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République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de L’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Université des Frères Mentouri Constantine

Faculté des Sciences de la Technologie Département

Génie des transports

MémoireEn vue de l’obtention du diplôme de Licence.

Filière : Génie de Transport.Spécialité : Transport et Distribution des

Hydrocarbures.

ThèmeETUDE DES CONTROLES NON-

DESTRUTIFS DES PIPE-LINES.

Réalisé Par :

- ANSAR Khaled.

- GUESSOUM Chafik.

Dirigé par :

- BOUSSALIA Latifa.

Promotion : 2019/2020

Remerciement

Remerciements :On remercie tout d’abord dieu de nous avoir permis d’arriver à

ce stade de nos vies

Particulièrement dans nos études :

Nous adressons nos sincères remerciements à notre encadreur

Mme. BOUSSALIA Latifa qui nous aident par ces conseils et

informations scientifiques et professionnelles.

Nous tenons à remercier notre parents, frères et sœurs qui sont

aussi nous orienté au cours de notre travail.

Sommaire :

Sommaire : Introduction générale................................................................01

Introduction..............................................................................................02

Choix du thème et problématique...............................................................03

Structure de mémoire.................................................................................03

Chapitre I : Généralité sur la technologie des pipelines

Introduction.................................................................................................05

Les pipelines.....................................................................................................05

Définitions…......................................................................................................................05

Caractéristiques des tubes...................................................................................................05Diamètre...............................................................................................................................05

Epaisseur...............................................................................................................................05

Matériaux constituant les tubes............................................................................................06

Processus de fabrication...............................................................................06

Les tubes soudés sous la forme en spirale.....................................................................06

Zone fabrication...................................................................................................................06Zone visuelle........................................................................................................................08

Zone de réparation................................................................................................................08

Les tubes soudés sous forme longitudinale.....................................................................09

Les tubes formés sans soudure........................................................................................10

Description sur l'assemblage des pipes.......................................................10Assemblage des pipelines....................................................................................................10

Le chanfreinage des tubes...............................................................................................10

Le soudage......................................................................................................................11

Soudage à l’arc électrique...................................................................................................12

Soudage avec l’électrode enrobée.......................................................................................12

Soudage sous gaz inerte avec l’électrode réfractaire..........................................................12

Le soudage semi-automatique sous protection gazeuse : MIG ou MAG............................13

Caractéristiques de la soudure.............................................................................................13

les défauts de soudage..................................................................................14Fissuration...........................................................................................................................14

Sommaire : Fissuration à chaud..........................................................................................................14

Fissuration à froid...........................................................................................................14

Soufflures..................................................................................................................15

Inclusions........................................................................................................................15

Projections..................................................................................................................15

Collage ou manque de fusion.....................................................................................16

Défauts de pénétration....................................................................................................16

Défaut géométrique du cordon de soudure....................................................................16

conclusion...............................................................................................17

Chapitre II : Éléments sur les méthodes de contrôles non destructifs (CND)

Introduction...........................................................................................19

Généralité sur les contrôles non destructifs..................................................19

Définition.......................................................................................................................19

Principe du Contrôle Non Destructif.............................................................................19

L’importance du contrôle non destructif pour les moyens de transports des

hydrocarbures.............................................................................................................20

Champ d’application actuel..........................................................................................20

Principe de la détection d’un défaut.....................................................21Les défauts de surface..................................................................................................21

Les défauts ponctuels...................................................................................................21

Les défauts d’aspect.....................................................................................................21

Les défauts internes.....................................................................................................22

Principe de la détection d’un défaut.............................................................................23

Les déférents méthodes CND................................................................24

Les méthodes surfaciques.......................................................................24

Examen visuel..............................................................................................................24

Définition.....................................................................................................................24

Le principe de l'examen visuel....................................................................................24

Mise en œuvre du contrôle..........................................................................................24

Sommaire : Eclairage............................................................................................................................24

L’œil et ses limitations......................................................................................................24

Appareils optiques spécifiques.........................................................................................24L’endoscope........................................................................................................................25

Le stroboscope.....................................................................................................................25

Télévision...........................................................................................................................25

Le ressuage.........................................................................................................................26

Définition...........................................................................................................................26

Principe du ressuage............................................................................................................26

