Cet article technique doit permettre de vous montrer l'incidence de l'application des normes européennes sur le monde de la construction métallique et du soudage.
1 - Préambule
Il ne faut pas se voiler la face en disant que l'attribution des marchés de construction métallique est donnée en priorité aux entreprises qui savent allier compétitivement un niveau de prix, une compétence technologique et un niveau de qualité de fabrication.
2 - Les pré requis
Pour prétendre fabriquer une construction métallique soumise à pression, les entreprises industrielles doivent disposer entre autres :
[*]d'un bureau d'études et de conception ou faire appel à un sous-traitant BE et calcul
[*]d'un service de planification et de méthodes
[*]d'un service achat
[*]d'un service de la qualité ou faire appel à un sous-traitant consultant qualité
[*]d'un service contrôle des fabrications ou faire appel à un sous-traitant CND si requis
[*]d'un système certifié de gestion de la qualité (type ISO 9000) avec audits réguliers
[*]d'un coordinateur soudage selon EN 719 ou d'un service technique soudage si requis
[*]de personnel qualifié principalement en soudage
[*]de contrôleur(s) certifié(s) pour les contrôles non destructifs si requis
Certaines structures combinent les compétences techniques comme par exemple le bureau d'études et le service méthode ne font qu'un même service.
Certaines entreprises font appel à des compétences extérieures pour assurer la prestation de service comme par exemple les calculs de résistance de l'appareil à fabriquer ou la réalisation des contrôles non destructifs en cours de fabrication.
3 - La conception d'une fabrication soudée
Toute fabrication d'appareils chaudronnés et / ou de tuyauteries, soumis à pression et contenant des fluides liquides ou gazeux plus ou moins dangereux, est réalisée sur la base des directives et exigences de la DESP / PED 97/23/EC avec l'intervention d'un organisme indépendant et / ou notifié dans certaines conditions de catégorie et de classement de dangerosité de la fabrication..
La conception de l'appareil sous pression, le calcul des résistances et le dimensionnement sont vérifiés et validés par un bureau de calcul indépendant externe agréé et notifié pour la DESP / PED.
La réception des matériaux utilisés pour la fabrication doit être réalisée selon les normes européennes ou harmonisées en vigueur. Une vigilance de tout instant est nécessaire dans l'application de ces différentes normes. Il est très souvent nécessaire de rédiger un référentiel particulier pour satisfaire aux exigences de réception d'un matériau donné dans un contexte précis de fabrication.
4 - La qualification des modes opératoires de soudage (QMOS)
Toute opération de soudage par fusion sur un acier utilisé pour la fabrication d'un appareil à pression doit être qualifiée par un mode opératoire de soudage correspondant à la norme EN ISO 15614-1 de 2005 + A1:2008.
Cette norme de qualification des modes opératoires de soudage fait référence à plus de 25 autres normes européennes pour son application.
Cette qualification de mode opératoire de soudage est réalisée sous le contrôle d'un organisme notifié pour la PED ou d'un organisme indépendant reconnu.
Les choix du ou des procédés de soudage, du degré de mécanisation du procédé, de la position de soudage, des dimensions de qualification, des matériaux de base et des métaux d'apport, du type et mode d'assemblage, des gaz de soudage, des températures de préchauffage, de post chauffage et de traitement thermique, l'énergie de soudage ou apport de chaleur doivent être judicieusement adaptés pour répondre aux exigences des normes en vigueur et de la fabrication.
La classification des groupes de matériaux de base et d'apport est réalisée conformément à la CR ISO 15608. Le domaine de validité des groupes de matériaux est définit dans le tableau 3 et 4 de la norme EN ISO 15614-1 de 2005 + A1:2008.
Il est parfois possible de rencontrer deux codifications possibles pour un même matériau de base. Dans ce cas il faut prendre le numéro du groupe le plus faible des deux nuances.
Les domaines de validité des groupes de matériaux de base reste très restreints. Il semble inéluctable qu'une modification de la désignation normalisée du métal d'apport remet en cause le domaine de validité de la QMOS (composition chimique nominale du métal d'apport) .
