Defauts de Soudage [PDF]

Zitiervorschau

‫ﺗﻘﻨﻴﺔ اﻟﺘﻔﺘﻴﺶ و اﻟﻤﺮاﻗﺒﺔ‬ TECHNIQUE INSPECTION & CONTROLE s.a Rue du Lac Leman Immeuble Feki Bloc A Les Berges du Lac, 1053 Tunis, TUNISIE Tél.: (216) 71964 907 / Fax.: (216) 71962 931

07/12/2009

Certifié Certifié ISO ISO 9001, 9001, ISO ISO 14001 14001 & & OHSAS OHSAS 18001 18001

1

REFERENCES

9 EN ISO 5817 :

« Assemblages en acier, nickel, titane, et leurs alliages soudés par fusion »

9 NF EN 970 :

« Méthodes de contrôle visuel »

9NF EN 26250 :

« Classification des défauts des soudures »

9ASME B31.3 :

« Piping Process ».

9ASME V, article 9 : « Contrôle visuel. »

9 AWS D1.1/ :

« Structural Welding Code—Steel ».

9 PQ/RSC-IVS/01 : « Procédure d’inspection visuel des cordons de soudures »

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L’EXAMEN VISUEL DES SOUDURES

1.

Personnel en charge de l’examen 9Connaissance des normes, règles et spécifications en vigueur 9Information sur le mode opératoire de soudage utilisé 9 Acuité visuelle vérifiée tous les ans

2.

Contrôle et matériel ¾Examen Visuel Direct

9 L’œil doit être placé à moins de 600 mm de la surface de la pièce et un angle non inférieur à 30°

Plage de contrôle

30°

30°

9 La luminosité à la surface de la pièce doit être minimum de * 500 lux : Normes européennes * 1000 Lux : ASME V article 9 9 (l’emploi d’une source lumineuse supplémentaire si nécessaire)

¾Examen Visuel Indirect

Les zones ne pouvant pas être observées directement sont examinées en utilisant des moyens indirects tel que miroir, endoscope, relevés d’empreintes.

3

L’EXAMEN VISUEL DES SOUDURES

¾Matériel de contrôle 9Règles, pied à coulisse 9 Jauge d’épaisseur ou de profondeur, 9Loupe à échelle ( 2 à 5 fois) 9Source d’éclairage si nécessaire.

3.

Identification Des défauts

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

1.

Definition

9Un défaut est une imperfection de matière ou de forme. 9Une indication est un signe physique traduisant la présence possible d'un défaut. 9 Une indication dont l'origine réelle n'est pas un défaut est dite parasite.

2.

Evaluation d’intégrité structurelle

Indication dans la piece

5

LES DEFAUTS DE SOUDAGE

1 ) Les défauts de forme et de dimension 2) Les défauts de structure

la classification des défauts types de soudage par fusion Selon la classification européenne des défauts de soudure conformément à la norme

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

NF EN 26250.

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES

Les fissures peuvent avoir des orientations différentes ( longitudinales, transversales, ramifiées). Ce sont des défauts plans.

1. FISSURE LONGITUDINALE

LONGITUDINAL CRACK

Fissure visible à l’œil nu

Fissure interne détectée en radiographie

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES 2. FISSURE TRANSVERSALE

TRANSVERSE CRACK

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES 3. FISSURES RAYONNANTES

RADIATING CRACK

4. FISSURES DE CRATÈRE

CRATER CRACK

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES 4. CAUSES POSSIBLES ET REMEDES

Fissuration à froid (Cold cracking) Défaut apparaît en ZAT ou en ZAT 0 à 72 heures après soudage Contraintes résiduelles

Bridage trop élevé

Fissuration à froid (causes) Hydrogène

9Humidité de l’enrobage 9Humidité de l’air ambiant 9Hydrogène naturellement contenu dans le MB et le MA

Structures fragiles

9Trempabilité de la pièce à souder (forte teneur en 9carbone , manganèse ou autres alliage). 9Refroidissement trop rapide. 12

LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES

Contraintes

9Diminuer le bridage

résiduelles

9Optimiser les séquences de soudage Fissuration à froid (causes) Hydrogène

9Utiliser un procédé de soudage «bas hydrogène» 9 Effectuer un dégourdissage

Structures fragiles

Moyen de prévention 9 Si possible utiliser un métal plus soudable. 9Pré et postchauffage

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1

GROUPE N° 1 : FISSURES

Fissuration à chaud (Hot cracking) Défaut apparaît dans les aciers austénitiques souvent en ZF, dans l’axe des cordons.

