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Welding Procedure Specification (WPS)
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Le traitement thermique après soudage est un procédé de chauffage réalisé après le soudage afin d'améliorer les propriétés de l'assemblage soudé. Il peut être réalisé pour une ou plusieurs de trois raisons fondamentales (1) :
Le besoin de PWHT découle généralement des exigences des codes. Pour la Section I, ces exigences figurent au paragraphe PW-39 Requirements for Postweld Heat Treatment. Les règles de la Section I (2) s'appliquent uniquement aux composants de la chaudière et non aux tuyauteries externes (voir B31.1/B31.3).
La plupart des assemblages soudés en acier inoxydable austénitique ne nécessitent pas de traitement thermique après soudage (PWHT). Un traitement thermique est toutefois parfois utilisé pour améliorer la résistance à la corrosion, pour relaxer les contraintes, ou les deux. Les problèmes de corrosion liés aux soudures des aciers inoxydables austénitiques sont souvent localisés dans la zone affectée thermiquement (ZAT). Si l'environnement de service est connu pour attaquer les zones sensibilisées contenant des carbures intergranulaires, ou si une résistance maximale à la corrosion est requise, un traitement thermique de remise en solution à la température de recuit doit être appliqué après soudage afin de redissoudre les carbures. (3)
PW-39.1 Avant d'appliquer les exigences détaillées et les exemptions de ces paragraphes, les qualifications des modes opératoires de soudage à utiliser doivent être réalisées de manière satisfaisante, conformément à toutes les variables essentielles de la Section IX, y compris les conditions de traitement thermique après soudage ou d'absence de traitement thermique, et les autres restrictions indiquées ci-dessous.
PW-39.2 Lorsque des composants sous pression appartenant à deux groupes P-Number différents sont assemblés par soudage, le traitement thermique après soudage doit être celui spécifié au tableau PW-39 et dans les notes applicables pour le matériau exigeant la température de traitement la plus élevée, sauf indication contraire au PW-39.2.1. Lorsque des composants non soumis à la pression sont soudés sur des composants sous pression, c'est la température de traitement des composants sous pression qui prévaut.
PW-39.2.1 Les soudures d'angle, les soudures à pénétration partielle et les soudures à pleine pénétration dans l'épaisseur du tube ou du tuyau, assemblant des tubes et tuyaux P-No. 5A à des collecteurs en matériau de P-Number inférieur, peuvent être traitées thermiquement à la température spécifiée au tableau PW-39 pour le matériau de P-Number inférieur, à condition que les tubes ou tuyaux respectent toutes les conditions suivantes :
(a) une teneur maximale spécifiée en chrome de 3,0 %
(b) une dimension maximale de NPS 4 (DN 100)
(c) une épaisseur maximale de 1/2 in (13 mm)
(d) une teneur maximale spécifiée en carbone ne dépassant pas 0,15 %
PW-39.3 Dans les procédures qui suivent, le volume de métal à chauffer pour atteindre ou dépasser les températures minimales de traitement thermique après soudage indiquées au tableau PW-39 est appelé « bande de maintien ». Au minimum, la bande de maintien doit comprendre la soudure et une partie du métal de base de chaque côté de la soudure traitée, y compris les zones affectées thermiquement. La largeur de chaque partie de métal de base à inclure dans la bande de maintien doit être égale à la plus petite des deux valeurs suivantes : l'épaisseur de l'appareil ou de la virole, ou 2 in (50 mm). Une plus grande quantité de métal de base, d'un côté ou des deux côtés de la soudure, peut également être chauffée afin de maîtriser le gradient de température.
L'assemblage soudé doit être chauffé lentement jusqu'à la température spécifiée au tableau PW-39, maintenu pendant la durée spécifiée, puis refroidi lentement en atmosphère calme jusqu'à une température ne dépassant pas 800 °F (425 °C). Plusieurs assemblages soudés d'épaisseurs différentes peuvent être traités simultanément dans le même four. Le terme épaisseur nominale du tableau PW-39 désigne la plus faible des épaisseurs suivantes : celle de la soudure, celle du matériau soumis à la pression ou celle de la plus mince des pièces assemblées. Pour les soudures d'angle, l'épaisseur nominale est l'épaisseur de gorge ; pour les soudures à pénétration partielle et les soudures de réparation du matériau, c'est la profondeur du chanfrein ou de la préparation. Pour les soudures combinant chanfrein et angle, l'épaisseur nominale est l'épaisseur totale du métal déposé, soit la profondeur du chanfrein plus la gorge de la soudure d'angle. La profondeur totale d'une réparation par soudage correspond à la somme des profondeurs des réparations effectuées des deux côtés d'une soudure à un emplacement donné. Le temps de maintien à la température spécifiée au tableau PW-39 n'a pas besoin d'être continu. Il peut correspondre au cumul de plusieurs cycles de traitement thermique après soudage.
Les informations suivantes sont nécessaires pour déterminer le besoin de PWHT :
Pour chacun des matériaux utilisés, reportez-vous au tableau PW-39 de la Section I (voir figure 1) et suivez les étapes ci-dessous :
Figure 1 : Exemple de règles de traitement thermique après soudage pour P-No 1, groupes 1, 2 et 3
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