Nouvelle spécification de procédé de soudage (WPS) pour l'assemblage de métaux dissimilaires (par exemple, acier inoxydable et acier au carbone) dans les systèmes de tuyauterie

Nouvelle spécification de procédé de soudage (WPS) pour l'assemblage de métaux dissimilaires dans les systèmes de tuyauterie

1.0 Domaine d'application et utilisation

Ceci Spécification de procédé de soudage (WPS) établit des paramètres qualifiés pour l'assemblage acier inoxydable austénitique (par exemple, 304/316/L) à l'acier au carbone (par exemple, A106 Gr.B, A516 Gr.70) dans les systèmes de tuyauterie. La procédure aborde les défis techniques associés à la soudure de métaux dissimilaires (DMW) , notamment la dilatation thermique différentielle, la migration du carbone et la gestion des contraintes résiduelles.

2.0 Matériaux de Base

2.1 Combinaisons de Matériaux Qualifiées

2.2 Plages d'Épaisseur des Matériaux

• Diamètre du tube : ½" NPS à 48" NPS

• Épaisseur de mur : 1,6 mm à 50 mm

3.0 Sélection du Métal d'Apport

3.1 Métaux d'Apport Recommandés

Tableau : Sélection du Métal d'Apport en Fonction des Conditions de Service

3.2 Choix du métal d'apport

• Maîtrise de la migration du carbone : Les métaux d'apport riches en chrome et en nickel empêchent la diffusion du carbone

• Gestion de la dilution : Une dilution minimale de 30 % côté acier au carbone est requise

• Contrôle de la ferrite : 5 à 12 FN (Ferrite Number) pour éviter les fissures de solidification

4.0 Conception et préparation des joints

4.1 Configuration standard des joints

Rainure en V simple avec angle de chanfrein de 37,5°, épaisseur de racine de 1,6 mm et ouverture de racine de 3,2 mm

4,2 Exigences de préparation

• Côté acier inoxydable : Nettoyage mécanique uniquement, pas de contamination par l'acier au carbone

• Côté acier au carbone : Éliminer toutes les écailles, la rouille et la peinture sur 25 mm depuis le joint

• Assemblage : Désalignement maximum de 1,6 mm ou 10 % de l'épaisseur de la paroi, selon la valeur la plus faible

5,0 Paramètres de technique de soudage

5.1 Procédé de soudage : GTAW (racine) + SMAW (remplissage/capuchon)

Tableau : Paramètres de soudage par position

5,2 Exigences techniques critiques

• Direction de l'arc : Diriger toujours l'arc vers le côté en acier au carbone

• Positionnement des cordons : Déposer principalement le métal d'apport sur le côté en acier au carbone

• Température interpassage : Maximum 150°C, minimum 16°C

• Rechargement : Rechargement léger des passes intermédiaires autorisé

6.0 Préchauffage et température interpassage

6.1 Exigences de préchauffage

6.2 Contrôle de la température inter-passes

• Le montant maximal : 150 °C pour toutes les épaisseurs

• Minimum : 10 °C au-dessus de la température de préchauffage

• Surveillance : Surveillance continue requise pour les sections épaisses

7.0 Traitement thermique après soudage (PWHT)

7.1 Exigences relatives au PWHT

Tableau : Paramètres du PWHT selon la combinaison des matériaux

7,2 Considérations relatives au traitement thermique après soudage (PWHT)

• Éviter la sensibilité à la corrosion intercristalline : Maintenir sous 425°C pour les aciers inoxydables de la série 300

• Migration du carbone : Le PWHT accélère la diffusion - réduire au minimum le temps d'exposition à la température

• Suppression des outillages : Effectuer un TRP avant de retirer les fixations d'alignement

8.0 Examen non destructif (END)

8.1 Méthodes d'examen requises

• 100 % d'examen visuel : VT selon AWS D1.1

• Examen radiographique : RT selon ASME Sec V Art 2

• Examen par ressuage : PT sur le passe de racine accessible

8.2 Critères d'acceptation

• Porosité : Diamètre maximum de 3,2 mm, 6 mm entre indications

• Fissures : Aucune permise

• Fusion incomplète : Aucune permise

• Sous-coupe : Profondeur maximum de 0,8 mm, 0,5 mm pour service cyclique

9.0 Registres de qualification de procédé (PQR)

9.1 Essais requis

• Essai de traction transversal : Résistance minimale égale au métal de base le plus faible

• Essais de pliage à la racine et à la face : 4 éprouvettes minimum

• Examen macroscopique : Section attaquée

• Relevé de dureté : Dureté Vickers à travers l'assemblage soudé

9.2 Limites de dureté

• Métal de soudure : ≤ 225 HV

• ZAT acier au carbone : ≤ 240 HV

• ZAT acier inoxydable : ≤ 220 HV

10.0 Sécurité et considérations environnementales

10.1 Exigences en matière de ventilation

• Extraction locale : Obligatoire pour toutes les opérations de soudage

• Extraction de fumées : Obligatoire pour les opérations SMAW

• Contrôle de l'air : Obligatoire pour le soudage en espaces clos

10.2 Manipulation des matériaux

• Acier inoxydable ségrégué : Éviter la contamination par les outils en acier au carbone

• Stockage des consommables : L'électrode ER309L doit être conservée dans son emballage d'origine jusqu'à son utilisation

• La propreté : Nettoyage à l'alcool obligatoire pour les surfaces en acier inoxydable

11.0 Limitations et restrictions de la procédure

11.1 Restrictions de processus

• Pas de découpage oxyacétylénique sur les bords préparés

• Pas de gougeage à l'arc au carbone sur le côté inoxydable

• Minimum 3 passes pour épaisseur de paroi > 12 mm

11.2 Restrictions de service

• Non qualifié pour service létal sans essai supplémentaire

• Limitation de température : -29 °C à 425 °C

• limitation du pH : Non adapté pour service caustique au-delà de 50 °C

12.0 Guide de dépannage

12.1 Problèmes courants et solutions

13.0 Enregistrements et Documentation

13.1 Documentation requise

• WPS : Cette spécification

• PQR : Enregistrement de qualification de procédé support

• WPQ : Qualifications de performance du soudeur

• Rapports CND : Tous les résultats d'examens

• Diagrammes de traitement thermique enregistrement continu pour le traitement thermique post-soudage

13.2 Durée de conservation

• Minimum 5 ans pour tous les enregistrements

• Durée de vie de l'installation pour les applications critiques de sécurité