Procédure de contrôle par ressuage....................................................................................28

Produits de ressuage..........................................................................................................28

La magnétoscopie..............................................................................................................29

Définition..........................................................................................................................29

Principe de la méthode......................................................................................................29

Les caractéristiques de champ magnétique.......................................................................30

La nature du champ magnétique.......................................................................................30

L'intensité du champ magnétique......................................................................................30

La direction du champ magnétique...................................................................................30

Défauts détectables...........................................................................................................30

La géométrie du défaut....................................................................................................30

Sa position dans la pièce.................................................................................................30

Son orientation par rapport au champ magnétique..........................................................31

Produit utilise en magnétoscopie....................................................................................31

Procédure de contrôle.....................................................................................................31

Méthodes volumiques............................................................................32Le ultrasons....................................................................................................................32

Définition.......................................................................................................................32

Principe de contrôle par ultrasons...................................................................................32

Introduction aux ondes ultrasons.....................................................................................32

Onde longitudinale (ou de compression).........................................................................33

Onde transversale (ou de cisaillement)...........................................................................33

Onde de surface (ou de Rayleigh)...................................................................................33

Matériels mis en œuvre...................................................................................................34

Sommaire : Exemple d'application.....................................................................................................34

La radiographie industrielle............................................................................................34

III.3.5.1 Définition..............................................................................................................34

Principe de la méthode....................................................................................................35

Obtention des rayons X et γ.............................................................................................36

Les rayons X....................................................................................................................36

Les rayons γ.....................................................................................................................36

Méthode de contrôle.......................................................................................................36

Le film radiographique....................................................................................................37

Visibilité des défauts.......................................................................................................37

Protection........................................................................................................................37

Procédure de contrôle......................................................................................................37

Applications....................................................................................................................38

III.4. conclusion..........................................................................................38

Chapitre III : Matériels, méthodes et discussion des résultats

Introduction........................................................................................40

Description des entreprises.....................................................................40

Les contrôles des pipes dans les différentes........................................43

Les résultats obtenus des Contrôles non destructif par les différentes

entreprises.............................................................................................47

Les solutions et recommandations proposés par les entreprise............51

Conclusion...........................................................................................53

Conclusion générale..............................................................51

Sommaire :

Liste des figures :Figure I.1 : pipeline..............................................................................................................................05

Figure I.2 : Les tubes soudés sous la forme en spirale........................................................................06

Figure I.3 : La Machine à souder..........................................................................................................07

Figure I.4 : Préparation bobine.............................................................................................................08

Figure I.5 : Réparation des défauts manuellement...............................................................................08

Figure I.6 : La machine d’essais hydrostatique.....................................................................................09

Figure I.7 : a) : Croquage b) : Formage sous forme ''U'' c) : Formage sous forme ''O''........................09

Figure I.8 : Fabrication de pipeline sans soudure..................................................................................10

Figure I.9.1 : chanfrein en V.................................................................................................................10

Figure I.9.2 : chanfrein en X...............................................................................................................10

Figure I.9.3 : chanfrein en V avec méplat............................................................................................11

Figure I.9.4 : chanfrein en demi V.......................................................................................................11

Figure I.9.5 : chanfrein en U................................................................................................................11

Figure I.9.6 : chanfrein en double U....................................................................................................11

Figure I.9.7 : chanfrein en tulipe..........................................................................................................11

Figure I.10 : soudage à l’électrode enrobée..........................................................................................12

Figure I.11 : soudage avec l’électrode réfractaire................................................................................12

Figure I.12 : principe de soudage GMAW..........................................................................................13

Figure I.13 : Cordon de soudure..........................................................................................................13

Figure I.14 : Fissuration à chaud........................................................................................................14

Figure I.15 : Différents types de fissures à froid..................................................................................15

Figure I.16 : Différents types de soufflures........................................................................................15

Figure I.17 : Différents types d'inclusion............................................................................................15

Figure I.18 : Vue de dessus de la morphologie du cordon de soudure avec les projections..............16

Figure I.19 : Exemples de collages en soudage MIG dans un chanfrein étroit (remplissage en 1et

2passes).............................................................................................................................................16

Figure I.20.1 : Excès de pénétration....................................................................................................16

Figure I.20.2 : Manque de pénétration................................................................................................16

