Comment détecter une passe acier carbone dans une soudure inox ?

Bonjour,

Contexte :
Appareils a pression en inox type 316L, avec des tubulures Ø168 ep. 16, soudées pleine fusion, une passe de pénétration procédé TIG, puis remplissage du chanfrein à l’électrode enrobée E316L.
Sur une tubulure le sous-traitant s'est trompé de métal d'apport et a fait une passe en acier carbone.
Détection après passivation, a un endroit sur environ 100 mm il y avait un creux rouillé a la place de la passe.
La tubulure a été coupée au ras de l’appareil puis recoupée en tranches pour effectuer des macrographies sur toute la circonférence.
La passe fait tout le tour, mais est la plus part du temps "cachée" en dessous de passes inox, donc non révélée à la passivation a ces endroits.
Après un perçage, puis analyse chimique des copeaux, il n'y a pas de doute, confirmation que c'est de l'acier carbone.

Question :
Je cherche un moyen non destructif d'expertise pour tester toutes mes tubulures (190 tubulures sur 95 appareils) afin d'éviter de couper toutes les tubulures...
Déjà essayé :
- test à l'aimant : la soudure en 316L s'aimante toujours un peu à cause du régime de soudure qui amène de la ferrite = ça n'est pas assez flagrant
- radio faite sur une soudure bien identifiée (sur un des échantillons de macrographie) = invisible, pas de différence flagrante
- le PMI est un test trop surfacique.

Merci d'avance de partager votre expérience au cas où

Bonsoir Bfktsn,

Alors la.... sacrée problématique !

Comme ça de prime abord, je dirais qu'il n'y a pas de solution miracle...
Mais en me creusant un peu les méninges je me pose la question des US ?
Il est bien évident qu'il est compliqué de réalisé des US sur de l'inox en raison de la tailles des grains, néanmoins avec des cales adaptées pour calibrer correctement le signal, j'ai entendu dire que c'était quelque chose de faisable.

Postulat :
S'il y a une phase d'Acier, la taille et la nature des grains changera et entraînera une modification du signal. On pourrait donc éventuellement détecter l'acier par comparaison avec une épaisseur d'Inox pleine.

Après c'est uniquement de la théorie, de là à réussir à mettre ça en pratique....
Rapproche toi d'un spécialiste US, il pourra étayer ou enterrer ma supposition ! (Et tiens nous au courant, personne n'est à l’abri de ce genre de bourde ! )

Bonsoir bfktsn

Détection de métal d'apport acier carbone dans une soudure inoxydable ?

Développé par l’Institut de Soudure en partenariat avec Total et Xtrem, le Carbontrack est un système de contrôle non destructif destiné à s’assurer que le soudage de réservoirs ou de tuyauteries en acier inoxydable a été correctement réalisé.
La méthode fait l’objet d’un brevet.

Le Carbontrack répond à un besoin très spécifique.
Son intérêt?
« Eviter aux fabricants ou exploitants de tuyauteries, bacs de stockage ou appareils à pression en acier inoxydable, d’avoir de mauvaises surprises », résume Daniel Chauveau, expert en contrôle non destructif à l’Institut de Soudure.
Lorsqu’on effectue une opération de soudage sur ces équipements, il est indispensable d’utiliser de l’acier inoxydable austénitique.
Si l’on utilise un autre métal d’apport, on expose en effet la soudure à des risques importants de fissures et de corrosions.
Le problème, c’est que la soudure à l’acier inoxydable austénitique est une opération contraignante.
Il faut en effet protéger le bain de fusion contre l’oxygène en utilisant un gaz inerte (tel que l’argon) de part et d’autre du bain.
Si ce dernier n’est pas assez protégé, il se forme immédiatement des soufflures (appelées rochage) au niveau de la soudure.
Pour pallier ces contraintes, ou lorsqu’ils se trouvent sur des sites isolés sans approvisionnement en gaz inerte, certains soudeurs "trichent".
Ils réalisent la première passe de soudage avec de l’acier au carbone (qui ne nécessite pas les mêmes précautions), puis les passes suivantes avec le métal d’apport approprié, l’acier inoxydable austénitique. Ni vu, ni connu…

Bien sûr, il est très difficile de mettre à jour la supercherie.
Comme la soudure en acier au carbone est magnétique, certains utilisent un aimant.
Mais si la méthode convient au contrôle de tôles minces, elle trouve rapidement ses limites dès que la soudure atteint une certaine épaisseur.
L’autre solution consiste à mesurer le taux de ferrite du matériau.
Là aussi, il est facile de détecter de la ferrite dans la passe de finition, mais l’opération est beaucoup plus délicate dans une passe plus profonde.
Tout dépend du nombre de passes, du type de matériau… sans compter que l’on peut être trompé par le phénomène de dilution de la soudure.

