ASSEMBLAGES-SOUDES-ET-CONTROLES-NON-DESTRUCTIS.pdf

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ASSEMBLAGES SOUDÉS ET CONTROLÉS NON DESTRUCTIFS (C.N.D.)

par D. SEMIN

Le présent article concerne uniquement les cas d’assemblages soudés de bâtiment met-tant en œuvre des aciers non alliés ou alliés ; les alliages légers et métaux non ferreuxne sont pas traités ici.

1. – CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES

SUR LA QUALITÉ DES ASSEMBLAGES SOUDÉS

Un assemblage soudé doit présenter toutes les garanties d’obtention de la qualité finaleescomptée lui permettant de satisfaire aux conditions de service qui lui sont imposées.C’est ce que l’on nomme la soudabilité globale.

Toutes les étapes de la réalisation d’un assemblage soudé sont soumises aux aléas defabrication qu’il s’agisse du soin apporté à l’exécution ou de la rigueur de son suivi.

On ne peut pas se contenter d’un contrôle en fin de réalisation : non seulement la pièceterminée doit être conforme mais encore faut-il s’assurer des facteurs agissant sur laqualité finale tout au long du cycle de réalisation de l’assemblage soudé. Les opérationsde contrôle doivent donc être prévues :

• avant soudage,

• pendant soudage,

• après soudage.

Au titre du contrôle avant soudage, il y a lieu de s’assurer, bien évidemment :

• Que les qualifications effectuées en amont justifient de la capacité des opérateurs(reconnaissance d’une compétence).

• Que les modes opératoires retenus attestent de la soudabilité métallurgique, c’est-à-dire de la possibilité de réaliser une soudure sans défaut de compacité ou de structurequi résulterait du comportement propre des matériaux consécutif au soudage.(un mode opératoire qualifié consiste en l’enregistrement des caractéristiques des

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CENTRE TECHNIQUE INDUSTRIELDE LA CONSTRUCTION MÉTALLIQUE

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Construction Métallique, n° 2-2004

RevueConstructionMétallique

D. SEMIN – CTICM, Département Construction Métallique

TECHNIQUE ET APPLICATIONS

Rubrique


82 Rubrique TECHNIQUE ET APPLICATIONS

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opérations effectuées, des matériaux et produits utilisés lors de la réalisation d’échan-tillons pour lesquels l’obtention des critères de qualité exigés a été vérifiée).

• Que les opérations de réception des matériaux (de base et d’apport) attestent de leurconformité aux paramètres des modes opératoires retenus.

On se doit également de s’assurer dès ce stade de la faisabilité des étapes ultérieurestelles que :

• La soudabilité opératoire qui correspond à la possibilité pratique de réaliser une sou-dure compte tenu des conditions du soudage (pièce et son environnement, procédé,position de soudage…).

• La possibilité de réaliser les CND de façon efficace après fabrication; les contrôlespeuvent être imposés par les pièces écrites du marché de construction ou relever del’auto-contrôle.

Le contrôle pendant soudage vise :

• la réception des faces à souder (préparation des pièces),

• la mise en œuvre correcte du procédé,

• éventuellement la mise en œuvre de contrôles de compacité (par exemple le ressuageentre passes).

Les contrôles après fabrication peuvent être de nature très diverses allant des essaisdestructifs effectués sur appendices aux contrôles non destructifs (CND) des joints réali-sés.

Ils peuvent également être réalisés périodiquement en service pour s’assurer de labonne tenue dans le temps (corrosion, fissuration) de l’assemblage.

Cet article s’intéresse essentiellement aux contrôles non destructifs des soudures et auxtextes qui en régissent la mise en œuvre.

2. – RAPPELS SUR LES PROCÉDÉS DE CND LES PLUS COURANTS

Les rappels qui suivent ne se veulent pas une présentation détaillée des CND, maisapportent les notions nécessaires à la lecture des tableaux du paragraphe suivant.

2,1. – Le contrôle visuel – VT (visual testing)

C’est le premier des CND. Il est le préliminaire indispensable à tous les autres examensde compacité qui peuvent être réalisés.

