d’acceptation donnés
dans cette annexe. La contrainte axiale appliquée
maximale à utiliser pour une canalisation particulière
doit être déterminée par analyse des contraintes et
documentée par la société.
A.2.2 CONTRAINTE CYCLIQUE
A.2.2.1
Analyse
L’analyse des contraintes cycliques doit inclure la
détermination de la plage de fatigue prédite à laquelle
la canalisation sera exposée pendant sa durée de vie
utile. Cette plage doit inclure, sans que la liste soit
exhaustive, les contraintes imposées par les essais
hydrostatiques, les contraintes d’installation, et le cas
échéant, les contraintes thermiques, sismiques et
d’affaissement. La plage doit consister en plusieurs
niveaux de contrainte axiale cyclique et le nombre de
cycles applicable à chacun. Si les niveaux de
contrainte varient d’un cycle à l’autre, une méthode
54
Norme API 1104
de comptage appropriée, telle que la méthode des
demi-cycles, doit être utilisée pour déterminer les
niveaux de contrainte cyclique et le compte de cycles.
A.2.3 FISSURATION DUE A UNE CHARGE
SOUTENUE
Les dimensions admissibles des imperfections
indiquées à la figure A-5 s’appliquent quand S* est
inférieur ou égal à 4 x 107. Quand S* est supérieur ou
égal à 4 x 107, la présente annexe ne doit pas être
utilisée.
Certains environnements peuvent promouvoir la
croissance d’imperfection en service sous charge
soutenue ou causer la fragilisation du matériau
entourant
l’imperfection
au
point
qu’une
imperfection autrement dormante devient critique.
Ces environnements typiquement contiennent du
H2S, mais peuvent contenir des hydroxydes, nitrates
ou carbonates forts. Lorsque ces matières sont
présentes à l’intérieur du tube, une concentration
limite minimale doit être établie, et la présente
annexe ne doit pas être utilisée si la contrainte
calculée dépasse la valeur limite. En ce qui concerne
un service sous H2S, la définition dudit service doit
être celle figurant dans NACE MR0175. Bien qu’une
exposition externe aux carbonates et nitrates dans le
sol ait été prouvée produire une fissuration par
corrosion sous contrainte dans un petit nombre de
cas, la fissuration est normalement axiale et associée
à une contrainte circonférentielle plutôt qu’axiale. On
ne connaît pas de défaillances de tubes qui aient eu
pour origine une fissuration par corrosion sous
contrainte dans une soudure circonférentielle.
La fréquence et la gravité de fissuration par
corrosion sous contrainte peuvent être atténuées par
l’usage d’un bon revêtement et d’une bonne
protection cathodique. L’usage de la présente annexe
n’est pas exclus quand une exposition directe à
l’environnement agressif est empêchée par un
revêtement destiné à résister à l’environnement.
A.2.2.2
A.2.4 CHARGES DYNAMIQUES
Note : Pour un exemple de l’usage de la méthode des
demi-cycles, voir N.E. Dowling, « Prédictions de
ruptures par fatigue pour des cas de tensions et
contraintes compliqués », Journal des matériaux ,
mars 1972, volume 7, numéro 1. pp. 71-87 .
L’ampleur du spectre, S*, doit être calculé d’après
la formule suivante :
S* = Ni (∆σ1)3 + N2 (∆σ2)3 + …
+ Nk (∆σk)3
(A-1)
Où
S*=ampleur du spectre,
Ni=nombre de cycles au ième niveau
de contrainte cyclique,
∆σi=gamme de contrainte cyclique, en
kips par pouce carré,
Indice inférieur k =nombre de niveaux de contrainte
cyclique,
Indice inférieur i=gamme d’incréments de 1 à k.
Effets de l’environnement sur la fatigue
L’analyse des contraintes doit inclure la
considération de charges dynamiques potentielles sur
les soudures circonférentielle, telles que les charges
dues à la fermeture de clapets de retenue. La présente
annexe ne s’applique pas à des soudures soumises à
des contraintes supérieures à 10-3 secondes-1 (un taux
de contrainte de 30 kips par pouce carré par seconde
pour l’acier).
L’agrandissement des imperfections de soudure
dû à la fatigue est fonction de l’intensité des
contraintes, des cycles de charge, de la taille des
imperfections et de l’environnement à la tête de
fissure. En l’absence d’éléments contaminants, huile
et hydrocarbures ne sont pas considérés pires que
l’air. L’eau, la saumure et les solutions aqueuses
contenant du CO2 ou du H2S peuvent toutefois
augmenter le taux de croissance. La présence de
quantités mineures de ces constituants est normale
dans des canalisations essentiellement non
corrosives. Lorsque la concentration de CO2 ou de
H2S dépasse les niveaux historiques rencontrés dans
des canalisations non corrosives, la présente annexe
ne doit pas être utilisée à moins qu’il n’existe preuve
que les niveaux proposés n’entraîneront pas une
accélération de la croissance des fissures de fatigue.
Les effets de l’environnement sur la croissance des
fissures de fatigue à l’extérieur du tube au niveau des
soudures de contour sont normalement atténués par le
revêtement et la protection cathodique et ne limitent
pas l’usage de la présente annexe.
A.3 Mode opératoire de soudage
A.3.1 GENERALITES
Les vérifications des variables nécessaires pour
assurer un niveau acceptable de résistance dans un
mode opératoire de soudage sont plus strictes que
celles contrôlant les modes opératoires de soudage
sans exigences de résistance minimales. La
qualification de modes opératoires de soudage à
utiliser avec la présente annexe doivent être
conformes aux sections 5 ou 12 de la présente norme,
avec les exceptions et exigences supplémentaires
suivantes :
55
Norme API 1104
J = 60VA/S
A Les essais de déplacement dû à l’ouverture de la
tête de fissure (CTOD) doivent être exécutés
conformément au paragraphe A.3.3.
B Les éprouvettes de traction utilisées pour qualifier
le mode opératoire de soudage ne doivent pas se
rompe dans la soudure.
où
J=
apport thermique (en joules par
pouce),
V = tension,
Tout changement dans les variables essentielles
spécifié ci-dessous exigera la requalification du mode
opératoire de soudage :
A = intensité,
S = vitesse (en pouces par minute).
A Un changement de procédé de soudage ou de
mode d’application.
B Un changement de nuance ou de fabricant du
matériau du tube ou un changement fondamental
de la composition chimique ou du traitement par
un fabricant individuel.
C Un changement majeur de conception de joint
(par exemple, d’un joint en U à un joint en V).
Des changements mineurs de l’angle de chanfrein
ou du talon de la gorge de soudage ne sont pas
des variables essentielles.
D Un changement de position de rotation à fixe, ou
vice versa).
E Un changement d’épaisseur de paroi nominale
qualifiée de plus de ∀ 0,125 pouce.
F Un changement de taille ou de type de métal
d’apport, y compris un changement de fabricant,
même au sein d’une classification AWS.
G Une augmentation de l’intervalle de temps entre
l’achèvement de la passe de fond et le début de la
deuxième passe.
H Un changement de sens (par exemple, de vertical
en descendant à vertical en remontant, ou vice
versa).
I Un changement d’un gaz de protection à un autre
ou d’un mélange de gaz à un autre différent.
J Une augmentation ou diminution du débit de gaz
de protection.
Note : Les valeurs haute et basse de l’apport
thermique doivent être établies pendant l’essai de
qualification de mode opératoire. Des essais
mécaniques complets, y compris des essais CTOD,
sont requis.