Causes 9 La ségrégation 9Les impures surtout S et P 9Les contraintes de soudage

Remèdes 9diminuer la vitesse de solidification (souder lentement) 9Diminuer le pourcentage du S et P ( le souffre souvent contenu dans les graisses) 9Limiter les longueurs de retrait (limiter l’Es, limiter la Température entre passes)

Fissures de cratères Arrêt brutal de soudage. (Des fissures se forment à partir du cratère, en raison du retrait de refroidissement). A la fin du soudage, revenir avec l'électrode au dessus du cratère pour le remplir.

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES 1. LES SOUFFLURES Elles sont constituées par des poches de gaz qui n'ont pu se dégazer lorsque le bain de fusion était liquide et restent occluses dans la masse du cordon. On notera qu'une soufflure débouchant en surface s'appelle une PIQURE. 1.1. SOUFFLURE SPHÉROÏDALE

GAS PORE

1.2. SOUFFLURES UNIFORMÉMENT REPARTIES

UNIFORMLY DISTRIBUTED POROSITY

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES 1.3. NID DE SOUFFLURES

CLUSTERED POROSITY

1.4. SOUFFLURES ALIGNÉES

LINEAR POROSITY

1.5. SOUFFLURES ALLONGÉES

ELONGATED POROSITY

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES

1.7. SOUFFLURE VERMICULAIRE

WORM HOLE

1.8. PIQÛRE (SOUFFLURE DÉBOUCHANTE)

SURFACE PORE

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES 9. RETASSURE C'est une cavité qui se forme lors du retrait dû à la solidification. Ces défauts sont fréquents en fin de passe, et doivent être éliminés avant reprise. 2.1. RETASSURE INTERDENTRITIQUE

INTERDENDRITIC SHRINKAGE

2.2.. RETASSURE DE CRATÈRE

CRATERE PIPE

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES

a

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 2 : CAVITES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

CAUSES

¾ Électrodes humides par suite d'un stockage dans de mauvaises conditions ¾ Saletés sur la surface du joint

¾ Arc trop long

GROUPE N° 2

REMEDES

Sécher les électrodes suivant les indications du fabricant Bien nettoyer les bords pour éliminer toute trace de peinture, rouille, calamine, huile, humidité, etc. Tenir un arc plus court

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 3

GROUPE N° 3 : INCLUSIONS SOLIDES 1. INCLUSION DE LAITIER (SLAG INCLUSION) En soudage à l'arc à l'électrode enrobée, le laitier provient de la fusion des éléments non métalliques de l'enrobage reste inclus dans le cordon

Causes 9 Chanfreins trop étroits 9 Mauvais décrassage entre passes 2. INCLUSION DE FLUX (FLUX INCLUSION) 3. INCLUSION D'OXYDE (OXIDES INCLUSION) 4. INCLUSION METALLIQUE (METALLIC INCLUSION)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 3

GROUPE N° 3 : INCLUSIONS SOLIDES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 3

GROUPE N° 3 : INCLUSIONS SOLIDES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 2

GROUPE N° 3 : INCLUSIONS SOLIDES

INCLUSION MÉTALLIQUE

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 : GROUPE N° 2 :

FISSURES CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 4

GROUPE N° 4 : MANQUE DE FUSION C'est un manque de liaison entre le métal de base et le métal déposé. Il constitue une entaille aiguë susceptible de jouer le rôle d'amorce pour une fissure de fatigue. Avec les procédés MIG - MAG, les risques de collage sont importants.

1. MANQUE DE FUSION DES BORDS ou COLLAGE (LACK OF FUSION)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 4

GROUPE N° 4 : MANQUE DE FUSION

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 4

GROUPE N° 4 : MANQUE DE FUSION 2. MANQUE DE FUSION ENTRE PASSES (LACK OF FUSION)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 4

GROUPE N° 4 : MANQUE DE FUSION

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

CAUSES

GROUPE N° 4

REMEDES

¾ Courant de soudage trop faible.

Augmenter le courant de soudage

¾ Vitesse de soudage trop rapide.

Adapter la vitesse de soudage à la vitesse de fusion de l'électrode.

¾Intensité trop faible

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 5

GROUPE N° 5 : MANQUE DE PÉNÉTRATION Manque de fusion des 2 bords laissant subsister un intervalle entre les bords. Ce défaut est très dangereux car il réduit la section résistante du cordon et il se situe en racine du cordon où les concentrations de contraintes sont importantes.

