Rechercher dans les articles et les forums

Calcul du temps de l'inertage et / ou chambrage d'une tuyauterie inox ou d'une capacité

Publié: le 28/06/2019 à 15:56 Dernière mise à jour: le 28/06/2019 à 15:56 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 3559
Des soudures de haute qualité sur tubes et tuyauteries inox ne peuvent être réalisées que si la racine et l'envers de la soudure est protégée de toute oxydation par l'air ambiant.
Les différentes techniques disponibles pour assurer cette protection sont connues sous le terme d’inertage.
La question suivante est souvent posée par les soudeurs sur tuyauteries et capacités en acier inoxydable.
Quel doit être le temps de balayage et d'inertage de l'envers de la tuyauterie ou de la capacité avant pointage et soudage ?
Cet article technique est rédigé pour répondre au mieux à l’attente des lecteurs.

1 - Introduction

L'inertage est l'action de remplacer la totalité de l'air ambiant dans une chambre et / ou une capacité par un gaz neutre dit inerte afin d'éviter l'oxydation du bain de fusion et de l'envers de la soudure.
Le gaz inerte est souvent de l'argon pur, de l'azote pur ou un mélange de gaz par exemple argon + hydrogène dit formier ou argon + azote.
Cette opération est délicate car elle demande de la méthode et de l'expérience de la part du soudeur.

2 - L'erreur a ne pas commettre lors de l'inertage

L'erreur est de penser qu’accroître le débit de balayage de gaz inerte va réduire le temps et la durée d’inertage.
C’est en partie faux.
Accroître le débit de gaz peut augmenter les turbulences et les venturis
Cela conduit à un mélange par brassage de gaz inerte et d’air ambiant, ce qui peut allonger la durée nécessaire.
En règle générale, le débit de l'inertage et le temps prévu devraient conduire à remplacer de cinq à huit fois le volume de la chambre dans la zone considérée, alors qu’un débit courant de gaz est de 20 litres/min.

3 - Formule de calcul pour le volume en litres de la capacité

Petit rappel de calcul de volume d’inertage d’une tuyauterie inoxydable :

Par exemple:

Pour inerter une tuyauterie Inox de DN600 sur 1 m pour arriver à environ une pureté de100 ppm d'O2, il faut calculer le volume en mm3 ou en litres puis le multiplier par 8 volumes de balayage :

Volume du cylindre = h x r x r x 3,14(pi)
h = 1 m = 1000 mm
r = d/2 = 600/2 = 300 mm

V= 1000 x 300 x 300 x 3,14
V = 282 600 000 mm3

En litre = 282,6 litres

Et donc volume x 8 pour obtenir une pureté de chambrage de 100 ppm d’O2

Il faut donc environ 2300 litres d'argon pour inerter à 100 ppm la capacité.

4 - Formule de calcul pour le temps d'inertage de la capacité

Petit rappel de calcul du temps d’inertage d’une tuyauterie inoxydable :

Diamètre intérieur de la capacité : 400 mm
Hauteur ou longueur de la capacité : 4 mètres
Volume de la capacité (Pi x r2 x h) = 126 litres x 4 mètres = 504 litres de volume total
Facteur de balayage de l'inertage : 8 x le volume de la capacité soit un total de 4032 litres pour environ 100 ppm d'O2
Débit de gaz d'inertage : 2 boyaux d'argon ou d’azote de 20 litres par minute chacun soit 40 l / min de débit

Temps de purge nécessaire : 4032 litres / 40 litres = environ 101 minutes soit 1H40 minutes

5 - Quelques conseils pour l'inertage d'une capacité

Attention au brassage du gaz Azote ou Argon à l'intérieur de la capacité à inerter.
Il faut utiliser des diffuseurs d’argon en alliage fritté au bout de vos boyaux de gaz.