M Un changement de type de courant (CA ou CC)
ou de polarité.
N Un changement des exigences de traitement
thermique pré-soudage.
O Un changement des exigences de traitement
thermique post-soudage, ou adjonction ou
suppression d’une exigence de traitement
thermique post-soudage.
P Pour les modes opératoires automatiques, un
changement de diamètre de tube.
A.3.2 ESSAI DE RESISTANCE À LA
FRACTURE
Pour pouvoir utiliser les critères d’acceptation de
soudures circonférentielle alternatifs, la résistance à
la fracture de la soudure doit être déterminée au
moyen d’essais. La méthode d’essai de résistance à la
fracture applicable est la méthode CTOD. Pour les
besoins de la présente annexe, un de deux niveaux de
résistance minimale est acceptable : 0,005 pouce ou
0,010 pouce.
Les essais CTOD doivent être exécutés
conformément à BS 7448 : 2ème partie, tel que
complété par la présente annexe. L’éprouvette
préférée (Bx2B) doit être utilisée. Tel que représenté
à la Figure A-1, l’éprouvette devrait être orientée de
manière à ce que sa longueur soit parallèle à l’axe du
tube et à ce que sa largeur soit dans le sens
circonférentiel ; en conséquence, la ligne de tête de
fissure est orientée dans le sens à travers l’épaisseur.
L’épaisseur de l’éprouvette (voir figure A-2) devrait
être égale à l’épaisseur du tube moins la quantité
minimale de fraisage et de meulage nécessaire pour
produire à partir d’un segment de tube courbé une
éprouvette ayant la section rectangulaire et la finition
de surface prescrites. (la surépaisseur de soudure doit
être enlevée). L’éprouvette devrait être décapée après
la préparation initiale afin de révéler le dépôt de
soudure et la géométrie de la zone thermiquement
Note : Les valeurs haute et basse du débit de gaz
doivent être établies pendant l’essai de qualification
de mode opératoire. Des essais mécaniques complets,
y compris des essais CTOD, sont requis, sauf que des
essais CTOD de la zone thermiquement affectée ne
sont requis que pour un seul débit de gaz au lieu des
deux débits haut et bas.
K Un changement du flux de protection, y compris
un changement de fabricant au sein d’une
classification AWS.
L Une augmentation ou diminution de l’apport
thermique de toute passe au delà de la gamme
effectivement qualifiée dans l’essai de
qualification de mode opératoire. L’apport
thermique peut être calculé à partir de l’équation
suivante :
56
Norme API 1104
valeur approximative de CTOD sera ∗c, ∗u, ou ∗m.
(Ces termes mutuellement exclusifs sont définis dans
BS 7448 : 2ème partie qui décrit les trois résultats
possibles et mutuellement exclusifs de l’essai. La
valeur de ∗i [CTOD au début de la croissance de
fissure stable] n’a pas d’importance par rapport à la
présente annexe et n’a pas besoin d’être mesurée).
Lorsque ∗m est applicable, on devrait faire attention
de prendre la mesure à partir du point de première
obtention de la charge maximale. Une «fissuration
instantanée» doit être considérée l’événement
directeur même s’il se produit une chute de charge.
Le rapport d’essai doit inclure tous les éléments
spécifiés à la section 133 de BS 7448 : deuxième
partie. On devrait faire particulièrement attention de
rapporter la position de l’éprouvette dans la soudure
de qualification et de préciser si la valeur CTOD
rapportée représente ∗c, ∗u, ou ∗m. Le rapport d’essai
doit également comporter une copie lisible de
l’enregistrement du déplacement en charge et un
enregistrement de l’apparence des surfaces de la
fracture ; cette dernière exigence peut être satisfaite
par une photographie claire d’une ou des deux
surfaces de la fracture, ou bien en gardant une ou les
deux surfaces de la fracture (dûment préservées et
identifiées) pour observation directe.
affectée. Pour les essais de métal de soudure,
l’entaille et tête de fissure de fatigue devraient se
trouver entièrement dans le métal de soudure ; en
outre, pour les préparations de soudure typiques de
soudures de contour de canalisation, l’entaille et la
tête de fissure de fatigue devraient se trouver au
centre de la soudure (voir figure A-3).
Pour chaque essai de zone thermiquement
affectée, un levé de microdureté devrait être effectué
sur l’éprouvette elle-même ou sur un coupon
transversal de soudure prélevé à proximité de
l’éprouvette (voir figure A-4). Ce relevé a pour
objectif de localiser la zone de la plus grande dureté
(sans tenir compte de mesures anormales isolées).
Cette zone s'avère normalement se situer dans la zone
thermiquement affectée, directement adjacente à la
ligne de fusion pour la dernière passe de soudage.
L’entaille et la tête de fissure de fatigue devraient être
placées de manière à ce qu’elles traversent l’aire de
plus grande dureté indépendamment du fait que la
majorité de l’avant de la fissure de fatigue en
résultant ne se trouvera généralement pas dans la
zone thermiquement affectée.
Après les essais, on devrait porter une attention
particulière aux critères de validité du paragraphe
12.4.1 de BS 7448 : 2ème partie ; ces critères
concernent la géométrie du front de la fissure de
fatigue. Pour les besoins de la présente annexe, la
Figure A-1 – Emplacement des éprouvettes CTOD
57
Norme API 1104
Figure A-2 – Objectif d’usinage pour éprouvette CTOD par rapport à l’épaisseur de paroi
Figure A-3 – Emplacement d’entaille pour l’éprouvette de métal de soudure
Figure A-4 – Emplacement de l’entaille pour éprouvette de zone thermiquement affectée
58
Norme API 1104
Contrainte axiale appliquée maximale, εa
Notes :
1 En plus de toutes les autres limitations, la hauteur ne doit pas dépasser la moitié de l’épaisseur de paroi.
2 Pour les imperfections interactives, la longueur et la hauteur de l’imperfection doivent être déterminées par la
figure A-6.
3 Pour les imperfections de surface, la hauteur d’imperfection admissible, a*, est sujette à la restriction de la note 1.
4 Pour les imperfections interne, la hauteur d’imperfection admissible, a*, est sujette à la restriction de la note 1. 5
La condition d’une imperfection interne est déterminée par la figure A-6, cas 4.
6 Les limites relatives à la longueur des imperfections sont données au tableau A-3.
7 La contrainte axiale appliquée maximale admissible peut être limitée par d’autres normes et règlements.
8 Une contrainte résiduelle de 0,002 pouce par pouce est comprise dans chacune des courbes.
Figure A-5 – Critères d’acceptation alternatifs pour les imperfections planaires périphériques
59
Norme API 1104
A.3.3 ESSAIS CTOD POUR QUALIFICATION
DE MODE OPERATOIRE
A.4 Qualification des soudeurs
Les essais CTOD pour qualification de mode
opératoire doivent être réalisés tel que décrit ci-après
et se conformer aux détails d’essais décrits à la
section A.3.2. Pour chaque mode opératoire de
soudage, à la fois le métal de soudure et la zone
thermiquement affectée doivent être contrôlés et
chacun d’eux doit satisfaire à l’exigence de résistance
à la fracture avant de pouvoir utiliser les critères
d’adéquation. Chaque essai (du métal de soudure ou
de la zone thermiquement affectée) doit comporter au
moins trois essais sur éprouvettes valides réalisés à la
plus basse température de service escomptée.
