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Comment assurer l'inertage envers de la dernière soudure de raccordement d'un circuit de tuyauteries ?

soudure soudeurs

Publié: le 12/01/2019 à 11:31 Dernière mise à jour: le 12/01/2019 à 11:31 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 846
Un problème technique sérieux se pose lorsque vous devez assurer une protection gazeuse inerte envers pendant le soudage de votre dernière soudure de fermeture de circuit de tuyauterie inoxydable et que vous n'avez plus aucun accès à l'envers de cette tuyauterie pour placer votre amenée d'argon ou pour retirer vos obturateurs ou vessies après soudage.

1- Un problème technique lors de la protection gazeuse envers

Cette page est un complément technique de notre page web intitulée Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?
Il faut donc penser à utiliser un dispositif d'obturation qui une fois placé à l'intérieur de la capacité puisse être facilement éliminé après l'opération de soudage sans aucune intervention manuelle et sans préjudice pour le fonctionnement ultérieur du circuit de la tuyauterie. Ce type de réalisation de soudure est très délicat à entreprendre et demande beaucoup de sérieux et de dextérité de la part du personnel soudeur.

2 - Le film soluble pour l'inertage envers


Première solution : Lorsqu'il n'y a aucune dépression ou surpression excessive dans la tuyauterie, il est possible d'utiliser du papier soluble ou mieux encore du film plastique soluble en PVOH (alcool polyvinylique) pour assurer l'obturation de la capacité de part et d'autre du joint à souder. Ce film est placé de chaque côté du joint à au moins 100 mm si possible (pour limiter la chauffe du film et son éventuelle cristallisation qui risquerait de nuire à sa dissolution complète). La mise en place de ce film est plus ou moins aisée suivant le diamètre intérieur de la tuyauterie.





L'introduction du gaz d'inertage sera réalisé à l'aide d'une ou de plusieurs aiguilles inoxydables de diamètre 2 à 4 millimètres placées dans le jeu du joint.

Dans cette configuration, il sera nécessaire de laisser un trou pendant toute la durée du soudage de la première passe de pénétration afin d'assurer un renouvellement de l'inertage par injection de gaz inerte. Lors du bouclage de la première passe, la poche de gaz inerte d'argon emprisonnée dans la chambre assure la protection des autres passes de remplissage et de finition dans la mesure où l'étanchéité n'est pas mise à défaut. En cas de doute sur l'étanchéité de la chambre, le trou d'injection du gaz inerte n'est bouché qu'au dernier instant lors de la finition de la soudure.
Lorsque tous les contrôles non destructifs contractuels de la soudure sont achevés (visuel, ressuage, radiographie) et que tous les résultats sont conformes, le film plastique soluble est éliminé complètement par dissolution au lavage avec de l'eau chaude.

3- La barrière ou piège froid cryogénique pour l'inertage envers

Deuxième solution : Lorsqu'il y a une dépression ou une surpression importante dans la tuyauterie de diamètre interne inférieur à 90 mm (exceptionnellement 114 mm) , il est nécessaire d'utiliser une barrière ou piège cryogénique.

Cette barrière est constituée par un givrage interne de la tuyauterie de part et d'autre du joint à souder à l'aide d'un fluide cryogénique qui circule sur la paroi externe de la tuyauterie (Neige carbonique CO2 TP ou azote liquide) et qui permet de coller un bouchon de glace placé à l'intérieur de la tuyauterie de part et d'autre du joint à souder à environ 200 mm de celui-ci si possible (pour limiter la chauffe du glaçon et sa fonte possible).

Ce bloc de glace est maintenu à une température de congélation par circulation du fluide cryogénique sur la paroi externe de la tuyauterie. La qualité de l'étanchéité de cette barrière est principalement liée à la valeur de la dépression et/ou de surpression exercée dans la tuyauterie et à la qualité du givrage et du collage du bouchon de glace.




L'introduction du gaz d'inertage sera réalisé à l'aide d'une ou de plusieurs aiguilles inoxydables de diamètre 2 à 4 millimètres placées dans le jeu du joint.

Dans cette configuration, il sera nécessaire de laisser un trou pendant toute la durée du soudage de la première passe de pénétration afin d'assurer un renouvellement de l'inertage par injection de gaz inerte. Lors du bouclage de la première passe, la poche de gaz inerte d'argon emprisonnée dans la chambre assure la protection des autres passes de remplissage et de finition dans la mesure où l'étanchéité n'est pas mise à défaut. En cas de doute sur l'étanchéité de la chambre, le trou d'injection du gaz inerte n'est bouché qu'au dernier instant lors de la finition de la soudure.
En cas de réparation jusqu'à la racine de la soudure, suite à la présence d'un défaut rédhibitoire, il sera nécessaire de réinjecter du gaz dans la capacité à l'aide d'une aiguille
.