Vous trouverez ci-dessous les principaux tableaux de validité des épaisseurs et diamètres de la norme :
| NF EN 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | ||
| Domaine de validité de l'épaisseur pour les soudures bout à bout à pleine pénétration | ||
| Domaine de validité de la QMOS (en mm) | ||
| Épaisseur du coupon d'essai (t en mm) |
Monopasse - 1 passe | Multipasse > à 1 passe |
| t <= 3 | 0,7 t à 1,3 t | 0,7 t à 2,0 t |
| 3 < t <= 12 | 0,5 t (3 mm mini) à 1,3 t | 3 mm mini à 2,0 t (nota) |
| 12 < t <= 100 | 0,5 t à 1,1 t | 0,5 t à 2,0 t |
| t > 100 | Non applicable | 50 mm à 2 t |
| Si des essais de résiliences par flexion par choc sont exigées sur le matériau, la limite supérieure de qualification est limitée à 12 mm sauf si la QMOS comporte des essais de résiliences. |
| NF EN 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |||
| Domaine de validité de l'épaisseur de matériau et gorge pour les soudures d'angle | |||
| Domaine de validité de la QMOS (en mm) | |||
| Épaisseur du coupon d'essai (t en mm) |
Épaisseur du matériau soudé (t en mm) |
Monopasse | Multipasse |
| t <= 3 | 0,7 t à 2,0 t | 0,75 a à 1,5 a | Aucune restriction de gorge |
| 3 < t <= 30 | 0,5 t (3 mm mini) à 2 t | 0,75 à 1,5 a | Aucune restriction de gorge |
| t >= 30 | > ou = 5 mm | Nota a | Aucune restriction de gorge |
| NOTA 1 : a est la valeur d'épaisseur de gorge relevée lors de la qualification NOTA 2 : Si une soudure d'angle est qualifiée au moyen d'une soudure bout à bout à pleine pénétration, le domaine de validité de l'épaisseur de gorge qualifié doit être basé sur l'épaisseur du métal déposé. |
|||
| Nota a : Pour application spéciale uniquement. Chaque épaisseur de gorge est à vérifier séparément au moyen d'une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage |
| NF EN 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |
| Domaine de validité relatif au diamètre des tubes et piquages | |
| Diamètre du coupon d'essai (a) (Ø - D en mm) |
Domaine de validité des diamètres (Ø en mm) |
| D <= 25 mm | 0,5 D à 2 D |
| D > 25 mm | >= 0,5 D (avec 25 mm mini) |
| Nota : Dans le cas de profils creux pour la construction métallique, D est la dimension du plus petit côté. |
|
| (a): D est le diamètre extérieur du tube ou le diamètre extérieur du piquage |
Le coût d'une qualification de mode opératoire de soudage est très variable (du simple au quadruple) selon les épaisseurs en jeu, le procédé de soudage, le mode d'assemblage, la position de soudage, le type de matériau soudé et les contrôles exigés.
| NF EN 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |
| Contrôles, examens et essais sur un assemblage bout à bout à pleine pénétration | |
| Contrôle visuel du coupon d'essai | 100% sur les deux faces |
| Contrôle par ressuage ou magnétoscopie | 100% sur les deux faces |
| Contrôle radiographique ou par ultrasons | 100% |
| Essai de traction transversale soudure | 2 éprouvettes |
| Essai de pliage transversal soudure | 4 éprouvettes (2 endroit / 2 envers ou 4 côtés si e > 12 mm) |
| Essai de flexion par choc (si requis) | 2 jeux de 3 éprouvettes (MF et ZAT) (si e > 50 mm x 2) |
| Essai de filiation de dureté HV10 (si requis) | 2 lignes mini de 15 points mini HV10 |
| Essai macroscopique avec photographie | 1 coupe |
Attention à la combinaison de plusieurs référentiels de qualification de mode opératoire de soudage pour un même essai.
Il faut toujours faire une analyse exhaustive des exigences de chaque référentiel pour souligner l'exigence la plus sévère pour chaque référentiel.
Certains essais mécaniques sont obligatoirement doublés suite aux différences techniques appliquées.
5 - La qualification des soudeurs et des opérateurs
Tout soudeur qui réalise une opération de soudage par fusion sur un acier utilisé pour la fabrication d'un appareil à pression ou une tuyauterie doit être qualifié selon les exigences de la norme EN 287-1 de 2011.
Cette norme de qualification des soudeurs fait référence à plus de 15 autres normes européennes pour son application.
Cette qualification de soudeur est réalisée sous le contrôle d'un organisme notifié pour la PED ou d'un organisme indépendant reconnu.
Les choix du ou des procédés de soudage, du degré de mécanisation du procédé, de la position de soudage, des dimensions de qualification, des matériaux de base et des métaux d'apport, du type et mode d'assemblage doivent être judicieusement adaptés pour répondre aux exigences des normes en vigueur.