1. MANQUE D'INTERPÉNÉ-TRATION (LACK OF PENETRATION)

2. MANQUE DE PÉNÉTRATION (LACK OF PENETRATION)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 5

GROUPE N° 5 : MANQUE DE PÉNÉTRATION

Manque de fusion et effondrement

Manque de pénétration et collage en bord de chanfrein

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

CAUSES

¾ Vitesse trop rapide ¾ Mauvais mouvement de l'électrode. ¾ Joint trop étroit

¾ Électrode de diamètre trop grand

GROUPE N° 5

REMEDES

Réduire la vitesse d'avance. Faire osciller l'électrode d'un bord et l'autre du joint. Espacer un peux plus les pièces ou agrandir le joint Choisir le diamètre de l'électrode permettant d'atteindre le fond du joint.

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME 1. LES CANIVEAUX C'est un manque de métal en forme de sillon en bordure du cordon. On appelle MORSURE un caniveau local.

1.1 CANIVEAU A LA RACINE 1.2 CANIVEAU DES DEUX COTES

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME CAUSES

REMEDES

¾ Courant de soudage trop élevé.

Utiliser le courant préconisé.

¾ Électrode incorrecte ou mal inclinée.

Orienter correctement l'électrode.

¾ Arc trop long ¾Électrode de trop gros diamètre.

Tenir un arc plus court. Utiliser une électrode de diamètre approprié.

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME 2. SUREPAISSEUR EXCESSIVE

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME 3. PENETRATION EXCESSIVE

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME 4. CONCAVITE INTERNE A LA RACINE (ROOT CONCAVITY)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 6

GROUPE N° 6 : DEFAUT DE FORME 5. CONCAVITE EXCESSIVE (EXCESSIVE CONCAVITY)

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 1 :

FISSURES

GROUPE N° 2 :

CAVITES

GROUPE N° 3 :

INCLUSIONS SOLIDES

GROUPE N° 4 :

MANQUE DE FUSION

GROUPE N° 5 :

MANQUE DE PÉNÉTRATION

GROUPE N° 6 :

DEFAUTS DE FORME

GROUPE N° 7 :

DEFAUTS DIMENSIONNELS

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 7

GROUPE N° 7 : DEFAUT DIMENSIONNELS 1. DEFAUT D’ALIGMENT Une dénivellation provient d'un montage incorrect des éléments à assembler ou de la rupture du pointage avant soudage

2. DEFORMATION ANGULAIRE: Elle peut avoir plusieurs origines:

9 Contraintes de retrait après soudage 9 Mauvais formage des pièces. 50

LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 7

GROUPE N° 7 : DEFAUT DIMENSIONNEL

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LES DEFAUTS DE SOUDAGE

GROUPE N° 7

GROUPE N° 7 : DEFAUT DIMENSIONNEL

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CRITERES D’ACCEPTATION

CRITERES D’ACCEPTATION SUIVANT : ¾

EN ISO 5817

¾ ASME B31.3 ¾ API 1104 ¾ AWS D 1.1

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CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

Remarque : classe de qualité

Trois niveaux de qualité sont donnés dans le but de permettre son application à une large gamme de fabrications soudées. Ils sont désignés par les symboles B, C et D. Le niveau de qualité B correspond à l’exigence la plus élevée pour la soudure terminée D'une façon générale, la définition d'une classe de qualité doit tenir compte : 9 d'une part, des sollicitations en service auxquelles est soumis le joint soudé, 9 d'autre part, de l'emplacement et de l'importance du joint soudé dans la construction.

le niveau de qualité adapté à chaque cas soit défini dans la norme d’application ou par le concepteur responsable en liaison avec le fabricant, l’utilisateur et/ou autres parties concernées. Le niveau de qualité doit être prescrit avant le démarrage de la fabrication, de préférence au moment de l’appel d’offres ou de la commande.

ISO 5817:2003(Page5) 54

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

55

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

56

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

57

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

58

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

b largeur de la surépaisseur

59

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

a gorge nominale d’une soudure d’angle z côté d’une soudure d’angle

60

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

61

CRITERES D’ACCEPTATION ¾

EN ISO 5817

62

CRITERES D’ACCEPTATION

¾

EN ISO 5817

¾ ASME B31.3 ¾ API 1104 ¾ AWS D 1.1

63

CRITERES D’ACCEPTATION ¾ ASME B31.3

64

CRITERES D’ACCEPTATION ¾ ASME B31.3

65

CRITERES D’ACCEPTATION ¾ ASME B31.3

APPENDIX M : GUIDE TO CLASSIFYING FLUID SERVICES a) Category D Fluid Service: a fluid service in which all the following apply: (1) the fluid handled is nonflammable, nontoxic, and not damaging to human tissues as defined in para. 300.2 (2) the design gage pressure does not exceed 1035 kPa (150 psi) (3) the design temperature is from −29°C (−20°F) through 186°C (366°F) (b) Category M Fluid Service: a fluid service in which the potential for personnel exposure is judged to be significant and in which a single exposure to a very small quantity of a toxic fluid, caused by leakage, can produce serious irreversible harm to persons on breathing or bodily contact, even when prompt restorative measures are taken