Figure I.21 : Convexité et concavité...................................................................................................17

Figure I.22 : Surépaisseur...................................................................................................................17

Figure II.23 : Facteurs humains et Contrôle Non Destructif..............................................................19

Figure II.24 : Contrôle non destructif..................................................................................................20

Figure II.25 : Quelques besoins importants de CND............................................................................21

Figure II.26.1 : Criques.......................................................................................................................21

Sommaire : Figure II.26.2 : Piqûres.....................................................................................................................22

Figure II.26.3: Fissures.....................................................................................................................22

Figure II.26.4 : Craquelure..................................................................................................................22

Figure II.27.1 : Criques internes..................................................................................................22

Figure II.27.2 : Porosité...................................................................................................................23

Figure II.27.3 : Soufflures.................................................................................................................23

Figure II.28 : Principe de détection d’un défaut..............................................................................23

Figure II.29 : Eclairage direct...........................................................................................................24

Figure II.30 : Contrôle par endoscope..................................................................................................25

Figure II.31 : Le stroboscope..............................................................................................................25

Figure II.32 : Télévision.....................................................................................................................26

Figure II.33.1 : Application et pénétration du liquide du pénétrant dans les fissures..........................27

Figure II.33.2 : Nettoyage de l'excès de pénétrant...............................................................................27

Figure II.33.3 : Application du révélateur............................................................................................27

Figure II.33.4 : Le révélateur extrait le pénétrant retenu par les fissures.........................................27

Figure II.34 : Procédure générale de contrôle par ressuage............................................................28

Figure II.35 : Produits de ressuage..................................................................................................28

Figure II.36 : Contrôle par ressuage................................................................................................29

Figure II.37 : La magnétoscopie..........................................................................................................29

Figure II.38 : Le principe de la magnétoscopie..................................................................................30

Figure II.39 : Produit utilise en magnétoscopie...................................................................................31

Figure II.40 : Contrôle par magnétoscopie..........................................................................................31

Figure II.41 : Principe générale de contrôle par ultrasons..................................................................32

Figure II.42 : Onde ultrasonore...........................................................................................................32

Figure II.43 : Onde longitudinale.......................................................................................................33

Figure II.44 : Onde transversale..........................................................................................................33

Figure II.45 : Onde de surface............................................................................................................33

Figure II.46 : Types d’ondes et modes de propagation des ultrasons dans un solide...........................34

Figure II.47 : Appareil de contrôle par US. Traducteurs. Mesureur d'épaisseur..............34

Sommaire : Figure II.48 : Facteurs humains et contrôle par La radiographie industrielle.......................................35

Figure II.49.1 : RADIOSCOPIE............................................................................................................35

Figure II.49.2 : RADIOGRAPHIE........................................................................................................35

Figure II.50 : Principe de la radiographie industrielle..........................................................................36

Figure II.51 : détermination du temps de pose......................................................................................37

Figure III.52 : Pipelines au niveau de Cosider...................................................................................40

Figure III.53 : Etat du cordon de soudure après brossage..............................................................41

Figure III.54 : Représentation géographique du champ HASSI R’mel..........................................41

Figure III.55 : Champ de berkine…..............................................................................................42

Figure III.56 : Ligne gaz lift champ de berkine.....................................................................................42

Figure III.57 : Prélèvement des échantillons.........................................................................................43

Figure III.58 : Cordon de soudure avec les défauts (cratère, morsures/caniveaux, Fissure, Amorces d’arc).................................................................................................................................................44

Figure III.59 : La vue en coupe de la pièce...........................................................................................44

Figure III.60 : La vue en dessus de la pièce..........................................................................................44

Figure III.61 : Le procédé TIG..............................................................................................................45

Figure III.62 : Le procédé SMAW........................................................................................................45

Figure III.63 : Matériel utilisé...............................................................................................................45

Figure III.64 : Évaluation du pouvoir réfléchissant.............................................................................45

Figure III.65 : Amorces d'arc..............................................................................................................46

Figure III.66 : Stries de burin ou meule..............................................................................................46

Figure III.67 : Projection..............................................................................................................46

Figure III.68 : Laitier..........................................................................................................................46

Figure III.69 : L’image radiographique pièces à souder mal alignées (Offset ou Hilo).....................47