Les trois éprouvettes doivent être prélevées aux
trois positions midi, trois heures et six heures sur la
soudure d’essai et doivent être marquées de manière
permanente pour identifier la position d’origine. Si
seulement l’un des trois essais d’éprouvettes valides
ne satisfait pas à l’exigence de résistance à la
fracture, on peut procéder à un deuxième ensemble
de trois essais : cinq sur les six essais d’éprouvettes
valides doivent satisfaire à l’exigence de résistance à
la fracture pour que l’ensemble de l’essai (du métal
de soudure ou de la zone thermiquement affectée)
soit jugé satisfaisant.
Si une éprouvette individuelle ne satisfait pas au
CTOD requis, un deuxième ensemble d’essais sera
requis pour le métal de soudure ou la zone
thermiquement affectée seulement : l’essai de l’autre
partie de l’assemblage soudé n’a pas besoin d’être
répété s’il était à l’origine satisfaisant. Les essais du
métal de soudure et de la zone thermiquement
affectée doivent tous les deux être satisfaisants quant
à l’exigence de résistance à la fracture pour que le
mode opératoire puisse être qualifié en vue de son
usage avec les critères d’acceptation alternatifs.
Les éprouvettes incorrectement usinées qui ne
satisfont pas aux critères de courbure du front de la
fissure de fatigue ou qui lors de la fracture
démontrent des imperfections de soudure importantes
de manière adjacente au front de fissure sont définies
comme des éprouvettes non valable. Les éprouvettes
non valable doivent être rebutées et remplacées par
de nouvelles éprouvettes une par une.
Le mode opératoire de soudage peut être qualifié
selon une exigence de ténacité minimale de soit 0,005
pouce, soit 0,010 pouce et en conséquence remplir
les conditions pour usage avec les critères
d’acceptation applicables. Tout effort infructueux de
qualifier pour le CTOD minimum de 0,010 pouce
peut tout de même qualifier pour le niveau minimum
de 0,005 pouce.
Les soudeurs doivent être qualifiés conformément
à la section 6. Pour le soudage automatique, le poste
de soudage et chaque opérateur doivent être qualifiés
conformément au paragraphe 12.6.
A.5 Inspection et limites acceptables
A.5.1 IMPERFECTIONS EN PLAN
La longueur et la hauteur d’une imperfection et sa
profondeur en dessous de la surface doivent être
établies au moyen de techniques d’essais non
destructifs appropriées ou autrement justifiées avant
de pouvoir prendre une décision d’acceptation ou de
rejet. Une radiographie classique, telle que décrite au
paragraphe 11.1, est suffisante pour mesurer la
longueur des imperfections mais insuffisante pour en
déterminer la hauteur, tout particulièrement pour les
imperfections en plan telles que fissures, manque de
fusion, caniveau et certains types de manque de
pénétration. L’usage de techniques ultrasoniques, de
techniques radiographiques qui emploient des
densitomètres ou des normes de référence visuelle
comparatives, d’imagerie acoustique, de limitations
inhérentes à la taille des imperfections dues à la
géométrie des passes de soudage, ou de toute autre
technique de détermination de la hauteur des
imperfections est acceptable à condition que la
précision de la technique ait été établie et que toute
imprécision potentielle soit inclue dans la mesure ;
c’est à dire que la détermination de la hauteur des
imperfections doit être prudente. L’usage de
radiographie classique (voir 11.1) pour identifier les
imperfections qui exigent une mesure de la hauteur
par d’autres moyens est acceptable. Les limites
d’acceptation pour les imperfections planaires
circonférentielles sont indiquées à la figure A-5. Les
imperfections planaires perpendiculaires à la soudure
de contour, telles que fissures transversales, doivent
être réparées ou enlevées.
A.5.2 IMPERFECTIONS VOLUMETRIQUES
Les
imperfections
volumétriques
(tridimensionnelles) internes, telles que laitier ou
porosité, contenues dans un matériau à haute ténacité
sont beaucoup moins susceptibles de causer une
défaillance que des imperfections en plan et peuvent
être évaluées soit au moyen de la même méthode
utilisée pour les imperfections en plan, soit au moyen
de la méthode simplifiée indiquée au tableau A-1.
Les imperfections volumétriques reliées à la surface
doivent être traitées comme des imperfections en plan
et évaluées selon les critères de la Figure A-5.
60
Norme API 1104
Tableau A-1 – Limites d’acceptation pour les imperfections volumétriques internes
Type d’imperfection
Hauteur ou largeur
Longueur
Porositéa
Inférieure à t/4 ou 0,25 pouce Inférieure à t/4 ou 0,25”
Inférieure à t/4 ou 0,25 pouce
4t
Laitier
Percée non réparée
t/4
2t
Note : Les limites simplifiées données dans ce tableau peuvent être appliquées aux
niveaux CTOD minimaux de 0,005 pouce ou 0,010 pouce, mais seulement dans le
cadre de la présente annexe. Alternativement, la société peut choisir de traiter ces
imperfections comme des imperfections en plan et utiliser la figure A-5. Le présent
tableau ne doit pas être utilisé pour les imperfections volumétriques reliées à la
surface (figure A-6, cas 1) ou les imperfections interactives de surface (figure A-6,
cas 3 et 4) qui doivent être évaluées au moyen de la figure A-5.
a
Limitée à 3% de la surface projetée.
A.5.3 AMORCES D’ARC
A.6
Les amorces d’arc peuvent se produire sur la
surface intérieure ou extérieure du tube suite à des
coups d’arc accidentels ou à une mise à la terre
inadéquate. Elles prennent généralement la forme de
piqûre ou de cavité visible à l’œil nu, ou bien de zone
dense sur la radiographie. La cavité peut être
entourée d’une zone thermiquement affectée qui peut
avoir une résistance inférieure au matériau de base ou
au dépôt de soudure.
Les limites d’acceptation pour les amorces d’arc
non réparées sont indiquées au tableau A-2 et sont
fondées sur la prémisse que la zone thermiquement
affectée a une résistance nulle mais que toute
imperfection en plan prenant naissance au sein de la
zone thermiquement affectée est émoussée au bord de
la zone. Des données importantes indiquent que la
longueur totale de la brûlure d’arc, y compris la zone
thermiquement affectée, est inférieure à la moitié de
la largeur de la amorce.
Les amorces d’arc contenant des fissures visibles
à l’œil nu sur des radiographies classiques ne sont pas
traitées dans la présente annexe et doivent être
réparées ou enlevées.
Un représentant de la société doit enregistrer sur
une formule appropriée le type, l’emplacement et les
dimensions de toutes les imperfections acceptées
conformément à la présente annexe. Ce dossier doit
être classé avec les radiographies et autres dossiers
d’essais non destructifs de la canalisation.
A.7
Dossier
Exemple
A.7.1 DESCRIPTION
Prenons un projet de canalisation utilisant un tube
API 5L-65 de 36 pouces de diamètre et 0,812 pouce
d’épaisseur de paroi. Les soudures circonférentielle
sur chantier doivent être exécutées par soudage à
l’arc automatique sous protection gazeuse avec
électrode enrobée et doivent faire l’objet d’examen
non destructif à pratiquement 100%. Le mode
opératoire de soudage a été qualifié selon une valeur
CTOD de 0,1010 pouce conformément à la présente
annexe. L’analyse des contraintes a résulté en une
estimation de l’effort axial maximum appliqué de
0,002 pouce par pouce. On n’a enfreint à aucune des
restrictions des paragraphes A.2.2. à A.2.4 inclus. La
société a prévu d’utiliser une technique d’essais non
destructifs capable de déterminer la hauteur des
imperfections et dispose de documentation suffisante
pour démontrer que les imperfections n’auront pas
une largeur supérieure à celle indiquée dans le
rapport d’inspection par plus de 0,050 pouce. La
société a choisi d’appliquer cette technique
d’inspection seulement aux imperfections qui ne
satisfont pas aux normes d’acceptation de la section 9
et d’utiliser une radiographique classique pour
déterminer la conformité à cette section.
