Dans l’industrie de la distribution de gaz et des infrastructures de tuyauterie en polyéthylène (PE), la fiabilité des soudures est essentielle pour assurer la sécurité et la longévité des réseaux. Les méthodes de contrôle non destructif (CND) jouent un rôle crucial pour contrôler la qualité des assemblages. Parmi ces méthodes, le contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT) se distingue comme une technique de référence éprouvée pour l’évaluation des tubes et des assemblages en polyéthylène, qu’ils soient réalisés par électro soudage ou par soudage en bout à bout.
Sur demande de GRDF DTI, NaTran R&I a réalisé l’étude sur laquelle est basée la communication proposée au Journal of Nondestructive Evaluation, en sous-traitant la partie Ultrasons multiéléments (PAUT) à l’Institut de Soudure (Villepinte), avec qui NaTran R&I ex RICE collabore depuis une vingtaine d’années. Cette étude de base s’inscrit dans le programme OPTISE / PE & Polymères. Son objectif général est de consolider la technique PAUT pour le contrôle « santé » des tubes et des assemblages soudés en polyéthylène (PE) utilisés sur les réseaux de distribution de fluides, avec comme finalité de corréler le contrôle PAUT avec les performances mécaniques résiduelles des canalisations.
L’efficacité de la technique PAUT pour l'inspection des tubes et des soudures PE
Le contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT) permet de détecter et de dimensionner avec une précision correcte les défauts dans les tubes les soudures de polyéthylène. Cette technologie avancée utilise des traducteurs piézoélectriques agencés en « barrettes » qui génèrent des faisceaux ultrasonores à différents angles et profondeurs pour offrir une vision détaillée des zones affectées thermiquement et des défauts internes.
Les études menées dans plusieurs laboratoires à travers le monde ont montré que la technique PAUT est particulièrement efficace pour localiser voire dimensionner les défauts de surface et volumétriques dans les tubes et les assemblages électro soudés. Ces désordres doivent ensuite être corrélés avec les performances résiduelles à long terme par le biais d’essais destructifs, comme les essais résistance en pression hydrostatique et les essais de résistance à la décohésion.
Applications pratiques et résultats
Les recherches récentes ont permis de valider la technique PAUT pour l'inspection des assemblages de tubes électro soudés de 63 mm et 110 mm de diamètre, utilisés dans la distribution de gaz. Les défauts sont créés artificiellement en laboratoire avant soudage et incluent des temps de chauffage insuffisants, la pénétration incomplète du tube dans un manchon, la contamination par des polluants, ou encore l’intégration de zones non soudables calibrées à l’aide de lamelles fines déposées à l’interface tube_manchon et tube_prise de branchement.
Les résultats présentés dans cette publication internationale confirment que la technique PAUT permet de détecter et de mesurer efficacement la zone affectée thermiquement (ZAT) à l’interface de la soudure, ainsi que les différents types de défauts créés dans les assemblages. Ces informations sont ensuite croisées avec les données des essais mécaniques sur des éprouvettes témoins pour établir des critères d'acceptation.
Critères d'acceptation et normes
Afin d’assurer la qualité des soudures, des critères d'acceptation doivent être définis pour les défauts détectés. Les essais mécaniques réalisés à date montrent que les différents assemblages répondent aux exigences des normes en vigueur (NF EN 1555 et ISO 13956), même pour les désordres les plus critiques créés dans le cadre de cette étude.
Le contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT) représente une avancée majeure dans l’évaluation de la qualité des tubes et des assemblages soudés en polyéthylène. Grâce à cette technique - dont la portabilité sur le terrain a également été démontrée - il est désormais possible de détecter et de mesurer avec une précision correcte différentes familles de défauts. Cependant, l’influence de ces familles de défauts sur les performances résiduelles à long terme reste encore à consolider du point de vue statistique sur un nombre d’essais plus important, mais également en menant en parallèle une réflexion concernant la pertinence des seuils exigés dans les normes.
Vous pouvez consulter l'intégralité des travaux en suivant ce lien.