4 - Le mode opératoire de mise en place d'une barrière cryogénique



[*]Constitution des glaçons par congélation d'eau dans des manchettes de tube de diamètre interne identique à la tuyauterie à assembler. La longueur des glaçons est d'environ 1,5 fois le diamètre interne de la tuyauterie.
[*]Installation des coussins cryogéniques (Neige carbonique CO2 TP) ou de boites étanches pour l'azote liquide (- 196° C) de part et d'autre du joint à souder sur la paroi externe de la tuyauterie (à au moins 200 mm du joint à souder).
[*]Opération de givrage de la paroi interne de la tuyauterie par brumisation interne d'eau
[*]Mise en place des glaçons à l'intérieur de la tuyauterie qui se collent sur la paroi givrée
[*]Constitution de la barrière cryogénique par givrage complet du glaçon sur la paroi
[*]Balayage de la cavité par de l'azote pour assèchement de la chambre.
[*]Accostage des bords du joint à souder en respectant le jeu de soudage
[*]Mise en place du ruban de papier ou d'aluminium adhésif sur le joint
[*]Inertage de la chambre par injection de gaz Argon par une ou plusieurs aiguilles (veiller à limiter le débit dans chaque aiguille à 2 litres / minute maxi)
[*]Vérification de la qualité de l'inertage à l'aide d'un moniteur de purge ou d'un analyseur de gaz. La fusion d'un feuillard d'inox au droit de l'ouverture du joint est un moyen de contrôle approximatif de la qualité de la chambre d'inertage.
[*]Pointage du joint à souder avec contrôle de la qualité des points soudés
[*]Soudage du joint
[*]Réalisation des contrôles de la soudure (visuel, ressuage, radiographie....) si contractuels
[*]Dépose des dispositifs de congélation (coussins ou boites) après résultats conformes


5 - Quel est le temps nécessaire pour l'inertage de ma capacité ?

Cette question est souvent posée par les visiteurs du site.

Nous allons prendre un exemple concret pour définir la formule de calcul :
Diamètre intérieur de la capacité : 500 mm
Hauteur ou longueur de la capacité : 2 mètres
Volume de la capacité (Pi x r2 x h) = 392,5 litres
Facteur de balayage de l'inertage : 3 x le volume de la capacité soit un total de 1 178 litres
Débit de gaz d'inertage : 2 boyaux d'argon de 20 litres par minute chacun soit 40 l / min
Temps de purge nécessaire : 1 178 litres / 40 litres = environ 30 minutes
Si vous doublez les débits d'argon, vous divisez par deux le temps d'inertage
Attention au brassage du gaz à l'intérieur de la capacité à inerter.

6 - Quel est le temps nécessaire pour l'inertage de ma tuyauterie selon le débit et diamètre?




7
- Quelques liens Internet utiles

Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en TIG / 141 / GTAW ?

Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en MAG/135/ GMAW ?


8 - Vos commentaires et réactions

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Par: Dominique ADMIN

Commentaires (11)

16/01/2013 14:53:12 - ptiju
Bonjour,

je suis a la recherche d'un abaque qui précise le temps a attendre pour être sur que la chambre soit totalement inerter. cette abaque tiendrait donc compte du diamètre de tuyau du débit de gaz et indiquerait un temps a attendre avant soudure.

16/01/2013 17:58:07 - Dominique ADMIN
Bonsoir,

Je vous invite à lire l'article technique suivant :
Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?

Il y a une formule de calcul théorique du temps de remplissage de l'inertage.

La meilleure solution est d'analyser le pourcentage d'oxygène dans la chambre inerte et la qualité de l'inertage.

Cordialement,

16/11/2013 16:18:26 - youcef
MERCI Dominique c'est trés intéressant :)

17/12/2013 10:25:02 - Clémence HFT France
Bonjour,

Merci à vous pour ces questions.

En effet le seul moyen efficace pour verifier si l'inertage est de qualité est de mesurer la quantité d'oxygène résiduel.

Il est difficile de calculer en temps car beaucoup d'autre facteurs entre en jeu lors de l'inertage. L'inertage n'est donc pas seulement tributaire du temps que l'on met à envoyer du gaz dans la tuyauterie.

L'inertage va aussi dépendre du matériel utiliser pour inerter.