A.5.4 INTERACTION DES IMPERFECTIONS
Si
des
imperfections
adjacentes
sont
suffisamment proches, elles peuvent de comporter
comme des de plus grandes imperfections
individuelles. La figure A-6 servira à déterminer s’il
existe une interaction. Dans l’affirmative, les
dimensions d’imperfections effectives indiquées à la
figure A-6 doivent être calculées et l’acceptabilité de
l’imperfection effective doit être évaluée au moyen
des critères d’acceptation applicables. Si une
réparation est indiquée, toutes imperfections
interactives doivent être réparées conformément à la
section A-8.
61
Norme API 1104
A.7.2 CALCULS ET CRITERES
D’ACCEPTATION
A.7.2.4
Les étapes de calcul des dimensions admissibles
des imperfections en plan sont décrites aux
paragraphes A.7.2.1 à A.7.2.9 inclus.
Les tailles d’imperfections admissibles supposées
sont comparées à la figure A-5, note 1, pour
déterminer les tailles d’imperfections admissibles
maximales :
A.7.2.1
Etape 1
amax=0,5t=0,406 pouce
Les informations appropriées suivantes sont
recueillies :
Pour les imperfections superficielles,
aall,s,t ≤ amax
A
B
C
D
Le diamètre du tube, D, est 36 pouces.
L’épaisseur de paroi du tube, t, est 0,812 pouce.
Le CTOD minimum qualifié est 0,010 pouce.
L’effort axial maximum appliqué, ,a, est 0,002
pouce.
E La tolérance d’erreur d’inspection est 0,050
pouce.
A.7.2.2
Etape 4
En conséquence,
aall,s= aall,s,t=0,360 pouce
Pour les imperfections internes,
2aall,b,t> amax
Etape 2
La figure A-5 est consultée pour déterminer a*.
Pour ,a = 0,002 pouce et CTOD = 0,010 pouce, a* =
0,36 pouce.
En conséquence,
A.7.2.3
A.7.2.5
2aall,b= amax=0,406 pouce
Etape 3
Conformément à la figure A-5, note 5, le tableau
A-3 est consulté pour déterminer les limites de la
longueur d’imperfection admissible. Les dimensions
d’imperfections pertinentes sont calculées comme
suit : Pour alt = 0,25,
La
hauteur
d’imperfection
superficielle
admissible supposée (voir la figure A-5, note 3) et la
hauteur d’imperfection enterrée admissible supposée
(voir la figure A-5, note 4) sont déterminées. Pour les
imperfections superficielles,
a1 = 0,25t = 0,203 pouce
aall,s,t=a*=0,36 pouce
2c1 = 0,4D = 14,4 pouces
Pour les imperfections internes,
2c2 = 4t = 3,25 pouces
2aall,s,t=2a*=0,72 pouce
A.7.2.6
Tableau A-2 – Limites d’acceptation pour les
amorces d’arc non réparées
Dimension mesurée
Limite d’acceptation
Largeur
Longueur
Profondeur (au fond du cratère
Etape 5
Etape 6
Le rapport D/t est calculé et conformité au tableau
A-3, note 2, est vérifiée comme suit :
Inférieure à t ou 5/16”
Inférieure à t ou 5/16”
1/16”
D/t = 36/0,812 = 44,3 > 17
En conséquence, 2c2 est inchangé.
Note : Les limites données dans ce tableau sont
applicables pour les niveaux CTOD minimaux de
0,005 pouce ou 0,010 pouce, mais seulement dans le
cadre de la présente annexe.
62
Norme API 1104
Figure A-6 – Critères d’évaluation de l’interaction d’imperfections
63
Norme API 1104
A.7.2.7
aacc = aall – (tolérance d’erreur d’inspection)
Etape 7
La limite de hauteur pour les imperfections peu
profondes, a1, est comparée aux tailles
d’imperfections admissibles maximales afin de
déterminer quelles imperfections supérieures à 25%
de l’épaisseur de paroi sont permises. Pour les
imperfections superficielles,
Le tableau A-5 donne les dimensions acceptables
pour les imperfections en plan pour cet exemple.
A.7.3 EVALUATION DES IMPERFECTIONS
Le tableau A-1 donne les limites d’acceptation
pour porosité, laitier et perçages non réparés.
Comme la note en bas du tableau l’indique, la société
pourrait choisir de les traiter comme des
imperfections en plan et utiliser les mêmes critères
d’acceptation. Dans cet exemple, la société choisit de
ne pas en faire ainsi et d’utiliser des dimensions
déterminées d’après le tableau A-1. Les résultats
d’acceptation en résultant sont donnés au tableau A6. Le facteur de précision de l’inspection n'est pas
compris dans ce cas parce que les dimensions
d’imperfections admissibles sont déjà inférieures aux
dimensions d’imperfections admissibles critiques en
matière de fracture pour les imperfections en plan.
a1<all,s
2c2,s = 2c2= 3,25 pouces
Pour les imperfections internes,
a1<2aall,b
2c2,b = 2c2= 3,25 pouces
Note : Si la taille admissible d’une imperfection
superficielle ou internes était inférieure à a1, la valeur
respective de 2c2 serait réglée égale à zéro et la
valeur respective de a1 serait réduite à la valeur
respective de aall déterminée au paragraphe A.7.2.4.
Le tableau A-6 comprend également les critères
d’acceptation pour les amorces d’arc déterminées à
partir du tableau A-2.
Tableau A-3 – Limites de hauteur des imperfections
Rapport entre hauteur
Longeur d’imperfection
et épaisseur de paroi
admissible 2c
0 < alt < 0,25
0,4D
0,25 < alt < 0,50
4t (voir note 2)
0,50 < alt
0
L’inspecteur prend avec lui des copies du tableau
A-6 et de la figure A-6 au chantier, puis procède aux
étapes suivantes pour chaque imperfection repérée
sur la radiographie :
A L’inspecteur détermine le type et la longueur de
l’imperfection d’après la radiographie.
B L’inspecteur compare le type et la longueur aux
critères d’acceptabilité de la section 9. Si les
imperfections sont acceptables, leur réparation ou
élimination n’est pas nécessaire.
C Si les imperfections ne satisfont pas aux critères
d’acceptabilité de la section 9, l’inspecteur
détermine la hauteur des imperfections (et pour
les imperfections interne, leur proximité de la
surface), au moyen de la technique d’inspection
auxiliaire. (Si la technique d’inspection auxiliaire
mesure également la longueur des imperfections,
la société peut choisir d’améliorer l’estimation de
la longueur des imperfections à ce stade.)
D L’inspecteur compare les imperfections à la figure
A-6 pour déterminer s’il existe des interactions et
si les imperfections essentiellement interne
devraient être traitées comme des imperfections
interne ou superficielles. S’il existe des
interactions avec d’autres imperfections ou
surfaces libres, l’inspecteur calcule les nouvelles
dimensions d’imperfections effectives, tel
qu’indiqué à la figure A-6.