Il commence dès la réalisation de la soudure; la personne la mieux placée pour le réali-ser à ce stade est donc le soudeur lui-même qui doit être qualifié. Cette qualificationsanctionne en effet sa «compétence», c’est-à-dire non seulement son habileté à souder,mais également son aptitude à juger de sa propre réalisation (auto contrôle de sa fabri-cation).

Le contrôle visuel porte sur l’aspect et les défauts géométriques des cordons (dimen-sion de la gorge, caniveaux, morsures, surépaisseur ou affaissement, défaut d’aligne-ment, déformation angulaire, …).


Rubrique TECHNIQUE ET APPLICATIONS 83

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Généralement réalisé à l’œil nu, il est amélioré par l’utilisation d’un petit matériel(jauges, loupe, endoscope).

Avantages

• peu onéreux,

• fournit une information directe.

Inconvénients

• l’aspect ne préjuge pas de la qualité interne,

• fortement dépendant de l’expérience de l’opérateur.

Mesure d’épaisseur de gorge à l’aide d’une jauge(Photographie Gérard FORQUET – SETRA/CTOA)

2,2. – Contrôle par ressuage – PT (Penetrant Testing)

Ce procédé permet de détecter la présence de défauts débouchant à la surface despièces ou soudures.

Cet examen consiste en l’application (pinceau, bombe aérosol) sur la surface des maté-riaux et des soudures d’un liquide dit «pénétrant» à faible tension superficielle conte-nant des pigments visibles (traceur coloré ou fluorescent).

Ce liquide pénètre par capillarité dans tous les interstices constitués par les défautsdébouchant à la surface de la pièce.

Après pénétration du liquide, élimination de l’excès de pénétrant en surface, et éven-tuellement séchage, on applique (pulvérisation) un révélateur (poudre).

Après quelque temps, le liquide retenu dans les défauts débouchants est absorbé parcapillarité dans le révélateur d’où le terme ressuage.

En pratique, il est important d’observer l’apparition des indications dès le début duséchage du révélateur ; en effet, cette méthode ne permet pas de donner une valeurquantitative aux résultats fournis : l’interprétation du contrôle est formulée en termed’indication linéaire (longueur � 3 fois la largeur) ou non linéaire.



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Précautions à observer :

• laisser le temps au liquide de pénétrer ; ce temps dépend de la nature du liquide(pénétrant coloré ou liquide fluorescent) ; il est de l’ordre de 10 à 20 minutes,

• importance du nettoyage de l’excès de pénétrant,

• temps de la révélation : compris entre 10 et 30 minutes.

Avantages

• simplicité et faible coût,

• permet des contrôles rapides en service,

• applicable à tous les matériaux non poreux,

• existence de produits pour application à température élevée (150-200 °C),

• bonne sensibilité de détection des défauts débouchants.

Inconvénients

• nécessite des surfaces propres et bien dégraissées : ne pas travailler sur des produits«bruts de laminage»,

• ne pas travailler sur des produits meulés, cette opération risquant de mater desdéfauts et empêcher toute pénétration du fluide : le nettoyage sera effectué par bros-sage ou dégraissage chimique.

De même, cette méthode ne permet de détecter que des défauts présentant un certainvolume; ainsi des fissures refermées par des contraintes de compression peuventéchapper au contrôle par cette méthode,

• liés à l’utilisation de produits nocifs, inflammables ou volatils,

• pas de trace du contrôle (hors PV),

Les étapes du contrôle par ressuage (Document INSTITUT de SOUDURE)Pulvérisation du pénétrant

Pulvérisation du révélateur – Observation des indications



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2,3. – Magnétoscopie – MT (Manietic Testing)

Le contrôle magnétoscopique permet de détecter des défauts débouchants (obstrués ounon) et sous-jacents sous la surface.

Cet examen consiste à soumettre une pièce à l’action d’un champ magnétique jusqu’àsa saturation; ce champ se trouve dévié s’il trouve un obstacle sur son parcours ; si cetobstacle est proche de la surface, les lignes de force du champ peuvent sortir à l’exté-rieur de la pièce en créant à l’endroit du défaut une sorte de mini aimant sur les pôlesduquel peut s’accumuler une poudre magnétique très fine (utilisée à sec ou en suspen-sion dans un liquide).

Pour être révélés, les défauts doivent être perpendiculaires aux lignes magnétiques (ilssont indécelables lorsqu’ils sont parallèles aux lignes de champ).