Pour mémoire l’argon est plus lourd que l’air et l’azote est plus léger que l’air.
Donc il faut introduire le boyau de gaz argon par le bas de la capacité et par le haut pour le gaz azote

Il faut faire une fuite minimum égale au diamètre et au nombre de boyaux introduits dans la capacité pour éviter la montée en pression de la capacité.
Exemple : 4 boyaux de 12 mm de diamètre donc 5 trous de 12 mm minimum
De mémoire 150 à 200 grammes de pression suffisent à pousser un bain de fusion

6 - Tableau des temps d'inertage des tuyauteries

TEMPS ESTIMATIF D'INERTAGE DE L'ENVERS DES TUYAUTERIES D'UN MÈTRE
DIAMÈTRE
EXTÉRIEUR
VOLUME
mm3
VOLUME
litre par mètre
BALAYAGE
DEBIT
TEMPS
EN MINUTES
48.3 1 436 035 1,43 10 x / 15 l/min 0'49''
60.3 2 489 469 2,45 10 x / 15 l/min 1'36''
73 3 739 281 3,74 10 x / 15 l/min 2'30''
88.9 5 661 158 5,66 10 x / 15 l/min 3'48''
114.3 9 451 552 9,45 10 x / 15 l/min 6'20''
141.3 14 805 768 14,80 10 x / 20 l/min 7'24''
168.3 20 805 839 20,80 10 x / 20 l/min 10'24''
219.1 35 820 340 35,82 10 x / 20 l/min 17'54''
273 56 183 341 56,18 10 x / 20 l/min 28'05''
323.9 79 602 530 79,6 10 x / 20 l/min 39'48''
406.3 126 141 681 126,1 10 x / 30 l/min 42'0''
457 160 076 815 160 10 x / 30 l/min 53'18''
508 198 286 373 198,3 10 x / 30 l/min 66'1''
610 286 962 412 286,9 10 x / 30 l/min 95'36''



7 - Graphiques de temps nécessaire pour l'inertage selon le débit et diamètre?








8 -Vos questions en relation avec cet article sur le forum du site

Vous avez la possibilité de poser vos différentes questions sur le forum technique de ce site.
Le lien du forum est le suivant :
Les novices, les néophytes et les bricoleurs


9 - Quelques liens Internet utiles sur ce site
Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?
Les différents dispositifs techniques pour réaliser un chambrage et inertage envers de soudure
Comment assurer l'inertage envers de la dernière soudure de raccordement d'un circuit de tuyauteries ?

Les six étapes pour obtenir une brasure de qualité selon les règles de l'art
Qu'est ce que le brasage capillaire tendre des tubes en cuivre ?
Qu'est ce que le brasage capillaire fort des tubes en cuivre (température liquidus > 450° C) ?

Quelles sont les méthodes applicables au soudage à l'arc avec électrodes enrobées
Comment amorcer un arc électrique en MMA avec une électrode enrobée ?
Comment faire l'estimation du coût financier total d'une opération de soudage ?
Comment lire l'étiquette sur un paquet ou étui d'électrodes enrobées ?
Qu'est-ce qu'une électrode enrobée de type rutile ?

Quelles sont les méthodes applicables au soudage à l'arc avec électrodes enrobées (111 / MMA /SMAW) ?
Les électrodes enrobées pour le soudage : leurs caractéristiques et leurs choix.
Comment choisir son poste de soudage ARC à l'électrode enrobée / MMA ?
Quelles sont les technologie du soudage à l'arc avec électrodes enrobées (111 / MMA / SMAW) selon les positions ?

Barème pour la détermination du nombre d'électrodes enrobées en angle intérieur
Le procédé de soudage TIG / GTAW / 141
Quelles sont les électrodes réfractaires de tungstène pour le soudage TIG et le PLASMA ?
Comprendre le schéma du cycle de soudage sur un générateur TIG / GTAW
Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en TIG / 141 / GTAW ?
Quels sont les différents types de raccords des bouteilles de gaz industriels ?
ADAPTATION D'UNE TORCHE MONOCONDUCTEUR SUR LE POSTE IMS 210 AC/DC
Comment monter l'embout de sa torche de soudage TIG / GTAW / 141 ?
Comment monter l'embout de sa torche tig sans se tromper
Comment brancher sa torche de soudage TIG au générateur ?

10 - Vos commentaires et réactions sur cet article

Vous avez la possibilité de commenter cette page, de réagir ou de compléter les informations en rédigeant un message dans le cadre ci-dessous intitulé Ecrire un commentaire.
Vos commentaires seront visibles aux lecteurs de l'article et membres du site.
Vous avez aussi la possibilité de noter l'article avec le système de notation par nombre d'étoiles placé en début de page de chaque article.
Nous vous remercions par avance de votre sollicitude et de votre aide pour l'amélioration des données techniques du site.
Nous rappelons à nos aimables visiteurs que nos ressources techniques et nos croquis ne peuvent être ni copiés ni utilisés sans autorisation écrite de notre part.