Notes :
1. Les limites données dans ce tableau sont
applicables pour les niveaux CTOD minimaux de
0,005 pouce ou 0,010 pouce, mais seulement dans
le cadre de la présente annexe.
2. Cette valeur est applicable quand Dlt est supérieur
à 17 ; la figure A-7 est applicable quand Dlt est
inférieur ou égal à 17.
A.7.2.8
Etape 8
Un tableau des dimensions d’imperfections
admissibles est établi conformément au tableau A-3.
Le tableau A-4 est un exemple d’un tel tableau
utilisant les dimensions admissibles et la notation du
présent exemple.
A.7.2.9
Etape 9
Les
dimensions
acceptables
pour
les
imperfections en plan sont déterminées à partir des
dimensions admissibles en soustrayant la tolérance
d’erreur d’inspection de chaque valeur de profondeur
ou de hauteur :
64
Norme API 1104
Cette figure est applicable seulement lorsque 3 ≤ D/t ≤ 17 et 0.25 < alt ≤ 0.50.
Figure A-7 – Limite de longueur pour les imperfections profondes dans un tube forte épaisseur
Tableau A-4 – Dimensions d’imperfections admissibles pour l’exemple
Imperfections de surface
Imperfections internes
Hauteur
Longueur admissible
Hauteur
Longueur admissible
0-a1,s
2c1
0-a1,b
2c1
a1,s- aal1,s
2c2.s
a1,s-2aal1,b
2c2.b
0-0,203”
14,40”
0 – 0,203”
14.40”
0,204-0,360”
3,25”
0,204 – 0406”
3,25”
Tableau A-5 – Dimensions d’imperfections en plan acceptables pour l’exemple
Imperfections de surface
Imperfections internes
Hauteur mesurée Longueur admissible
Hauteur mesurée Longueur admissible
0 – 0,153
14,40
0 – 0,153
14.40
0,154 – 0,310
3,25
0,154 – 0,356
3,25
>0,310
0,00
>0,356
0,00
l’emplacement et les dimensions des imperfections
soient enregistrés et classés. Si les imperfections ne
sont pas acceptables, leur réparation ou élimination
est nécessaire.
E L’inspecteur compare les dimensions des
imperfections au tableau A-6 afin de déterminer leur
acceptabilité finale. Si les imperfections sont
acceptables, aucune réparation ou découpe est
nécessaire, mais la section A.6 exige que le type,
65
Norme API 1104
Tableau A-6 – Exemple de critères d’acceptation
alternatifs
Gamme de Longueur
Hauteur
Acceptable
Type d’imperfection
(pouces)
(pouces)
En plan de surface
0 – 0,153
14,400
0,154-0,310
3,250
En plan interne
0 - 0,153
14,400
0,154-0,356
3,25
Porosité
0,203a
0,203a
3,250
Laitier
0,203a
1,620
Perçage non réparé
0,203a
Amorce d’arc
1/16b
5/16c
a
b
c
aacc = taille acceptable d’imperfection en plan =
aall – (tolérance d’erreur d’inspection).
aall = taille d’imperfection admissible.
amax = taille d’imperfection admissible maximale.
ae = taille d’imperfection effective (voir la figure
A-6).
ab = taille d’imperfection interne.
as = taille d’imperfection superficielle.
at = taille d’imperfection supposée.
a1 = limite de hauteur pour imperfection peu
profonde.
B = épaisseur d’éprouvette CTOD.
2c1 = longueur maximale d’imperfection peu
profonde.
2c2 = longueur maximale d’imperfection profonde.
D = diamètre extérieur du tube.
d = profondeur d’une imperfection interne en
dessous de la surface
libre la plus proche (voir figures A-6 et A-8).
J = apport thermique.
S* = amplitude du spectre de fatigue.
t = épaisseur nominale de paroi de tube.
δ = déplacement d’ouverture de tête de fissure
(CTOD), en pouces.
δc = CTOD au niveau d’une fracture instable ou
instantanée sans preuve de croissance de fissure
lente.
δu = CTOD au niveau d’une fracture instable ou
instantanée avec preuve de croissance de fissure
lente.
δm = CTOD à la première obtention de la charge
maximale.
Taille acceptable pour toute dimension.
Hauteur acceptable.
Largeur et longueur acceptables.
A.8 Réparations
Toutes imperfections qui ne sont pas acceptables
selon les dispositions de la présente annexe doivent
être réparées ou éliminées conformément aux
sections 9 et 10.
A.9 Nomenclature
A = hauteur maximale d’une imperfection
superficielle, ou la moitié de la hauteur d’une
imperfection interne mesurée dans le sens radial
(voir la figure A-8).
a * = taille d’imperfection de référence (voir la
figure A-50).
Figure A-8 – Nomenclature pour les dimensions d’imperfections de surface et internes
66
Norme API 1104
ANNEXE B – SOUDAGE EN SERVICE
B.1Généralités
Plusieurs méthodes de prédiction de l’apport
thermique ont été mises au point, y compris un
modèle informatique d’analyse thermique1. Alors que
ces méthodes ou d’autres méthodes éprouvées sont
utiles pour la prédiction le l’apport thermique requis
pour une application de soudage en service donnée,
elles ne remplacent pas la qualification de mode
opératoire (section B.2). Le préchauffage, le cas
échéant, et/ou l’usage d’une séquence de dépôt de
passe de revenu peuvent également réduire le risque
de fissuration à l’hydrogène. Dans certaines
conditions d’exploitation de canalisations, la capacité
du contenu en circulation à extraire de la chaleur de
la paroi du tube tend à rendre l’usage efficace de
préchauffage plus difficile. Des exemples de
séquences de passe de revenu types sont représentés à
la figure B-1. Afin de minimiser l’effort agissant sur
la soudure, on doit également prêter attention à un
bon agencement afin de minimiser la concentration
de contraintes à la racine de la soudure.
La présente annexe concerne les pratiques de
soudage recommandées pour l’exécution de soudures
ou l’installation d’accessoires sur des canalisations et
réseaux de tuyauterie qui sont en service. Pour les
besoins de la présente annexe, les canalisations et
réseaux de tuyauterie en service sont définis comme
ceux contenant du pétrole brut, des produits pétroliers
ou des gaz combustibles qui peuvent être sous
pression ou en circulation. La présente annexe ne
couvre pas les canalisations et réseaux de tuyauterie
qui ont été entièrement isolés et mis hors service, ou
qui n’ont pas été mis en service.
Il existe deux sujets de préoccupation
primordiaux en ce qui concerne le soudage sur des
canalisations en service. Le premier est d’éviter tout
« perçage » où l’arc de soudage entraîne une brèche
dans l’épaisseur du tube. Le deuxième est la
fissuration à l’hydrogène du fait que les soudures
exécutées en service refroidissent à une vitesse
accélérée suite à la capacité du contenu en circulation
d’extraire de la chaleur de la paroi du tube.