Les pièces peuvent être aimantées par passage de champ ou par passage de courant.

Contrôle par magnétoscopie (Document INSTITUT de SOUDURE)Électro-aimant portable –la poudre révélatrice est en suspension dans le liquide

Contrôle par magnétoscopie (Document INSTITUT de SOUDURE)Révélation d’une indication linéaire



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Le contrôle des charpentes métalliques fait essentiellement appel à la premièreméthode. On utilise généralement un électro-aimant mobile en forme de U, dont lespièces polaires sont articulées, posé au contact de la pièce, en fer à cheval au dessus dela soudure à examiner. Dans la mesure où l’on ne connaît pas a priori l’orientation desdéfauts, la zone soumise à examen doit faire l’objet d’une exploration faisant prendresuccessivement aux pôles des positions à 90° l’une de l’autre.

Comme pour le ressuage, l’interprétation du contrôle est formulée en terme d’indicationlinéaire ou non linéaire.

Avantages

• simplicité,

• rapidité (plus rapide que le contrôle par ressuage),

• facilité de détection des défauts débouchants et sous-jacents (2 mm environ) ; lesdéfauts peuvent être matés ou obstrués,

• très bonne sensibilité de détection des défauts «plans» (créant une grande disconti-nuité du champ); exemple : fissures.

Inconvénients

• détection moyenne des défauts non linéaires,

• pas de trace du contrôle (hors PV),

• risque de bruit de fond parasite si le cordon présente trop d’irrégularités de surface,

• impossibilité de détecter des défauts en profondeur (� 2 mm de profondeur),

• démagnétisation obligatoire après contrôle,

• examen exclusivement applicable aux matériaux ferro magnétiques. Les aciers inoxy-dables austénitiques sortent donc du champ d’application de ce contrôle.

2,4. – Radiographie – RT (Radiographic Testing)

La radiographie est une méthode qui utilise les particularités des rayons X ou γ . : cesont des ondes électromagnétiques de très faible longueur d’onde, aptes à traverser descorps opaques à la lumière visible.

L’intensité de la radiation pénétrante durant sa traversée est modifiée entre un parcoursdans le matériau sain et dans les défauts qu’il renferme. Ce phénomène est appelé«absorption différentielle».

Un récepteur radiographique placé sous l’objet enregistre le faisceau émergent ce quise traduit par une différence de densité ou contraste sur le film développé. Ce contrasteentre l’image d’un domaine contenant un défaut et celle d’un domaine exempt dedéfaut permet à l’observateur de distinguer l’imperfection.

Les 2 procédés ne diffèrent que par la source de radiation :

• rayons X : on utilise un tube en verre dans lequel règne un vide poussé. Il est alimentéen courant électrique et émet des électrons par échauffement d’un filament incandes-cent de tungstène (cathode). Ce faisceau d’électrons est attiré par la différence depotentiel (plusieurs milliers de volts) vers une cible (anode ou anti-cathode). L’impactdes électrons sur la cible génère chaleur (99 %) et rayons X (1 %).

• Les rayons γ sont émis lors de la désintégration spontanée d’un noyau atomique (parexemple : Iridium 192, Cobalt 60)



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Une interprétation des radiographies passe par un ensemble de paramètres interdépen-dants qui conditionnent la qualité des images du film, protection de ces derniers contreles rayons secondaires (écrans renforçateurs), flou géométrique (compromis entre lediamètre de la source et la distance source film : nature)

La qualité d’image est appréciée par des « indicateurs de qualité d’image» (IQI).

Contrôle par radiographie (Document INSTITUT de SOUDURE)On note la position du film en sous face ainsi que l’IQI hexagonal en face supérieure.

L’exposition d’une partie quelconque du corps humain aux rayons X ou gamma peutêtre préjudiciable à la santé, aussi toute utilisation de matériels à rayons X ou desources radioactives est soumise à des dispositions légales ou réglementaires qu’il y alieu de suivre scrupuleusement.

Avantages

• applicable à tous les matériaux,

• traçabilité et archivage des résultats,

• facilité d’identification des défauts internes des soudures bout à bout interpénétrées,

• performant pour défauts volumiques et manques de pénétration.

