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1 REMPLACEMENT DE LA GAMMAGRAPHIE POUR LE CONTROLE DES SOUDURES EXEMPLES D’APPL

1 REMPLACEMENT DE LA GAMMAGRAPHIE POUR LE CONTROLE DES SOUDURES EXEMPLES D’APPLICATION DE LA METHODE OPC AUTEURS : Didier Flotté – Institut de Soudure CO-AUTEUR : Jean-Michel Aubert – TOTAL ; Daniel Chauveau – Institut de Soudure ; Didier Reversat – Institut de Soudure Industrie CONFERENCIERS : Didier Flotté – Institut de Soudure RESUME : Historiquement, au début du soudage, le contrôle par la radiographie était la principale méthode mise en œuvre. Les codes et les normes ont ainsi été écrits autour de cette méthode. Sur site, c’est la gammagraphie à l’iridium qui est souvent utilisée. Depuis, d’autres méthodes CND ont été depuis introduites mais qui présentent des performances différentes. Depuis maintenant plusieurs années, l’ASN demande aux prestataires de mettre tous les moyens possibles pour réduire le nombre de contrôle par gammagraphie. Dans cette optique, l’Institut de Soudure a développé la méthode OPC (Occurrence, Performance, Conséquence) qui propose une démarche permettant la justification du remplacement de la radiographie par une autre méthode de contrôle. TOTAL s’inscrit dans cette démarche de remplacement de la gammagraphie. Pour un déploiement de cette approche, TOTAL et l’Institut de Soudure ont mené une étude portant sur trois cas génériques. Nous allons présenter la démarche définie par la méthode OPC et les propositions de remplacement par une technique alternative à la gammagraphie résultant de l’application de cette méthode. JOURNEES COFREND 2017 More info about this article: http://www.ndt.net/?id=21337 2 1. INTRODUCTION Historiquement, au début du soudage, seule la technique radiographique était mise en œuvre en tant que technique de contrôle non destructif volumétrique. Les critères d’acceptation des indications associés ont alors été définis essentiellement par le retour d’expérience. L’objectif initial était plus de « piéger » une dérive du procédé de soudage susceptible de conduire à des défauts graves même si seules des indications mineures étaient observables sur le radiogramme. C’est un niveau de qualité général qui était recherché, imposant l’implication du soudeur afin de limiter le taux de réparation et par la même, réduire la probabilité de rupture de la soudure. Du fait de cette importance historique de la radiographie, les critères d’acceptation pour les autres techniques de contrôle se sont modelés autour de ceux de la méthode historique. Dans le même ordre d’idée, l’ensemble des codes ont été écrit initialement en prenant comme méthode de contrôle non destructif de référence la radiographie sur film. La lente intégration des techniques alternatives basées sur les ultrasons est en grande partie liée au manque de traçabilité que présentaient historiquement ces techniques du fait de leur utilisation manuelle alors que la radiographie présentait l’avantage de permettre une réinterprétation des clichés. La radiographie est alors naturellement favorisée et même un non spécialiste croit pouvoir donner son avis sur l’interprétation d’un radiogramme. On oublie trop souvent que ce n’est pas parce qu’aucune indication n’apparaît sur le film qu’aucun défaut n’est présent dans la soudure. Des défauts plans potentiellement dangereux peuvent être totalement invisibles s’ils sont suffisamment désorientés par rapport à la direction de propagation du rayonnement ionisant, cas d’un manque de fusion fin sur chanfrein par exemple. À contrario, certains défauts de soudage rejetés en radiographie n’entrainent aucune conséquence grave dans le fonctionnement d’une construction soudée parce que l’on ne prend pas en compte les critères d’aptitude à l’emploi de cette construction soudée. Depuis maintenant un certain nombre d’années, l’ASN demande aux prestataires de mettre tous les moyens possibles pour réduire le nombre de contrôle par gammagraphie. Dans cette optique, l’Institut de Soudure a développé la méthode OPC (Occurrence, Performance, Conséquence) qui est une démarche permettant la justification du remplacement de la radiographie par une autre technique ou une combinaison de techniques de contrôle. Souhaitant diminuer l’importance du contrôle radiographique dans ces installations, TOTAL a sollicité l’Institut de Soudure pour mener une étude portant sur trois cas génériques. Dans cet article nous rappellerons en quoi consistent la démarche OPC, la démarche suivie pour son application. Nous présenterons ensuite un exemple d’application sur un cas concret. 