L’application satisfaisante de soudage en service
doit assurer un équilibre entre la sécurité d’une part et
la
prévention
de
propriétés
matérielles
insatisfaisantes d’autre part. Par exemple, si la paroi
du tube est mince [inférieure à 0,250 pouce (6,4
mm)], il peut s’avérer nécessaire de limiter l’apport
thermique afin de minimiser le risque de perçage ;
toutefois, un niveau d’apport thermique bas peut être
insuffisant pour surmonter la capacité du contenu en
circulation à extraire de la chaleur de la paroi du tube,
donnant lieu à des vitesses de refroidissement des
soudures excessives et un risque de fissuration à
l’hydrogène s’ensuivant. Il y a donc lieu d’arriver à
un compromis. Quand l’apport thermique admissible
maximum permettant d’éviter un perçage est
insuffisant pour assurer une protection adéquate
contre la fissuration à l’hydrogène, des précautions
alternatives (séquence de dépôt de passe de revenu)
doivent être utilisées.
Un perçage est improbable si l’épaisseur de paroi
est égale ou supérieure à 0,250 pouce (6,4 mm) à
condition que des électrodes à basse teneur en
oxygène (type EXX 18) et des pratiques de soudage
normales soient utilisées. Le soudage sur des
canalisations en service à paroi plus mince est
possible et considéré courant par de nombreuses
sociétés ; toutefois, des précautions particulières,
telles que l’usage d’un mode opératoire limitant
l’apport thermique, sont souvent spécifiées.
Pour qu’une fissuration à l’hydrogène se
produise, trois conditions doivent être réunies. Ces
conditions sont : la présence d’hydrogène dans la
soudure, le développement d’une microstructure de
soudure sensible à la fissuration, et un effort de
traction agissant sur la soudure. Afin de prévenir la
fissuration à l’hydrogène, au moins l’une des trois
conditions nécessaires à son apparition doit être
minimisée ou éliminée. Pour les soudures exécutées
sur des canalisations en service, on a connu un
certain succès en se servant d’électrodes à basse
teneur en hydrogène ou d’un procédé à basse teneur
en hydrogène et, comme de bas niveaux d’hydrogène
ne peuvent pas toujours être garantis, en faisant appel
à des modes opératoires qui minimisent la formation
de microstructures sensibles à la fissuration. Les
modes opératoires les plus courants font appel à un
niveau d’apport thermique suffisamment élevé pour
surmonter l’effet du contenu en circulation.
1
“Investigation et prédiction des vitesses de
refroidissement lors du soudage de maintenance de
canalisations et guide de l’utilisateur pour les
modèles d’analyse thermique de piquages sur
conduite en charge de Battelle,” Ordre API n°
D12750.
67
Norme API 1104
Notes :
1. Une couche de « beurrage » de métal de soudure est d’abord déposée au moyen de cordons tirés.
2. Des niveaux d’apport thermique plus élevés sont utilisés pour les passes postérieures, qui
raffinent et font revenir la zone thermiquement affectée de la première couche.
Figure B-1 – Exemples de séquences de dépôt des cordons thermiquement afféctées.
Pour les soudures en service, l’équivalent en
carbone2 du matériau auquel s’applique le mode
opératoire devrait être identifié en plus de la limite
élastique minimale spécifiée. Les niveaux
d’équivalent en carbone peuvent être regroupés.
La majorité de la présente annexe a trait à la
prévention de la fissuration à l’hydrogène dans des
soudures en service. Si l’épaisseur de paroi de tube
est inférieure à 0,250 pouce (6,4 mm), le risque de
perçage devrait être pris en compte. Le modèle
informatique d’analyse thermique1 préalablement
mentionné ou toute autre méthode éprouvée devrait
servir à déterminer les limites d’apport thermique
pour ces applications. Il conviendrait de prêter plus
ample attention au soudage sur des canalisations et
réseaux de tuyauterie en service qui contiennent des
produits qui deviennent explosivement instables dès
l’application de chaleur, ou qui contiennent des
produits qui affecteront la matériau du tube en le
rendant sensible à l’inflammation, la fissuration par
corrosion sous contrainte, ou la fragilisation. Des
directives supplémentaires se trouvent dans la
pratique recommandée API 2201.
Les exigences relatives aux soudures d’angle
dans le texte principal de la norme API 1104
doivent être appliquées aux soudures en service
qui touchent la canalisation, sauf pour les
exigences alternatives/supplémentaires spécifiées
ci-après.
B.2.1.1.2 Conditions d’exploitation de
canalisation
Pour les soudures en service, les conditions
d’exploitation de la canalisation (contenu, débit, etc.)
auquel s’applique le mode opératoire devraivent être
identifiées. Les conditions peuvent être regroupées.
B.2.1.1.3 Gamme d’apport thermique
Pour les modes opératoires destinés à surmonter
l’effet du contenu en circulation au moyen d’un
niveau d’apport thermique3 (modes de contrôle
d’apport thermique), la gamme d’apport thermique
requis devrait être spécifiée.
B.2.1.1.4 Séquence de dépôt de soudure
Pour les modes opératoires destinés à surmonter
l’effet du contenu en circulation au moyen d’une
séquence de dépôt de passe de revenu (modes
opératoires de passe de revenu), la séquence de
dépôt de soudure requise devrait être spécifiée.
B.2 Qualification des modes opératoires
de soudage en service
Les exigences de qualification de mode opératoire
pour les soudures d’angle figurant à la section 5
devraient être appliquées aux soudures en service,
sauf pour les exigences alternatives/supplémentaires
spécifiées ci-après.
2
B.2.1 SPECIFICATION DE MODE
OPERATOIRE
B.2.1.1
CEHW = %C + %mn/6 + (%Cu + %Ni)/15 + (%Cr +
% Mo + %V)/5.
3
Apport thermique (kJ/pouce) = (Ampères x Volts x
60)/(Vitesse d’avance [pouces/min.] x 1000) – ou Apport thermique (kJ/mm) = (Ampères x Volts x
60)/(Vitesse d’avance [mm/sec.] x 1000).
Informations relatives à la spécification
B.2.1.1.1 Matériau de tubes et raccords
68
Norme API 1104
B.2.2 VARIABLES ESSENTIELLES
B.2.4 CONTRÔLE DES JOINTS SOUDES
B.2.2.1
Changements exigeant une
requalification
B.2.4.1
Préparation
Les exigences de la section 5.8. conviennent au
soudage en service, sauf que les éprouvettes
devriaient être découpées sur le joint aux endroits
indiqués à la figure B-3 et le nombre minimum
d’éprouvettes ainsi que les essais auxquels elles
doivent être soumises sont indiqués au tableau B-1.
B.2.2.1.1 Matériau de tubes et raccords
Pour les soudures d’angle en service, la limite
élastique minimale spécifiée n’est pas une variable
essentielle.
B.2.2.1.2 Conditions d’exploitation de
canalisation
B.2.4.2
Pour les soudures en service, un accroissement de
la rigueur des conditions d’exploitation de la
canalisation
(en
termes
de
vitesses
de
refroidissement) au dessus du groupe qualifié
constitue une variable essentielle.
Soudures à cordon longitudinal
Les soudures à cordon longitudinal sur les
manchons périphériques devraient être contrôlés
conformément à la section 5.6. Le matériau de
soutien, le cas échéant, devrait être enlevé et les
éprouvettes peuvent être aplaties à la température
ambiante avant d’être contrôlées.
B.2.2.1.3 Epaisseur de paroi de tube
B.2.4.3
Pour les soudures d’angle en service, l’épaisseur
de paroi de tube n’est pas une variable essentielle.
Soudures de piquage ou manchon
Les soudures de piquage ou manchon devraient
être contrôlées conformément à la section 5.8. sauf
pour les contrôles des éprouvettes supplémentaires
indiqués à la section B.2.4.1.