Inconvénients

• coût élevé,

• limitation au contrôle des faibles épaisseurs,

• peu adapté aux contrôles des soudures en angle,

• pas adapté aux soudures non interpénétrées,

• règles de sécurité rigoureuses et contraignantes,

• accessibilité requise des 2 côtés (sauf cas très particuliers),

• difficulté de localisation du défaut dans l’épaisseur,



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• les défauts plats (collages ou fissures) ne sont décelés que si orientés suivant le rayon-nement (ou légèrement inclinés sur celui-ci) ; orientation du rayonnement à choisir enfonction de l’orientation supposée du défaut recherché.

2,5. – Ultrasons – UT (Ultrasonic Testing)

Les ondes ultrasonores sont émises au moyen de traducteurs (ou palpeurs) contenantun élément piézoélectrique (quartz par exemple) qui a pour particularité de transformerun courant électrique alternatif en oscillations mécaniques.

En présence de modifications des caractéristiques du milieu dans lequel elles se propa-gent, les ondes voient leur propagation perturbée selon les lois de la réflexion – réfrac-tion – absorption : l’onde incidente, lorsqu’elle arrive à un interface entre 2 milieux,transmet une partie de son énergie au second milieu et en réfléchit une partie dans lepremier.

Dans le cas particulier de l’air, les lois de la réflexion montrent qu’aucune énergie n’esttransmise au second milieu (l’air) ; cette particularité importante est exploitée lorsquel’onde rencontre une fissure ou une inclusion gazeuse.

C’est également pourquoi on utilise un produit couplant (eau, colle de tapissier) sous lepalpeur, à son interface avec la pièce à contrôler.

La méthode la plus usuellement employée est la méthode «par réflexion» qui n’utilisequ’un seul traducteur jouant simultanément le rôle d’émetteur et de récepteur.

En raison de la forme des assemblages soudés et de l’orientation la plus fréquente desdéfauts plans (fissures, manques de liaison) qui sont susceptibles d’être rencontrés, lecontrôle par ultrasons des soudures est généralement effectué au moyen d’un faisceaud’ondes transversales obliques (palpeurs d’angle).

Avantages

• très bonne précision de la détection (localisation et longueur du défaut),

• particulièrement efficace vis-à-vis des dédoublures et du collage,

• sans danger (par opposition au contrôle radiographique),

• à privilégier si accessibilité d’un seul côté,

• associé aux fortes épaisseurs.

Inconvénients

• peu adapté aux aciers austénitiques,

• identification incertaine des défauts : classement en défauts volumiques ou défautsnon volumiques (ou plans),

• pas adapté aux faibles épaisseurs,

• phase d’étalonnage importante,

• subjectivité de l’interprétation de l’opérateur,

• pas de trace du contrôle (hors PV).



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Contrôle in situ de joint interpénétré par ultrasons(Photographie Gérard FORQUET – SETRA/CTOA)

3. – LES SYSTÈMES NORMATIFS

La maîtrise des risques liés à l’exécution est codifiée par des normes. Deux systèmescoexistent actuellement. Le premier système, en pratique depuis de nombreusesannées dans la profession, a pour base la norme NF P 22 471, le second la normeXP P 22-501-1.

Dans les 2 cas, pour chaque assemblage soudé, une classe doit être déterminée quidépend de paramètres quantifiés ou de choix effectués en amont, soit par le Maîtred’Ouvrage, soit par le Maître d’œuvre en concertation éventuelle avec le constructeur.

3,1. – Corpus P 22.47X

Les documents constitutifs de ce système sont : NF P 22-471, NF P 22-473 et FD P 22-474.

La norme NF P 22-471 est un document «autoportant» ; elle définit les conditions à res-pecter pour l’exécution et le contrôle des assemblages soudés.

La NF P 22- 471 définit 3 classes de qualité d’assemblages soudés numérotées de 1 à 3(la Classe 1 étant la plus sévère) ; le FD P 22-474 apporte des indications pratiques per-mettant de procéder à la classification des assemblages soudés.

La mise en œuvre du FD P 22-474 nécessite la connaissance des conditions de calcul dujoint soudé; les paramètres à considérer sont :

• le taux de contrainte et le niveau de bridage de l’assemblage,

• la température minimale de service,



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• l’épaisseur soudée,

• le degré de risque encouru.