3 2. RAPPELLE DU PRINCIPE GENERAL DE LA DEMARCHE OPC 2.1 Principe La démarche OPC [1], [2], consiste, pour une fabrication soudée donnée, à effectuer une analyse de type AMDEC mais appliquée aux spécificités du soudage et CND. Cette analyse consiste à évaluer: • l’Occurrence des défauts susceptibles de survenir lors de l’opération de soudage, • la Performance de détection de ces défauts par chacune des techniques/méthodes CND employées, • la ou les Conséquences susceptibles de résulter de la non-détection de ces défauts par chacune des technique CND dans le contexte d’exploitation de la construction ou équipement soudé. Figure 1 : Principe de la démarche OPC L’avantage de cette démarche est qu’elle est globale et qu’elle permet de mieux appréhender la « gravité » résultant de la non détection. Elle se rapproche de la philosophie de la méthode dite RBI (Risk Based Inspection) appliquée en maintenance et dans laquelle on définit une matrice de criticité : risque/conséquence à partir de laquelle le choix et la fréquence de mise en œuvre des méthodes de CND sont déterminés. Elle en est toutefois très différente puisque la méthode RBI ne permet pas de juger de la pertinence d’emploi d’une méthode/technique CND en substitution d’une autre. 2.2 Analyse de l’Occurrence des défauts de soudure L’analyse de l’occurrence des défauts de soudure susceptibles de survenir est du domaine de l’ingénieur soudeur qui est en capacité à partir du procédé de soudage considéré, des matériaux, des produits d’apport, de la position de soudage, du retour d’expérience de fabrication précédente de : • déterminer le type de défauts susceptibles de survenir dans chacune des passes concernées, 4 • évaluer qualitativement l’occurrence de ces défauts par une note de 1 à 5 (1 étant le niveau le plus bas et 5 le plus élevé). On peut pour plus de finesse noter par des valeurs intermédiaires. 2.3 Analyse de la performance de détection Cette analyse peut être effectuée, par avis d’expert en CND, pour chacune des techniques/méthodes (ou groupe) à comparer en se basant sur l’expérience et/ou l’approche dite POD (Probability Of Detection) avec ou non recours à des outils de simulation reconnus. Quel que soit le moyen utilisé, chaque défaut de soudure doit faire l’objet d’une évaluation quant à sa détectabilité par une note comprise entre 0,1 et 1 (0,1 étant la non détection quasi assurée et 1 la détection garantie) 2.4 Analyse de la conséquence Il ne s’agît pas ici d’une analyse de nocivité au sens des codes car ceux-ci considèrent le même niveau de risque pour une fissure et une soufflure, mais d’une estimation qualitative des risques. Cette analyse qualitative peut toutefois être étayée par des calculs de nocivité génériques. Cette analyse est effectuée, en tenant compte des sollicitations auxquelles va être soumise la soudure, et des risques de propagation du défaut d’origine. Elle a pour but de hiérarchiser les conséquences sur la tenue de la structure, qu’occasionnerait la non détection de tel ou tel type de défaut de soudure. Les conséquences économiques, environnementales et humaines sont aussi prises en compte. Tout comme pour l’occurrence, on attribue une note de 1 à 5. 2.5 Loi de pondération à appliquer sur les valeurs OPC Il s’agît d’associer aux valeurs OPC une règle simple permettant de comparer à minima qualitativement les techniques CND entre elles. Plusieurs règles ([1], [2]) ont été proposées. Dans le cadre de l’étude présentée ici, c’est la règle R4 qui a été retenue : R4 = O * C * (10*(1-P)) Elle consiste à considérer que le risque est directement proportionnel au produit de l’occurrence, de la conséquence et de la non détection (1-P). On multiplie par 10 la valeur (1-P) de façon à ne travailler qu’avec des valeurs entières. La règle R4 peut prendre une forme plus complexe en pondérant chacun des facteurs par un coefficient (n, m, k) afin d’être en mesure de donner plus de poids à l’un des facteurs si nécessaire. 3. DEPLOIEMENT DE LA METHODE OPC 3.1 Grille d’évaluation Une grille d’évaluation a été définie. Elle est renseignée sur la base d’avis d’experts, adaptée à chacun des cas d’applications à traiter afin d’être en mesure en final d’évaluer le risque de mise en œuvre et à le comparer entre la (les) techniques CND alternatives et la technique CND de référence qui est généralement la radiographie. L’exemple ci-dessous permet de 5 noter deux défauts de soudage pour une technique alternative à la radiographie. Cette grille d’analyse est à construire pour chaque application. La partie notation et donc aussi la partie résultat sera dupliquée pour tenir compte de la présence ou non d’une surveillance des travaux de soudage (occurrence) et d’un contrôle à 100% ou par sondage de la soudure (performance). Seuls les deux cas extrêmes sont considérés, suivi + contrôle à 100% et pas de suivi et contrôle par sondage. Tableau 1 : grille de notation Liste des défauts de soudage évolution en service estimation taille critique Distribution (%) long soudée % soudure affectée risque mécanique induit Performance Impact de la non détection sur: Conséquence Occurrence RT Alter 1 perte exploitation intégrité humaine intégrité usine environnement uploads/Management/ me4b2-d-flotte.pdf