Figure III.70 : L’image radiographique d’un désalignement des pièces à souder...............................47

Figure III.71 : L’image radiographique pénétration excessive (glaçon).............................................47

Figure III.72 : L’image radiographique manque de fusion entre les passes........................................48

Figure III.73 : L’image radiographique fissure longitudinale à la racine............................................48

Sommaire : Figure III.74 : l’écho de fond à l’extrémitédroite de l’écran.............................................................49

Figure III.75 : l’échorépétitif de l’écho de fond à l’extrémité droite de l’écran...............................49

Figure III.76 : Localisation du défaut...............................................................................................49

Figure III.77 : Dimensionnement du défaut......................................................................................50

Figure III.78 : Pièce à souder mal alignées......................................................................................50

Figure III.79 : Concavité excessive..................................................................................................51

Figure III.80 : Pénétration excessive................................................................................................51

Figure III.81 : Traitement d’un cordon de soudure par chauffage...................................................52

Figure III.82 : Limage du cordon de soudure...................................................................................52

Figure III.83 : Enlèvement de la matière du cordon de soudure......................................................53

Introduction Générale

Introduction générale

2 | P a g e

Introduction générale :Les pipelines sont des outils essentiels de transport massif de fluides (liquides, liquéfiés ou

gazeux) sur de grandes distances comme sur de petites liaisons. Ils allient débit important et discrétion et confirment année après année qu’ils sont le mode le plus sûr et le plus écologique de transport des hydrocarbures dans l'Algérie, notamment. Toutefois, si leur enfouissement permet cette discrétion dans la performance, il est aussi problématique dès lors qu’il faut envisager d’assurer la maintenance de ces ouvrages de transport car il existe plusieurs types de défauts présents dans les cordons des soudures des pipe lines (fissuration, soufflures, projections…).

Pour une meilleure exploitation d’un produit industriel, il faut le maintenir en marche dans de bonnes conditions de sécurité, ce qui nécessite une parfaite connaissance de l’évolution des pièces qui le constituent. Cette connaissance implique un contrôle ne portant pas atteinte à l’intégrité des pièces et entravant le moins possible la disponibilité du produit. Ce ci justifie l’importance croissante que prend le contrôle non destructif dans le domaine des hydrocarbures.

Le contrôle non destructif (CND) regroupe un ensemble de méthodes qui ont pour but général de contrôler un objet sans le modifier. On peut les classer selon les phénomènes physiques mis en jeu : acoustiques (ultrasons, émission acoustique), rayonnements (visuel, radiographie X, g, tomographie, neutronographie, thermographie infrarouge), flux de matière (ressuage, étanchéité), champs électromagnétiques (magnétoscopie, courants de Foucault).

Le métier du CND s'est historiquement construit autour des activités nucléaires (1950-80), puis celles de l’aéronautique (1980-2000) lorsque les matériaux composites sont apparus.

Chaque méthode de CND regroupe un ensemble de différentes techniques spécialisées (par exemple ultrasons focalisés, ou générés par laser, etc.). D'une façon générale, on compare l'évolution des grandeurs physiques entre une pièce réputée saine, à l'échelle de la mesure, et une pièce présentant un défaut. La coexistence de ces différentes méthodes est justifiée par le fait que les caractéristiques générales de l'objet à contrôler peuvent être très variées.

Le sujet des contrôles non destructifs des pipe-lines est l'un des sujets les plus importants dans notre domaine ainsi on trouve plusieurs recherches. Dans notre travail on a essayé de faire une analyse détaillée sur quelques travaux sur le contrôle non destructif des pipes réalisé au niveau des entreprises de gaz et pétrole en Algérie.Parmi ces travaux de recherche, on cite le travail réalisé par Belacel bahe eddine et Bouchria soufyane et intutilé : Contrôle des joints de soudure des pipelines par ultrasons. Les auteurs ont expliqué dans leur mémoire les caractéristiques des tubes, les méthodes de fabrications des tubes, l'assemblage des pipelines et les défauts de soudage, et donne une généralité sur le contrôle non destructif.Un autre travail réalisé par BENEDDEB Mostefa sur l'étude des défauts de soudage des pipelines [23]. Ce travail explique aussi le soudage des pipe-lines et les défauts concernent les cordones et comment contrôler au niveau de Cosider [30], le dernier dont le thème est Étude des défauts de soudage des pipelines Linge gaz lift -champ de berkine réalisée par MOKRANI Ahmed et GHOUL Fayssal [31].Les trois travails ont été réalisés à la fin des stages pratiques basés sur l'observation des défauts dans les cordones des joints des pipelines et comment les détectés à partir des contrôles non destructifs spécifiques.