Chacun de ces critères contribue, par l’attribution d’un indice spécifique, à l’obtentiond’un indice global, somme des indices spécifiques.

Cet indice global et le type de sollicitation (dynamique ou statique) permettent de définirla classe de qualité de l’assemblage considéré.

Une fois la classe choisie (cette classe peut différer pour les différents assemblages ausein d’un même élément), la NF P 22-471 précise les exigences associées à cette classeen termes d’assurance qualité :

• programme de soudage (nécessaire en Classes 1 et 2),

• qualification des modes opératoires de soudage (obligatoire en Classes 1 et 2 sauf casparticuliers très limités),

• qualification des soudeurs (degré d’aptitude des soudeurs en relation directe avec laclasse de qualité retenue),

• restrictions éventuelles sur les conditions d’exécution.

Le contrôle des joints soudés est enfin traité :

• le contrôle visuel est à effectuer à 100% quelle que soit la classe de qualité,

• les autres CND ne sont à envisager qu’en Classes 1 ou 2,

• les critères d’acceptation des défauts sont donnés en fonction de la classe, pourchaque méthode (VT, PT, MT, UT ou RT).

L’étendue des contrôles à mettre en œuvre est précisée par la NF P 22-473.

On reproduit ci-dessous :

• un tableau de synthèse des méthodes de contrôle à mettre en œuvre selon NF P 22-471 (tableau 1),

• un tableau de synthèse des étendues minimales de contrôle selon la NF P 22-473(tableau 2).

TABLEAU 1

(*) Le contrôle secondaire par US sera le seul juge pour l’identification de défauts type fissures, manques defusion et collage



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TABLEAU 2

3,2. – Corpus XP P 22-501-1

Ce document est fondé sur la prénorme européenne ENV 1090-1 : 1996 dont les partiesapplicables sont complétées par les prescriptions nationales adéquates. Son domained’application recouvre celui des normes évoquées au chapitre précédent.

L’ XP P 22-501-1 définit 3 classes d’exécution de 1 à 3 (la Classe 1 étant la plus sévère).Cette classification résulte de 2 paramètres :

• le niveau d’exposition (N1 à N3),

• la catégorie d’exécution et d’exploitation (C1 à C3).

Nous reproduisons ci-dessous les tableaux correspondants de la norme XP P 22-501-1 :



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La classe d’exécution se déduit de ces critères à l’aide du tableau :

Une fois la (ou les) classe(s) définie(s) par le dossier des spécifications techniques duprojet qui relève de la maîtrise d’œuvre, les différents paragraphes traitant du soudagedans l’XP P 22-501-1 apportent des indications quant aux exigences relatives à l’exécu-tion et aux critères de performance :

• programme de soudage (nécessaire en Classes 1 et 2),

• qualification des modes opératoires (obligatoire en Classes 1 et 2 ; en Classe 3, néces-sité de suivre un descriptif dont le mode opératoire a été qualifié),

• qualification des soudeurs (nécessaire quelle que soit la classe – disparition de lanotion de degré d’aptitude),

• dispositions particulières à la mise en œuvre.

Des prescriptions relatives au contrôle des joints soudés complètent le document.

Le contrôle visuel est à effectuer sur la totalité des longueurs soudées, indépendam-ment de la classe d’exécution.

Les champs d’application des différentes méthodes de CND sont précisés comme suit :

TABLEAU 3Champ d’application des CND selon XP P 22-501-1

On notera l’évolution des limites d’utilisation des méthodes UT et RT en fonction del’épaisseur par rapport aux indications du tableau 1.

L’étendue minimale des contrôles sur assemblages de Classe 3 est définie par le tableauque nous reproduisons ci-après.



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TABLEAU 4Étendue minimale des contrôles selon XP P 22-501-1

Sauf indication contraire du CCTP, cette étendue est doublée pour la Classe d’exécution2 et portée à 100 % de la longueur des joints soudés relevant de la Classe d’exécution 1.

La notion d’« identification» du tableau précédent fait référence à la figure de repéragereproduite ci-dessus.