11 - Le site Soudeurs.com et le site Rocdacier se sont associés en mars 2018

Information de mars 2018
Le site Portail Soudeurs.com - Site Technique francophone de référence du soudeur et le site Accueil - RocdAcier s’associent pour améliorer leur visibilité respective et l’information technique soudage et chaudronnerie sur la toile francophone.





12 - Un petit geste pour soutenir votre site web spécialisé technique soudage

Si vous avez apprécié notre site technique et dans la mesure où son contenu technique vous a aidé dans votre travail et dans vos recherches, vous pouvez peut être nous accorder votre contribution et vos dons.
Votre donation au site Soudeurs.com via PayPal
.
Par: Dominique ADMIN

Commentaires (6)

30/08/2018 10:33:35 - Clémence HFT France
Super article ! Merci !
En effet il est necessaire de balayer 8 X minimum pour inerter à 100ppm et pouvoir commencer à souder de l'inox.
Et pour être sur que l'inertage est suffisamment bonne qualité, utilisez un moniteur d'oxygène résiduel ! :cool:
A très vite
Clémence France Inertage®

30/08/2018 12:00:16 - Dominique ADMIN
Bonjour Clémence,

Je peux t'assurer que l'utilisation systématique d'un analyseur de gaz ou d'un moniteur d'oxygène résiduel lors d'un inertage de capacité n'est pas encore dans les us et coutumes des méthodes de travail de tous les soudeurs de l'hexagone.
Même dans le milieu du nucléaire soit disant très pointu.
Il reste encore beaucoup de pédagogie à prodiguer auprès de l'encadrement.
A plus
Dominique

08/05/2019 13:32:17 - debers
bonjour a tous si vous n'etes pas en possession d'un analyseur de gaz,il suffit de trouver un briquet et de placer la flamme a la sortie du tube si la flamme entre a l'interieur le tube est inerté,evidemmment si la flamme est rejetee faut encore attendre cdt

08/05/2019 13:38:58 - debers
les formules de temps d'inertage ci dessus c'est bien de le savoir,mais sachez que l'ideal est de localiser le joint pour avoir moins a inerter,c'est à dire placer les bouchons a plus ou moins 100mm de chaque coté pour l'économie d'azote,imaginez un tube d'un mètre de diamètre vous allez bouffer le cadre et vous faire bouffer par le boss pour plus de renseignements contactez moi joel Gosseau technicien en soudage

08/05/2019 17:00:13 - SavoirFer
Bonjour debers,

si vous n'êtes pas en possession d'un analyseur de gaz, il suffit de trouver un briquet et de placer la flamme a la sortie du tube si la flamme entre a l'intérieur le tube est inerté, évidemment si la flamme est rejetée faut encore attendre


Le briquet donne un résultat très imprécis.
Pour moi, si la capacité est inerte (à peu près) la flamme s'éteindra (par manque de comburant), tout simplement.
C'est utilisable pour les petits diamètres et les tubes courts.
C'est risqué lorsque les contrôles et les conditions sont sévères (gros diamètres, taux de ferrite, couleur de la péné, titane...).
Ce n'est pas faisable avec une chambre pour l'assemblage de tubes longs sans jour.
De plus le briquet ne vous alertera pas en cas de retour d'air dans le tube.
Certains analyseurs possèdent une alarme sonore.

l'ideal est de localiser le joint pour avoir moins a inerter,c'est à dire placer les bouchons a plus ou moins 100mm de chaque coté pour l'économie d'azote

Vous trouverez cela et plus encore dans cet excellent article : http://www.soudeurs.com/site/les-differents-dispositifs-techniques-pour-realiser-un-chambrage-et-inertage-envers-de-soudure-708/

Cordialement,

08/05/2019 19:08:37 - Dominique ADMIN
Bonsoir à tous

De tous les moyens empiriques pour contrôler la qualité d’un inertage, Je privilégie le feuillard d’inox placé sur le jeu du joint
Un petit cordon de soudure et ensuite un contrôle visuel du cordon envers de pénétration
Si il est blanc brillant c’est top.
Bonne soirée à tous

Dominique