Mais chez HFT® et grâce au travail de recherche fait avec l'entreprise Bechtel;
Pour faire du 'au pif' et le faire à l'ancienne, qu'il faut inerter 8 fois le volume pour arrivé à 100 ppm d'oxygène résiduel.

Par exemple:
Pour inerter une tuyauterie Inox de DN600 sur 1 m pour arriver à 100 ppm il faut calculer le volume puis le multiplier par 8 :

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 = 282,6Litres et donc par x 8.

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

2300 litres de gaz !!!!

Il y a des solutions pour diminuer le volume d'inertage, des équipements très facile à utiliser et aussi des appareils de mesure qui vont vous dire quand commencer la soudure.

N'hésitez pas à me demander plus de détails.

J'ai un document de comparaison de consommation de gaz avec ou sans nos appareils. Le résultat est sans appel.

Clémence RETEL - HFT® France - France Inertage

[RIGHT]

282600000[/RIGHT]

17/12/2013 10:39:10 - Clémence HFT France
Voici par example l'Argweld® Quickpurge® II - Un équipement gonflable qui permet de réduire le volume à ineter, et d'optimiser le gaz utiliser.

N'hésitez surtout pas à m'envoyer vos questions !
clemenceretel@huntingdonfusion.com
Cordialement
Clémence

05/05/2015 17:52:52 - Dominique ADMIN
Bonjour à tous,

Nouveau lien d'article technique déposé par Clémence sur la barrière cryogénique dans les tuyauteries process :

Portail Soudeurs.com - Accu-Freeze® , dispositif de cryogénisation, utilisé sur du 12’’

Cordialement,

12/05/2015 07:51:22 - Frederic Thiollier
Envoyé par Clémence HFT France

Il faut donc environ 230 Litres d'argon pour inerter à 100 ppm.

230Litres!!!!


Clémence RETEL - HFT® France - France Inertage

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282600000[/RIGHT]


Bonjour Clémence,
Juste pour relativiser, 230 litres peuvent paraitre beaucoup, mais une bouteille de type B50 d'argon contient 10500 litres de gaz (10.5 m3).

28/10/2015 15:43:24 - mikadamius500
Bonjour, je me demandé comment se passer l'inertage pendant le pointage de la pièce?, car ca me parait long a réalisé, mais si vous en avez une methode simple,je suis très intéresse de la connaitre.merci.

02/11/2015 08:44:45 - Clémence HFT France
Envoyé par mikadamius500
Bonjour, je me demandé comment se passer l'inertage pendant le pointage de la pièce?, car ca me parait long a réalisé, mais si vous en avez une methode simple,je suis très intéresse de la connaitre.merci.


Bonjour Mikadamius500,

Bonne question, en effet l'inertage au pointage serait idéal afin de ne pas avoir de points oxydés.

Le problème avec les points oxydés est que ces points vont être refondu dans le bain et 'dillué' le long de la soudure lors du soudage.
Ce n'est pas idéal car même avec une bonne protection gazeuse lors du soudage vous allez inclure de l'oxydation des points dans votre cordon.

Si vous n'inertez pas lors de votre pointage, alors il est essentiel d'éliminer le plus d'oxydation possible avant de souder par dessus. Le soucis restera néanmoins sur l'envers de votre pointage.

Dans l'idéal, vous inertez au pointage.

Sur tuyauteries, vous pouvez placer, lors de l'accostage, des systèmes d'inertage.
Ils vous permettrons d'avoir une mise en inertage rapide et sur un volume restraint. Vous pouvez ensuite laisser ce système en place afin de réaliser le cordon. Plus de décapage, et plus d'oxydation emmené dans le bain depuis les points du pointage. Ces systèmes peuvent être tirés le long de la tuyauterie afin de réaliser votre réseau soudure par soudure.

Sur brides et autres assemblages ou vous avez accès à l'envers, vous pouvez utilisez un traînard pour diffuser de l'argon en envers de manière localisée.

Aussi essayez de maintenir le gaz de la torche 2 secondes de plus après le pointage, cela permet au point de refroidir sous un flux d'argon.

N'hésitez pas pour les questions... j'y réponds avec plaisir.

Bonne journée à tous,
Clémence

02/10/2017 19:32:56 - Mickael78
bonsoir
pourquoi ne pas utiliser une membrane gonflable pour réduire le volume a inerter?

03/10/2017 03:16:01 - Dominique ADMIN
Bonjour,

Lorsque vous réalisez la dernière soudure d’une ligne de tuyauterie en acier inoxydable sur laquelle il n’y a pas de piquage ni d’accès possible il me semble difficile d’utiliser une vessie gonflable.
Voici pourquoi le soudeur utilise une barrière cryogénique.

Bien cordialement