L’annexe G de l’ XP P 22-501-1 lève toute ambiguïté quant à la portée des contrôles :dans tous les cas, le contrôle visuel est à mettre en œuvre au titre de l’aspect des sou-



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dures achevées, et des CND sont toujours à mettre en œuvre de façon complémentaireau titre du contrôle des défauts dans les soudures.

En ce qui concerne les limites d’acceptation des défauts dans les soudures, il est faitréférence à un certain nombre de normes complémentaires dont l’articulation est préci-sée sur le diagramme suivant :

TABLEAU 5

En premier lieu figure la NF EN 25817 qui fixe des niveaux d’acceptation des défautsdans les soudures par référence à 3 degrés d’exigence symbolisés par les lettres

• D exigence modérée,

• C exigence moyenne,

• B exigence élevée.

Les niveaux de qualité ainsi définis le sont sur la base de la taille réelle des défauts sus-ceptibles d’être rencontrés.

La relation entre les exigences de qualité et les classes d’exécution précédemment défi-nies s’établit comme suit :

• Classe 3 : niveau de qualité D

• Classe 2 C

• Classe 1 B

La norme NF EN 12062 vient compléter le dispositif en donnant, d’une part, des indica-tions quant au choix des méthodes de CND en fonction des différents joints soudés, et,d’autre part, en associant aux niveaux de qualité de la NF EN 25817 les niveaux d’accep-tation des indications révélées par les différentes méthodes.

En effet, la détection et la mesure des défauts dépendent de la méthode de contrôle : laprésence de discontinuités n’est signalée que sous la forme permise par la méthode.

Ainsi les indications obtenues lors d’un contrôle par ressuage n’ont pas la même tailleque le défaut qui est à l’origine de l’indication.



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TABLEAU 6Méthodes généralement admises pour le contrôle des défauts accessibles superficielssur tous types d’assemblages soudés y compris soudures d’angle – selon NF EN 12062

TABLEAU 7Méthodes généralement admises pour le contrôle des défauts internes

dans des assemblages bout à bout et en T à pénétration totale – selon NF EN 12062 Dans ce tableau, les ( ) indiquent que la méthode est applicable

avec certaines restrictions

Les normes qui figurent sur les 2 derniers niveaux du tableau synoptique précédent(tableau 5) complètent la définition des niveaux de la NF EN 25817 :

• En avant dernière ligne, un ensemble de normes définissant les techniques et , pourles méthodes UT et RT, la sensibilité (degré de finesse) de l’examen.

Des schémas d’application aux cas courants illustrent ces normes.

• Sur la dernière ligne, un ensemble de normes définissant les niveaux d’acceptationspécifiques à la technique retenue.

4. – EXEMPLES COMPARATIFS

4,1. – Raidisseurs transversaux dans une poutre en acier S235

Considérons le cas de la soudure de raidisseurs transversaux dans une poutre en acierS235, réalisée en atelier.

Les critères d’analyse ont conduit à la conclusion que ce joint relevait de la classe d’exé-cution «3» selon NF XP 22-501-1.

On associe, selon ce même texte, à cette classe une exigence de qualité «D» - modérée.

Le croquis du tableau 4 nous permet d’identifier cet assemblage en «zone d’élément»;le tableau relatif à l’étendue des CND nous indique :

• que le contrôle visuel doit être effectué à 100 %,

• que d’autres méthodes de CND doivent concerner 1 assemblage sur 20.



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Le tableau relatif au champ d’application des méthodes nous oriente vers un contrôle detype PT ou MT, au choix.

La norme NF EN 25817 nous fixe les défauts réels maximaux admissibles dans les cor-dons incriminés et relevant de la classe de qualité «D».

Ces défauts, s’ils existent, seront détectés par l’une des 2 méthodes prescrites et révé-lées sous forme d’indication linéaire ou non linéaire.

La norme NF EN 12062 établit la corrélation entre la classe «D» et les niveaux d’accep-tation tels qu’ils apparaissent dans les normes de contrôle non destructifs. Ainsi :

• Pour le VT :

➢ mise en œuvre de l’examen selon NF EN 970 (nettoyage préalable du joint, typed’éclairage, rédaction du PV…);

➢ le niveau d’acceptation sera D selon NF EN 25817.