B.2.2.1.4 Séquence de dépôt de soudure
Tout changement d’une séquence de dépôt de
passe de revenu à une autre séquence de dépôt
quelconque constitue une variable essentielle.
B.2.4.4 Contrôles de macrosections – soudures
de piquage et manchon
B.2.3 SOUDAGE DE JOINTS D’ESSAI
B.2.4.4.1 Préparation
Les exigences de la section 5.7 pour les soudures
de piquage et manchon s’appliquent au soudage en
service. Les conditions d’exploitation de canalisation
qui affectent la capacité du contenu en circulation à
extraire de la chaleur de la paroi du tube devraient
être simulées lors de la réalisation des joints d’essai.
Les éprouvettes d’essais de macrosections (voir la
figure B-4) devraient avoir une largeur d’au moins ½
pouce (13 mm). Elles peuvent être coupées à la
machine ou oxycoupées, surdimensionnées et usinées
par procédé non thermique pour enlever au moins ¼
pouce (6 mm) sur le(s) côté(s) à préparer. Pour
chaque éprouvette de macro-section, au moins une
face devrait être meulée à un fini de grain 600 et
attaquée avec un réactif approprié, tel que le
persulfate d’ammonium ou l’acide chlorhydrique
dilué, pour donner une claire définition de la structure
de la soudure.
Note : Le fait de remplir d’eau le tronçon d’essai
et de laisser l’eau couler à travers le tronçon d’essai
pendant la réalisation du joint d’essai s’est avéré
produire des conditions thermiques équivalentes à ou
plus rigoureuses que toute application de soudage en
service type (voir la figure B-2). Les modes
opératoires qualifiés dans ces conditions conviennent
par conséquent à toute application en service type.
D’autres agents (par exemple, huile moteur) peuvent
servir à simuler des conditions thermiques moins
rigoureuses.
B.2.4.4.2 Examen visuel
La coupe transversale de la soudure doit faire l’objet
d’un examen visuel qui révélera suffisamment les
détails de l’intégrité de la soudure. L’usage de
dispositifs optiques ou de liquide d’imprégnation
n’est pas nécessaire.
69
Norme API 1104
Chaque éprouvette devrait être placée vers
l’intercalaire. Le plongeur devrait être forcé dans
l’intercalaire jusqu’à ce que la courbure de
l’éprouvette ait une forme sensiblement en U.
B.2.4.4.3 Essai de dureté
Deux des quatre macro-éprouvettes devraient être
préparées en vue de l’essai de dureté conformément à
la norme ASTM E92. Un minimum de cinq
empreintes devrait être effectué au moyen d’un
poinçon Vickers et d ‘une charge de 10 kg dans la
zone thermiquement affectée (HAZ) à grain grossier
au niveau du bord de soudure de chaque éprouvette.
B.2.4.5.3 Exigence
L’essai de pliage à l’endroit devrait être considéré
acceptable si, après pliage, aucune fissure ou
imperfection dépassant la moindre valeur d’entre 1/8
pouce (3 mm) ou la moitié de l’épaisseur de paroi
nominale dans un sens quelconque n’est présente
dans le métal de soudure ou dans la zone
thermiquement affectée. Les fissures prenant
naissance sur le rayon extérieur du pliage le long des
bords de l’éprouvette pendant l’essai et inférieures à
¼ pouce (6 mm), mesuré dans n’importe quel sens,
ne devraient pas être prises en compte sauf si on
observe des imperfections évidentes.
B.2.4.4.4 Exigences
Un examen visuel de la coupe transversale de la
soudure devrait démontrer qu’elle présente une
fusion complète à la racine et est exempte de fissures.
La soudure d’angle devrait avoir des longueurs de
branches qui sont au moins égales aux longueurs
spécifiées dans la qualification de mode opératoire et
ne devrait pas dévier en concavité ou convexité de
plus de 1/16 pouce (1,6 mm). La profondeur du
caniveau ne devrait pas dépasser la moindre valeur
d’entre 1/32 pouce (0,8 mm) ou 12 ½ % de
l’épaisseur de paroi de tube. Les modes opératoires
qui produisent des valeurs de dureté HAZ supérieures
à 350 HV devraient être évalués en ce qui concerne le
risque de fissuration à l’hydrogène.
B.3Qualification des soudeurs en service
Pour le soudage en service, le soudeur devrait être
qualifié pour l’application du mode opératoire
spécifique utilisé conformément aux exigences de la
section
6.2,
sauf
pour
les
exigences
alternatives/supplémentaires spécifiées ci-après.
B.3.1 SOUDAGE D’ASSEMBLAGE D’ESSAI
B.2.4.5 Essai de pliage à l’endroit – soudures de
piquage et manchon
Pour le soudage en service, les conditions
d’exploitation de la canalisation qui affectent la
capacité du contenu en circulation à extraire de la
chaleur de la paroi du tube devraient être simulées
pendant la confection des joints d’essai.
B.2.4.5.1 Préparation
Les éprouvettes de pliage à l’endroit (voir la
figure B-5) devrait avoir une longueur d’environ 9
pouces (230 mm) et une largeur d’environ 1 pouce
(25 mm). Elles peuvent être coupées à la machine, ou
oxycoupées, surdimensionnées et usinées par procédé
non thermique pour enlever au moins 1/8 pouce (3
mm) sur chaque côté. Les côtés devraient être lisses
et parallèles, et les bords longs arrondis. Le manchon
ou le piquage et les surépaisseurs devraient être mis à
niveau avec la surface, mais pas en dessous de la
surface de l’éprouvette, Aucun caniveau ne devrait
être enlevé.
Note : Le fait de remplir d’eau le tronçon d’essai
et de laisser l’eau couler à travers le tronçon d’essai
pendant la réalisation du joint d’essai s’est avéré
produire des conditions thermiques équivalentes à ou
plus rigoureuses que toute application de soudage en
service type (voir la figure B-2). Les soudeurs
qualifiés dans ces conditions sont par conséquent
qualifiés pour toute application en service type.
D’autres agents (par exemple, huile moteur) peuvent
servir à simuler des conditions thermiques moins
rigoureuses.
Pour les modes opératoires de régulation d’apport
thermique, le soudeur devrait être capable de
démontrer son aptitude à maintenir un niveau
d’apport thermique dans les limites de la gamme
spécifiée. Pour les modes opératoires de passe de
revenu, le soudeur devrait être capable de démontrer
le bon placement de la passe.
Note : Au lieu de prélever des éprouvettes séparées
pour l’essai de pliage à l’endroit, la portion restante
des éprouvettes de rupture avec entaille peut être
utilisée.
B.2.4.5.2 Méthode
Les éprouvettes de pliage à l’endroit ne devraient
pas être contrôlées moins de 24 heures après le
soudage. Elles devraient être pliées dans un gabarit
d’essai de pliage dirigé similaire à celui représenté à
la figure 9.
B.3.2 CONTRÔLE DE SOUDURE
La soudure devrait être contrôlée et jugée
acceptable si elle satisfait aux exigences des sections
6.4 et 6.5.
70
Norme API 1104
Note : Cette position d’essai qualifie le mode opératoire pour toutes les positions. Des
essais peuvent être effectués dans d’autres positions qui ne qualifieront le mode opératoire
que pour la position donnée.