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CRITERES D’ACCEPTATION ¾ ASME B31.3

67

CRITERES D’ACCEPTATION

¾

EN ISO 5817

¾ ASME B31.3 ¾ API 1104 ¾ AWS D 1.1

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CRITERES D’ACCEPTATION ¾ API 1104

VISUAL EXAMINATION ( par 6.4) For a qualification test weld to meet the requirements for visual examination, the weld shall be free from cracks, inadequate penetration, and burn-through, and must present a neat workman-like appearance. The depth of undercutting adjacent to the final bead on the outside of the pipe shall not be more than 1/32 in. (0.8 mm) or 12.5% of the pipe wall thickness, whichever is smaller, and there shall not be more than 2 in. (50 mm) of undercutting in any continuous 12 in. (300 mm) length of weld.

69

CRITERES D’ACCEPTATION ¾ API 1104

Defect Type

Acceptance Limits

Remarks

Not Exceeds 3.0 mm

7.2

Individual IP not exceeds 25.4 mm Aggregate IP not exceeds 25.4mm in 30.48 cm weld length

9.3.1.a 9.3.1.b

Incomplete Penetration With HILO (IP)

Individual IP not exceeds 50.8 mm Aggregate IP not exceeds 76.2 mm in 30.48 cm weld length

9.3.2.a 9.3.2.b

Incomplete Fusion (IF)

Individual IF not exceeds 25.4 mm Aggregate IF not exceeds 25.4mm in 30.48 cm weld length

9.3.4.a 9.3.4.b

Cold Lap (CL)

Individual CL not exceeds 50.8 mm Aggregate CL not exceeds 25.4mm in 30.48 cm weld length

9.3.5.a 9.3.5.b

Internal Concavity (IC)

The density of the concave area shall not exceed the density of the adjacent of the base metal . And if the density is more the burn through acceptance limits should be applied.

9.3.6

Misalignment

Incomplete Penetration Without HI-LO (IP)

Burn Through (BT)

Individual BT not exceeds 6.35 mm Aggregate BT not exceeds 12.7 mm in 30.48 cm in weld length

9.3.7.a 9.3.7.b 9.3.7.c

70

CRITERES D’ACCEPTATION ¾ API 1104

Defect Type

Acceptance Limits

Remarks

Slag Inclusion (SI)

Individual elongated SI shall not exceed 50.8 mm in length and 1.6 mm in width. Aggregate elongated SI shall not exceed 50.8 mm in length in 30.48 cm weld length. Individual isolated SI shall not exceed 12.7 mm in length and 3.17 mm in width.

9.3.8.a 9.3.8.b 9.3.8.c 9.3.8.d 9.3.8.e

Porosity (P)

Individual pore size shall not exceed 3.17 mm Cluster porosity longest diameter shall not exceed 12.7 mm. And the individual cluster porosity pore diameter shall not exceed 1.59 mm. Aggregate cluster porosity length shall not exceed 12.7 mm in 30.48 cm weld length.

9.3.9

Individual HB shall not exceeds 12.7 mm length. Aggregate HB shall not exceeds 50.8mm in 30.48 cm in weld length.

9.3.9.4

Cracks

Only star cracks and crater cracks are permitted with length shall not exceed 3.96 mm.

9.3.10

Undercut (UC)

Undercut length shall not exceed 50.8 mm in 30.48 cm weld length.

9.3.11

Hollow Bead (HB)

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CRITERES D’ACCEPTATION

¾

EN ISO 5817

¾ ASME B31.3 ¾ API 1104 ¾ AWS D 1.1

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CRITERES D’ACCEPTATION

¾ AWS D 1.1

For acceptable qualification, welds shall meet the following requirements (AWS D1.1 par 4.8.1 ) 1. The weld shall be free of cracks. 2. All craters shall be filled to the full cross section of the weld. 3. The face of the weld shall be flush with the surface of the base metal, and the weld shall merge smoothly with the base metal. Undercut shall not exceed 1/32’’ (1 mm). Weld reinforcement shall exceed 1/8’’ (3 mm). 4. The root of the weld shall be inspected, and there shall be no evidence of cracks, Incomplete fusion, or inadequate joint penetration. A concave root surface is total weld thickness is equal to or greater than that of the base metal. a. The maximum root surface concavity shall be 1/16’’ (2 mm) and the maximum melt through shall be 1/8’’ (3 mm). b. For tubular T-, Y-, and K-connections, melt-through at the root is considered desirable and shall not be cause for rejection

73

CRITERES D’ACCEPTATION

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CRITERES D’ACCEPTATION

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