• Pour le PT (en supposant que cette méthode soit retenue)

➢ mise en œuvre l’examen selon NF EN 571-1 (nettoyage, mode opératoire, compati-bilité des produits,…),

➢ le niveau d’acceptation sera 3X selon prEN 1289; c’est ce niveau qui prend en compte les capacités de détection inhérentes à la tech-nique précisée en NF EN 571-1.

4,2. – Diagonale enfourchée en acier S235

Considérons les diagonales (PRS) d’une poutre treillis principale de grande dimension;les semelles sont enfourchées sur les goussets et soudées sur ceux-ci par des cordonslongitudinaux (l’âme est boulonnée HR).

Les conditions de calcul sont les suivantes :

• taux de travail des cordons : 50 % de fy,

• le soudage a lieu sur chantier,

• les soudures ne sont pas bridées,

• la température de service est de 15 °C,

• les épaisseurs en jeu sont 30 mm,

• le bâtiment n’est pas un ERP mais des risques de pertes économiques sont à considé-rer,

• les sollicitations sont statiques.

Selon corpus 2247X

• indice global selon FD 22-474 : 1,

• Classe des assemblages soudés : 3,

• pas d’autre exigence qu’un contrôle visuel à 100 %.

Selon corpus XP 22-501-1

• niveau d’exposition : N2 + catégorie d’exécution C2 → Classe d’exécution 2,

• exigence de qualité «C»,



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• les soudures sont identifiées en zone d’assemblage et réalisées sur chantier ; l’étenduedu contrôle CND à prévoir est de 100 % en complément du contrôle visuel à 100 %,

• les soudures en angle peuvent être contrôlées au choix en PT ou MT.

Conclusion

• le corpus XP 22-501-1 conduit à l’introduction de CND dès lors que les assemblagessont exécutés sur chantier.

4,3. – Continuité de poutres PRS

Considérons une poutre PRS de semelles d’épaisseur 40 mm et d’âme d’épaisseur10 mm.

Il s’agit d’une poutre principale de la structure d’un ERP dont le taux de travail est de60% de fy, dont la température de service est de 10 °C, subissant des sollicitations sta-tiques.

On comparera successivement le cas de la réalisation en atelier et sur chantier.

Soudage en atelier

Selon corpus 2247X

• indice global selon FD 22-474 : 3,

• Classe des assemblages soudés : 2,

• contrôle visuel à 100 %,

• CND semelle comprimée : UT 10 %âme : RT 10% en zone comprimée – 50 % en zone tenduesemelle inférieure : UT 50 %.


• niveau d’exposition N1 + catégorie d’exécution C3 → classe d’exécution 2

• exigence de qualité «C»

• soudure identifiée en zone d’élément et réalisée en atelier ; l’étendue du contrôle CNDà prévoir est un sondage décomposé comme suit : contrôle à 100 % des 3 premiersassemblages de chaque type puis 1 sur 10

• ces CND viennent en complément d’un contrôle visuel à 100 %

• les soudures interpénétrées sont à contrôler en UT.

Soudage sur chantier

Selon corpus 2247X

• classement sans modification par rapport à la réalisation en atelier,

• contrôle visuel à 100 %,

• CND semelle comprimée : UT 20 %âme : RT 20 % en zone comprimée – 100 % en zone tenduesemelle inférieure : UT 100 %.



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• niveau d’exposition : N1 + catégorie d’exécution C2 → Classe d’exécution 1,

• exigence de qualité «B»,

• soudure identifiée en zone d’élément et réalisée sur chantier, l’étendue du contrôleCND à prévoir est de 100 % en complément du contrôle visuel à 100 %,

• les soudures interpénétrées sont à contrôler en UT.

5. – CONCLUSION

Au-delà de la première perception qui substitue à un ensemble compact de 3 normes unensemble cohérent mais plus complexe d’abord, on identifie plusieurs différences entreles 2 systèmes normatifs exposés dans le chapitre précédent.

En particulier :

• pour le classement des assemblages, la disparition dans le corpus XP P 22-501-1 de lanotion de taux de travail des soudures,

• le statut de la Classe 3 (classe de soudure ou classe d’exécution) qui se trouve sensi-blement modifié :

➢ Selon le corpus NF P 2247X,Ce choix de la Classe 3 ne concerne que des assemblages non soumis à sollicita-tions dynamiques ou ne cumulant pas de critères susceptibles de provoquer la rup-ture brutale de l’assemblage. Elle n’est associée qu’à peu d’exigences; en particulier, il n’est pas prévu de cahierde soudage, il n’est pas exigé de QMOS, les CND autres que le VT ne sont pas àprévoir.