Introduction générale

3 | P a g e

Choix du thème et problématique :Le choix de notre thème sur les contrôles non-destructifs des pipe lines est basé sur le fait

que les techniques du contrôle non destructif CND sont utilisées en contrôle de qualité pour assurer la bonne qualité d’une production, puis de garantir la tenue en service des tubes. Elles sont également très appréciées en maintenance des pipes. Elles permettent de vérifier la continuité de la matière, et donc de déceler le manque de matière, les fissures, etc.Les CND sont très importants pour l'efficacité des pipe-lines, mais comment savoir lesquels utiliser ? alors la question se pose ici : quel contrôle non destructif est le mieux adapté ?

Structure de mémoire :

Notre étude est structurée sur trois chapitres :

Chapitre I : généralité sur la technologie des pipelines :Ce chapitre est consacré sur la technologie des pipelines, et les procédés de soudage les

plus utilisés pour leur assemblage, et on a montré quelques types de défaut de soudage.

Chapitre II : éléments sur les méthodes de contrôle non destructif (CND) :Dans ce chapitre on a présenté les principes de contrôle de quatre méthodes de contrôle non

destructif.

Chapitre III : étude comparative des CND des pipelines : matériels, méthodes et discussion des résultats :

Dans ce chapitre nous avons procédé à une synthèse comparative entre deux travaux sur les contrôles non-destructifs ; le premier est une étude les défauts de soudage des pipelines réaliser par BENEDDEB Mostefa Université Mohamed Khider Biskra, le deuxième est sur contrôle des joints de soudure des pipelines par ultrasons réaliser par Belacel bahe eddine et Bouchria soufyane et le dernier réaliser par MOKRANI Ahmed et GHOUL Fayssal dans le thème Étude des défauts de soudage des pipelines Linge gaz lift -champ de berkine.

Chapitre I :Généralités sur la

Technologie des pipelines.

Chapitre I : Généralités sur la Technologie des pipelines.

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Introduction :Le transport par canalisation est généralement le moyen le plus économique de transporter

du pétrole ou du gaz naturel sur de grandes distances terrestres. Pour traverser de grandes distances maritimes, bien que des techniques sous-marines existent, le transport maritime par pétrolier ou méthanier est plus économique. Le transport par canalisation de ces hydrocarbures utilise majoritairement des tubes en acier, soudés bout à bout et revêtus par enrobage pour mieux résister à la corrosion et aux agressions chimiques ou mécaniques.

Les pipelines :

Définitions :Un pipeline est un mode de transport des matières fluides réalisé au moyen de conduites

constituant généralement un réseau. [1] Le réseau de transport par canalisation assure l’acheminement, au profit des utilisateurs, de toute production d’hydrocarbures des points d’entrée aux points de sorti. [1]

Figure I.1 : pipeline. [2]Caractéristiques des tubes : [3]

Diamètre : est défini suivant les normes de fabrications américaines et françaises :

Normes américaines : ANSILe diamètre était encore repéré par un nombre appelé NOMILAL PIPE SIZE ou NPS ou le

diamètre nominal exprimé en pouce (‘‘).

Normes françaises : AFNORDans la norme AFNOR comme la norme ISO, les tubes est repéré par la valeur réel de son

diamètre extérieur exprimé en mm.

Epaisseur : comme le diamètre, l’épaisseur des tubes est exprimée différemment suivant les normes américaines et les normes françaises.

Normes américaines :L’épaisseur est définie par un nombre repère appelé SCHEDULE. Il est nécessaire de

consulter un catalogue ou une norme pour trouver la valeur réelle de l’épaisseur du tube en fonction du diamètre nominal de SCHEDULE. Normes françaises :

L’épaisseur d’un tube est exprimée en millimètres. Des gammes d’épaisseurs sont proposées


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en fonction du diamètre extérieur du tube et du numéro de la norme qui identifie le type du tube et ses conditions d’utilisation et de livraison.