La classification des groupes de matériaux de base et d'apport est réalisée conformément à la CR ISO 15608. Le domaine de validité des groupes de matériaux est définit dans le tableau 2 de la norme EN 287-1 de 2011.
Il est important de préciser que les qualifications de soudeurs sur assemblage bout à bout ne qualifient plus les assemblages angulaires.
Vous trouverez ci-dessous les principaux tableaux de validité des épaisseurs et diamètres :
| NF EN 287-1 : 2011 | |
| Domaine de validité de l'épaisseur pour les soudures bout à bout à pleine pénétration | |
| Épaisseur du coupon de qualification (a) (t en mm) |
Domaine de validité de la qualification (en mm) |
| t <= 3 | t à 2 t (b) |
| 3 < t <= 12 | 3 mm mini à 2 t (c) |
| t > 12 | > = 5 mm mini |
| (a) Pour le soudage multiprocédé, s1 et s2 du tableau 1 s'applique pour chaque procédé et épaisseur déposée |
|
| (b) Pour le soudage oxyacétylénique (311) : t à 1,5 t | |
| (c) Pour le soudage oxyacétylénique (311) : 3 mm mini à 1,5 t |
| NF EN 287-1 : 2011 | |
| Domaine de validité de l'épaisseur pour les soudures d'angle | |
| Épaisseur du coupon de qualification (a) (t en mm) |
Domaine de validité de la qualification (en mm) |
| t < 3 | t à 3 mm maxi |
| t >= 3 | > = 3 mm mini |
| NF EN 287-1 : 2011 | |
| Domaine de validité relatif au diamètre des tubes et piquages | |
| Diamètre du coupon de qualification (a) (Ø - D en mm) |
Domaine de validité des diamètres (Ø en mm) |
| D <= 25 mm | D à 2 D |
| D > 25 mm | >= 0,5 D (avec 25 mm mini) |
| Nota : Dans le cas de profils creux pour la construction métallique, D est la dimension du plus petit côté. |
|
| (a) : D est le diamètre extérieur du tube ou le diamètre extérieur du piquage |
Selon la norme NF EN 287-1 / 2011, le certificat de qualification du soudeur doit être reconduit par l'employeur tous les six mois avec justificatif d'au moins 2 soudures réalisées et contrôlées volumiquement (radiographie ou Ultrasons).
Le certificat de qualification du soudeur doit être reconduit par l'organisme indépendant tous les deux ans avec justificatif d'au moins 2 soudures réalisées et contrôlées volumiquement dans les six derniers mois de la date de validité.
6 - Les contrôles non destructifs (CND)
Les contrôles non destructifs réalisés sur les éprouvettes de qualification (QMOS et QSO) ainsi que lors de la fabrication de l'appareil sont effectués par du personnel expérimenté, qualifié et certifié selon la COFREND.
Les contrôles non destructifs sont, pour chaque spécialité (Visuel VT, dimensionnel, ressuage PT, magnétoscopie MT, radiographie RT, ultrasons UT, étanchéité), effectués selon une multitude de normes européennes pour la mise en oeuvre.
D'autres normes européennes précisent les critères d'acceptation définis pour chaque catégorie de qualité de fabrication.
La complexité de la prise de décision dans l'acceptation des défauts de soudage engendre des doutes sérieux des contrôleurs dans l'application rigoureuse de ces normes.
7 - Une volonté de simplification documentaire de la part des utilisateurs
Une grande majorité des utilisateurs des normes européennes de constructions métalliques aspirent à une simplification documentaire de la normalisation européenne.
Pourquoi autant de normes applicables pour qualifier le personnel soudeur ou construire un appareil chaudronné ou une tuyauterie industrielle ?
Il serait très certainement profitable de rassembler dans un recueil spécifique les normes traitants d'un type de construction métallique.
Il serait très certainement profitable de créer des pôles de compétence réunissant des experts de chaque spécialité technique afin d'obtenir les réponses à nos différentes interrogations sur l'application des différentes normes.
Il serait très certainement profitable que la majorité des utilisateurs puissent commenter et faire corriger les normes pendant leur période d'approbation pour éviter la multiplication des amendements.
8 - Quelques liens Internet utiles
Quelle est la codification des types et modes d'assemblage selon les normes européennes ? 9 - Vos commentaires et réactions
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