➢ Selon le corpus XP 22 501 1, La Classe 3 est une classe «à part entière», et ne diffère des Classes 1 et 2 que parles critères associés.Sans exiger de QMOS, les soudures doivent être réalisées en suivant un descriptifde mode opératoire qualifié ; les soudeurs doivent être qualifiés (la notion de degréd’aptitude a cependant disparu de la norme de référence – EN 287-1) ; des CND sontrequis au minimum sur la base des indications du tableau 4 ci-avant.

La mise en pratique sur quelques exemples courants montre également une incidencesensible en terme d’étendue de contrôles non destructifs.

Dans le corpus XP P 22-501-1, on observe un renforcement des pourcentages de sou-dures à soumettre à CND, notamment pour les soudures réalisées sur chantier.

Une conception saine des assemblages doit prévoir la possibilité de réalisation des CNDpermettant de déceler les défauts susceptibles d’être générés dans chaque soudure enfonction de ses paramètres de réalisation (configuration, procédé utilisé,…).



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RÉFÉRENCES

NORMES CITÉES

Corpus P 22.47X

NF P22-470 Août 1989Construction métallique – Assemblages soudés – Dispositions constructives et justifica-tion des soudures

NF P22-471 Mars 1984Construction métallique – Assemblages soudés – Fabrication

NF P22-473 Août 1986Construction métallique – Assemblages soudés – Étendue des contrôles non destructifs

FD P22-474 Mars 1996Construction métallique – Assemblages soudés – Guide de choix de la classe de qualité.

Corpus XP P 22-501-1

XP P22-501-1 Décembre 1998Exécution des structures en acier – Partie 1 : règles générales et règles pour les bâti-ments

NF EN 25817 – Novembre 1992 (A89-231)Assemblages en acier soudés à l’arc – Guide des niveaux d’acceptation des défauts

NF EN 12062 – Juin 2003 (A89-500) avec son AmendementContrôle non destructif des assemblages soudés – Règles générales pour les matériauxmétalliques

NF EN 1435 – Octobre 1997 (A89-510) + Amendement – Juin 2003 (A89-510/A1)Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par radiographie desassemblages soudés

NF EN 12517 – Septembre 1998 (A89-511) + Amendement – Avril 2003 (A89-511/A1)Contrôle non destructif des assemblages soudés - Contrôle par radiographie des assem-blages soudés - Niveaux d’acceptation.

NF EN 1714 – Octobre 1997 (A89-520) + Amendement – Décembre 2002 (A89-520/A1)Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ultrasons des assem-blages soudés

NF EN 1712 – Novembre 1997 (A89-521) + Amendement – Décembre 2002 (A89-521/A1)Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ultrasons des assem-blages soudés – Niveaux d’acceptation.

NF EN 1713 – Septembre 1998 (A89-522) + Amendement – Décembre 2002 (A89-522/A1)Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ultrasons – Caractérisa-tion des indications dans les assemblages soudés

NF EN 970 – Mai 1997 (A89-540)Contrôle non destructif des assemblages soudés par fusion – Contrôle visuel



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NF EN 571-1 – Septembre 1997 (A09-120-1)Essais non destructifs – Examen par ressuage – Partie 1 : principes généraux.

NF EN 1289 – Décembre 2002 (A89-541) avec son AmendementContrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ressuage des soudures

NF EN 1290 – Décembre 2002 (A89-550) avec son AmendementContrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par magnétoscopie desassemblages soudés

NF EN 1291 – Décembre 2002 (A89-551) avec son AmendementContrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par magnétoscopie des sou-dures – Niveaux d’acceptation

BIBLIOGRAPHIE

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A. Vallini – Joints soudés – Contrôle, métallurgie, résistance – Dunod, 1968

P. Macquet – Execution des assemblages soudés en construction métallique – Cticm,2000

ASSEMBLAGES-SOUDES-ET-CONTROLES-NON-DESTRUCTIS.pdf

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