Matériaux constituant les tubes :L’acier est le matériau le plus utilisé pour élaboration des tubes. Les conditions maximales

d’utilisations (pression et température) et le degré de corrosivité des fluides véhiculés influent sur le choix de l’acier.-la pression intervient pour déterminer l’épaisseur des tubes.-la température influe sur la résistance mécanique des aciers.-la corrosivité contraint à choisir un matériau de résistance chimique adapté. Selon leur utilisation on distingue : Acier au carbone non allié. Les aciers faiblement alliés. Les aciers fortement alliées ou inoxydable et les super alliages.

Processus de fabrication :On retrouve des réseaux de transport des hydrocarbures en Algérie sous les formes suivantes

:

Les tubes soudés sous la forme en spirale :

Figure I.2 : Les tubes soudés sous la forme en spirale. [12]

Les machines de l’unité ALPHAPIPE peuvent traiter des aciers laminés à chaud à très hautes limites d’élasticité dans les nuances X60 à X70. Les bobines utilisées pour la fabrication des tubes spirale sont livrées brutes, ces approvisionnements proviennent principalement de l’Allemagne ou la France. Les bobines utilisées peuvent avoir une épaisseur de 5 à 15 mm, une largeur de 600 à 1800, un poids compris entre 29 et 36 tonnes. Cette unité est conçue pour la transformation à froid des bobines de tôle en tubes soudes en spirales et elle est équipée de [10]:

Zone fabrication :A ce niveau la fabrication des tubes spirals :

Basculeur de bobines :Les bobines de tôle arrivant à axe vertical sont mises à axe horizontal sur cette installation

pour pouvoir être préparées.


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Machine de préparation bobine :Cette machine est alimentée en bobines à axe horizontal par le pont roulant. La bobine ainsi

placée et déroulée sur une certaine longueur pour subir plusieurs opérations. La première partie de la bobine est coupée d’équerre suivant l’axe de la bande et elle est soumis à : Un contrôle dimensionnel (épaisseur, criques…etc.) Un contrôle visuel (empreintes, criques…. etc.) Un contrôle ultrasonique pour détecter les éventuels défauts interne (des doublures). Si le début de la bande ne présente pas des défauts, on considère que la bobine est apte à

être consommer. Dans le cas où le début de la bobine contient des défauts, la bobines sera refusée.

Machine à souder :La TUBERIE spirale dispose de quatre (04) machines à soudes identiques, qui permettent

la réalisation de plusieurs opérations pour la fabrication du tube.

A) Le rabotage :

Figure I.3 : La Machine à souder. [10]

C’est une opération d’oxycoupage qui consiste à débiter la fin de la bande sur la machine et de raccorder le bout de la précédente bobine à la nouvelle par un soudage automatique sous flux. La durée de l’opération dure environ 30 min et nécessite l’arrêt de la production.

B) Le guidage :Quatre (04) galets de guidage a commandé hydraulique permettent un réglage rapide de la

bande en cas de dérives dues aux variations de largeur bande.

C) Dressage bande :Un train de roulent dresseurs assurent une parfaite planéité et contribue au guidage de la

bande.

D) Cisaillage :Des cisailles de rive permettant la mise en largeur définitive de la bande. Les chutes ainsi

obtenues par cisaillage sont coupées par simple rotation de deus (02) tourteaux hacheurs équipes de plusieurs couteaux en acier.

E) formage de la bande :La bande est entrainée par deux (02) rouleaux cylindriques, elle subit un préformage par

des galets cambreurs, des bras de guidage avec plaque d’usure en TEFLON maintiennent la bande. Celle-ci est introduite dans la cage de formage constituée de plusieurs trains de galets, ajustés suivant le diamètre à réaliser. La bande ainsi formée, est soudée intérieurement, puis une demi- spire après extérieurement. Le procédé utilise est le soudage automatique. À arc immergé sous flux ; une centrale permet de récupération de flux en excès pour le recycler. Le


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tube formé est


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coupé à la longueur voulue par un chariot d’oxycoupage prévu à cet effet.

Figure I.4 : Préparation bobine. [12]

Deux machines nettoyage tubes :Le tube ainsi mis en longueur est nettoyé sur une machine qui le débarrasse de tous les

déchets (flux, laitier…etc.).