Figure B-2 – Assemblage suggéré pour essai de qualification de mode opératoire et de soudeur
d’épaisseur de paroi. Tous les soudeurs exécutant des
travaux de réparation devraient bien connaître les
précautions de sécurité associées à la coupe et au
soudage sur des tuyauteries contenant ou ayant
contenu du pétrole brut, des produits pétroliers ou des
gaz combustibles. Un complément de directives se
trouve dans la Pratique recommandée API 2201.
B.3.3 DOSSIERS
Les conditions d’exploitation de la canalisation
(contenu, débit, etc.) pour lesquelles le soudeur est
qualifié devraient être identifiées. Les conditions
peuvent être regroupées.
B.4Pratiques suggérées de soudage en service
Les exigences relatives au soudage de production
de la section 7 devraient être appliquées aux soudures
en
service,
sauf
pour
les
exigences
alternatives/supplémentaires spécifiées ci-après.
Avant de souder sur une canalisation ou un réseau
de tuyauterie en service, les soudeurs devraient tenir
compte des aspects affectant la sécurité, telle que la
pression de service, les conditions d’écoulement et
l’épaisseur de paroi à l’emplacement du soudage. Les
zones à souder devraient être inspectées afin de
vérifier l’absence d’imperfections et la suffisance
B.4.1 ALIGNEMENT
B.4.1.1
Ajustage
Pour les soudures de manchon et selle,
l’intercalaire entre le manchon ou la selle et la
canalisation ne devrait pas être excessif. Des
dispositifs de serrage peuvent être utilisés pour
obtenir le bon ajustage. Le cas échéant, une
accumulation de métal de soudure sur la canalisation
peut servir à minimiser l’intercalaire.
71
Norme API 1104
Note : T = traction ; RB = pliage à l’envers ; FB = pliage à l’endroit ; NB = pliage avec
entaille ; SB = pliage sur le côté ; MT = macro-test.
Figure B-3 – Emplacement des éprouvettes – homologation du mode opératoire de soudage en service
Tableau B-1 – Type et nombre d’éprouvettes – essai de qualification de mode opératoire de soudage en service
Nombre d’éprouvettesa
Epaisseur
Type de
Texture
Pliage
Pliage
Pliage
de paroi
soudure
Traction
Texture
envers
endroit
coté
Macro
Total
≤0,500”
Chanfrein
2
2
2
2
8
(12.7 mm)
Manchon
4b
4
4
12
Piquage
4b
4
4
12
>0,500”
Chanfrein
2
2
4
8
(12.7 mm)
Manchon
4b
4
4
12
Piquage
4b
4
4
12
a
b
Pour les tubes ou piquages de diamètre inférieur ou égal à 4,500 pouces (114,3 mm), deux soudures peuvent être
requises.
Au gré du maître de l’ouvrage, la portion restante de ces éprouvettes peut être préparée en vue de et soumise à
l’essai de pliage à l’endroit (voir B.2.4.5) après qu’elles ont été soumises à l’essai de rupture avec entaille.
72
Norme API 1104
Note : Aplanir et attaquer au moins une face de chaque section d’éprouvette avec un réactif
approprié pour donner une claire définition à la structure de la soudure.
Figure B-4 – Eprouvette de macro-test - soudures en service
Notes :
1. Les éprouvettes peuvent être coupées à la machine ou oxycoupées, surdimensionnées et usinées (voir B.2.3.5.1).
2. La surépaisseur de soudure de manchon ou piquage devrait être mise à niveau avec la surface de l’éprouvette en
usinant la surface intérieure. L’éprouvette de soudure de piquage est représentée dans le sens axial ; les éprouvettes
dans l’autre sens sont courbées. Les éprouvettes ne devraient pas être aplaties avant les essais.
3. Lorsque l’épaisseur de paroi est supérieure à 0,500 pouce (12,7 mm), elle peut être réduite à 0,500 pouce (12,7
mm) en usinant la surface intérieure.
4. Au lieu de prélever des éprouvettes séparées pour l’essai de pliage à l’endroit, la portion restante des éprouvettes
de rupture avec entaille peut être utilisée.
Figure B-5 – Eprouvette d’essai de pliage à l’endroit
B.4.1.2
Note : La pénétration de la soudure bout à bout
longitudinale dans la canalisation n’est pas
souhaitable car toute fissure pouvant se développer
est exposée à l’effort annulaire dans la canalisation.
Ecartement des bords – soudures à
cordon longitudinal
Pour les soudures bout à bout longitudinales de
manchons circonférentiels, lorsqu’une pénétration
complète est exigée, l’écartement des bords en about
devrait être suffisant. Ces joints devraient être
pourvus d’une bande de soutien en acier doux ou
d’un ruban approprié afin de prévenir la pénétration
de la soudure dans la canalisation.
B.4.2 Séquence de soudage
Les séquences de soudage de manchon et piquage
suggérées sont indiquées aux figures B-6 à B-11
inclus.
73
Norme API 1104
B.5
Inspection et contrôles de
soudures en service
B.6
Normes d’acceptabilité : essais
non destructifs (y compris examen visuel)
Les exigences d’inspection et de contrôles de la
section 8 devraient être appliquées aux soudures en
service,
sauf
pour
les
exigences
alternatives/supplémentaires spécifiées ci-après.
Les normes d’acceptation de la section 9 pour les
imperfections repérées par essais non destructifs
devraient être appliquées aux soudures en service.
Du fait que les soudures en service qui touchent la
canalisation sont particulièrement sensibles à une
fissuration sous-couche ou à l’hydrogène retardée, il
convient d’utiliser une méthode d’inspection capable
de détecter ces fissures, tout particulièrement au
niveau du bord de la canalisation.
B.7 Réparation et élimination des
défauts
Les exigences de la section 10 relatives à la
réparation et l’élimination de défauts devraient être
appliquées aux soudures en service. On doit prendre
soin pendant l’élimination du défaut de s’assurer que
l’épaisseur de paroi n’est pas réduite à une valeur
inférieure à celle qui est acceptable pour la pression
de service de la canalisation.
Note : Un contrôle magnétoscopique, un contrôle aux
ultrasons, ou une combinaison des deux, au moyen de
modes opératoires bien établis, qualifiés et approuvés
se sont avérés effectifs pour la détection de fissures à
l’hydrogène au bord des soudures de manchon, selle
et piquage sur une canalisation.
Note : Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société.
Figure B-6 – Semelle de renforcement
74
Norme API 1104
Note : Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société.
Figure B-7 – Selle de renforcement
Note : Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société et les soudures
périphériques numéros 3 et 4 n’ont pas besoin d’être exécutées.
Figure B-8 – Manchon circonférentiel
75
Norme API 1104
Notes :
1. Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société.
2. En service, le raccord est à la pression de la canalisation.
Figure B-9 – Té circonférentiel
Note : Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société et les soudures
périphériques numéros 3 et 4 n’ont pas besoin d’être exécutées.
Figure B-10 – Selle et manchon circonférentiels
76
Norme API 1104
Note : Séquence de soudage suggérée ; d’autres peuvent être suivies au gré de la société.
Figure B-11 – Selle circonférentielle
77
Norme API 1104
D’autres exemplaires peuvent s’obtenir
auprès du service de Publications et de
Diffusion API: (202) 682-8375.
Tous renseignements concernant les
publications, programmes et services API
peuvent s’obtenir sur la toile mondiale au
site : http://www.api.org
American Petroleum Institute
1201 l Street, Northwest
Washington, D.C. 20005-4070
202-682-8000
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