Le Carbontrack, développé par l’Institut de Soudure en partenariat avec Total et Xtrem, repousse ces limites.
Il suffit en effet de déplacer une sonde le long des soudures pour observer les variations de champ magnétique, et en déduire la présence éventuelle d’acier au carbone.
Le contrôle peut s’effectuer sur des équipements en service.
Comme le système complet ne pèse qu’un kilo, il est facilement transportable dans des endroits difficiles d’accès.
Les résultats dépendent bien sûr des conditions dans lesquelles s’effectue le contrôle (nature des matériaux, épaisseurs, présence de champs magnétiques, etc.), mais les premiers essais réalisés se sont montrés probants. « Avec notre dernière génération de sonde, nous pouvons réaliser un contrôle sur des épaisseurs allant jusqu’à 20 mm dans les aciers austénitiques de type 304L et 316L, et jusqu’à 35 mm dans des alliages au nickel », précise Daniel Chauveau.

Avant d’utiliser l’appareil, il faut réaliser un étalonnage.
Le plus simple consiste à définir la valeur "0" dans l’air et la valeur "100" sur une plaquette en acier au carbone, puis à définir des critères d’acception en fonction de l’application.
En comparant le résultat obtenu avec le seuil que l’on s’est préalablement fixé, on peut alors contrôler instantanément la qualité de la soudure.

Article trouvé sur le lien ci-dessous :
http://www.mesures.com/vision-industrielle/item/6107-Enfin-une-solution-pour-contr%C3%B4ler-la-qualit%C3%A9-des-soudures

J'espère que cela peut vous aider

Entre nous (et cela n'engage que moi !) les soudeurs et le service contrôle qualité de votre sous-traitant ne sont pas bons....

Dominique.

Bonsoir bfktsn

Carbontrack

Technique de CND permettant de vérifier la qualité des soudures en aciers inoxydables austénitique, par exemple lors de la fabrication des pipelines.
La solution, qui a fait l'objet d'un dépôt de brevet, a été utilisée par Total pour la recherche de passes carbone au sein de soudures en aciers inoxydables.


Brevets & Innovation

SI ca marche aussi bien qu'ils le vendent sur l'article ci-dessus, c'est un outil terriblement puissant !

Avec une PMI peut 'on détecter une passe carbone ?
Positive Material Identification PMI Gun: XRF PMI Equipment - Handheld XRF applications review | Bruker
YouTube

Bonjour,

Merci a toi Dominique pour cette recherche.
Je viens de proposer cette solution "Carbontrack" a mon responsable projet.
Je ne sais pas si on le testera, le client final est parti sur d'autres solutions plus radicales de contrôle destructif.
Mais on devrait lui proposer, reste la partie délai de réaction et relationnel client que je ne gère pas.
On est bien d'accord les soudeurs et service CQ du sous traitant ne sont pas bons du tout ...
Je vous tiens au courant
D'autre part, nos spécialistes CQ me disent que l'UT standard n'est pas évident, ils n'y croient pas a cause des problèmes de taille de grain et de la configuration du joint.
Par contre ils sont étonnés que la solution RT ne donne absolument rien (l'essai dont je parlais à été fait chez le sous-traitant).
On va peut être lancer un essai de soudage représentatif puis essai RT avec le bon film, le bon tube X et la bonne sensibilité, d'après eux ça pourrait aussi peut-être donné quelque chose.

Bonjour bfktsn,

J’espère que vous nous donnerez sur ce forum la solution retenue et les résultats obtenus afin de tirer les méthodologies et les conclusions qui s’imposent

Bien cordialement

Dominique

Bonjour

Suite : Je me suis d'abord renseigné un peu plus.
C'est un système mis au point il y environ 10 ans et qui est resté assez "confidentiel".
Pas très connu.
Un prestataire en CND (qui "voyage pas mal") m'a dit qu'il n'avait jamais vu ça, mais qu'il comprenait bien le principe basé en quelque sorte sur le retour d'un signal électro magnétique.

Mon ingénieur soudeur + responsable projet + DG ont accepté de lancer des essais avec l'IS.
On va donc faire un peu de R&D avec eux, car ils ne l'ont jamais utilisé sur un cordon d'angle pénétré
Nous avons soudé une maquette (2 tôles en angle ep 18, pleine pénétration pour simuler la tubulure), suivant leur plan, en "noyant 3 passes acier carbone sous des passes inox, a différents endroits.

Pour info :
Afin de m’assurer de la compacité de l'éprouvette (c'est toujours mieux d'avoir une base saine) j'ai fait réaliser un UT 100% et un tir RT en tube X
Pas de défaut, pas de fissures.
UT : confirmation que ce CND ne voit aucune différence entre les matières.
Radio : on pensait peut être voir une différence de densité = il n'en est rien, impossible de voir une différence.

L'éprouvette est partie à l'IS, je tacherais de vous tenir au courant.

Bien cordialement

Bonsoir ,

Merci d'avoir pris la peine de faire ce retour d'information
Cette technique Carbontrack est peut être confidentielle (une niche peut être?) toutefois l'Institut de Soudure en fait la promotion sur son site web.
J'attends votre retour sur les essais préliminaires
Car ce problème rencontré est très intéressant et la solution trouvée le sera encore plus !
J'espère que vous avez pris les mesures qui s'imposent pour ne pas reproduire une telle erreur (involontaire ou non)

Bien cordialement


Dominique