Zone visuelle :A ce niveau, les opérations suivantes sont réalisées :

Contrôle de l’aspect visuel de la tôle et du cordon. Contrôle dimensionnel (longueur, diamètre, épaisseur). Elimination par meulage de certains types de défauts. Transcription de ces informations sur la carte suiveuse du tube. (Signalisation des opérations qui sont réalisé sur le tube)

Machine de reprise des soudures :Cette machine effectue l’opération de soudage extérieure des rabotages ainsi que les longues

interruptions du cordon extérieur de la soudure.Le système de soudage est identique à celui des machines à a soudes en spirale.

Zone de réparation :Equipée de deux postes à soudage manuel pour réaliser toutes les réparations de défauts

préjudiciables de la soudure, signalés en amont par le contrôle visuel.

Figure I.5 : Réparation des défauts manuellement. [10]


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Tronçonneuse des tubes :Cette machine est utilisée pour l’oxycoupage des tubes suivant les instructions du contrôle

visuel et figurant sur la carte suiveuse de tube.

Banc d’essais hydrostatique :Cette installation sert éprouver les tubes à pression équivalentes à 90 % du taux de travail

de l’acier utilisé, cette opération a pour but de vérifier d’une part l’étanchéité du tube, et d’autre part le comportement du tube lors de la montée en pression (résistance de la tôle et du cordon de soudure).

Figure I.6 : La machine d’essais hydrostatique. [10]

Deux chanfreineuses des tubes :Pour permettre l’opération de soudage manuel, le tube est chanfreiné sur cette installation

suivant les normes de travail. L’angle obtenu est en général de 30˚ à 35˚ avec un talon de 1.5mm.

Les tubes soudés sous forme longitudinale :La technique de fabrication des tubes soudés sous forme longitudinale est généralement

basée sur le formage à froid de la plaque à travers le processus "UOE", elle est spécifique aux tubes avec des diamètres plus que 406.4 mm (16''). Cette technique passe par trois étapes de formage: [10]

Figure I.7 : a) : Croquage b) : Formage sous forme ''U'' c) : Formage sous forme ''O''. [11]

a) Croquage et formage : La plaque va être pliée au niveau de l'extrémité, l'objectif de cette opération est de faciliter le processus de pliage par les étapes suivantes, à partir de cela, la tôle ou la plaque unitaire est pliée en deux types de presses : la première confère la plaque sous forme ''U'' et la seconde lui donne une forme ''O''

b) Le soudage du tube : Il s’agit du soudage à l’air submergé sous flux (SAW). Deux tâches de soudage sont effectuées, une à l’extérieur et l’autre à une demi- spire en avant à l’intérieur des tubes à l’accostage des vires.


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c) Expansion et calibrage : l'objectif essentiel à atteindre par cette opération est d’avoir des tubes de section parfaitement circulaire, qui subit une augmentation de diamètre de 1 à 1.5%.


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Les tubes formés sans soudure :Les tubes sans soudure sont des produits tubulaires en acier forgés sans ligne de soudure,

seront obtenus à partir d’une ébauche cylindrique par un travail du métal à chaud (laminage) en vue de produire la forme, les dimensions et les propriétés requises. Ils sont généralement de petits diamètres (moins de 450 mm). Le principe de fabrication de ce type de tube se base sur la présentation du métal d’une manière qu’il soit contenu entre la filière et l'aiguille. On obtient ainsi un tube monobloc sans soudure. Il existe une variante dite filage sur nez d'aiguille où l'aiguille est fixe. [11]

Figure I.8 : Fabrication de pipeline sans soudure. [11]

Description sur l'assemblage des pipes :

Assemblage des pipelines :Les assemblages des pipelines sont réalisés par l’opération de soudage pour assurer une

continuité du métal entre les tubes à assembler. Dans l’industrie de Sonatrach les assemblages de canalisation de gaz sont préférentiellement effectués par le procédé à l’arc électrique, il s’agit de type de soudage le plus répandu.

Le chanfreinage des tubes :Est l’opération de création d’une surface abattue à l’extrémité du tube. L’ouverture créée

par l’opération de chanfreinage permet au soudeur d’accéder à la totalité de l’épaisseur du tube, ceci afin de pouvoir réaliser une soudure uniforme qui assure la continuité mécanique de l’assemblage. [10].Les différents types des chanfreins utilisés :

Figure I.9.1 : chanfrein en V. Figure I.9.2 : chanfrein en X.


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Figure I.9.3 : chanfrein en V avec méplat. Figure I.9.4 : chanfrein en demi V.

Figure I.9.5 : chanfrein en U. Figure I.9.6 : chanfrein en double U.

Figure I.9.7 : chanfrein en tulipe.

Le soudage :C’est une opération consistant à réunir deux ou plusieurs parties constitues d’un

assemblage, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler (continuité de la matière des matériaux assemblés : matériaux métallique, matière plastique, etc.), soit par chauffage, soit par intervention de pression, soit par l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est de même ordre de grandeur que celle du matériau de base.Pour l’assemblage des pipelines on utilise uniquement les procédés de soudure électriques, plus rapides et plus faciles à contrôler, les électrodes doivent être sélectionnées en fonction de la qualité du métal de tube pour obtenir un dépôt d’une nuance équivalente et résistance au moins égale au métal du tube ; l’enrobage doit être également choisi de façon à obtenir une protection convenable de l’arc pendant la soudure et éviter ainsi toute oxydation. La soudure est effectuée en plusieurs passes : La première passe : est effectuée pour fixer bout à bout les éléments de tub maintenus,

pendant l’opération, par des colliers soit intérieurs, soit extérieurs.Cette passe est effectuée en générale en descendant, avec un dépôt rapide (intensité

supérieure à 200A) ; une de ces qualités est essentielles est une pénétration correcte évitant d’une part les gouttes de soudure en relief à l’intérieur de la canalisation, d’autre part au contraire des insuffisances qui diminueraient la résistance de l’ouvrage. La deuxième passe : est effectuée encore avec un dépôt rapide en se chevauchant le long

de la canalisation assemblée. La troisième : si nécessaire la quatrième, cinquième passe sont des passes de remplissage

plus larges, effectuées généralement à une cadence de dépôt un peu plus lent (180 A) ; le chanfrein doit se trouver finalement rempli, mais la dernière passe ne doit faire qu’un


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bourrelet aussi régulier et aussi peu épis que possible pour éviter des difficultés au moment de l’application du revêtement.[5].

Soudage à l’arc électrique :

Soudage avec l’électrode enrobée :Le soudage à l'arc à l'électrode enrobée (SMAW) est réalisé à partir d'un arc électrique créé

et entretenu entre l'âme métallique de l'électrode et la pièce à souder. Un générateur électrique fournit le courant continu ou alternatif avec une intensité variant de 30 à 400 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre de l'électrode, la nature de l'enrobage, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler.[4].

Figure I.10 : soudage à l’électrode enrobée.

Soudage sous gaz inerte avec l’électrode réfractaire (TIG) :Le soudage à l'arc sous protection de gaz inerte ou non actif avec fil électrode fusible

(GTAW) est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre le fil d'apport (de Ø 0,6 mm à Ø 2,4 mm) à dévidage continu et à vitesse constante (de 2 à 20mètres/minutes environ) et la pièce à souder. Un générateur électrique fournit le courant exclusivement continu avec une intensité variant de 40 à 700 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre du fil électrode, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler. La polarité du fil électrode est toujours positive.[4].

Figure I.11 : soudage avec l’électrode réfractaire.


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Le soudage semi-automatique sous protection gazeuse : MIG ou MAG


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(GMAW: Gas Metal Arc Welding / FCAW: Flux Core Arc Welding):Avec le procédé GMAW, la fusion est obtenue grâce à un arc électrique s’établissant entre

le fil-électrode, continu et fusible, et le métal de base. Un gaz ou un mélange de gaz provenant d’une source externe assure la protection du bain de fusion et l’arc contre la contamination atmosphérique durant le soudage. Le fil-électrode, généralement de petit diamètre, est continuellement amené à l’arc de soudage, par un mécanisme de dévidage. Où il fond sous l’effet de la chaleur qui y est générée. Ainsi, les procédés de soudage semi automatiques se divisent en deux :Le procédé GMAW (gas metal arc welding), qui utilise un fil-électrode plein.Le procédé FCAW (flux core arc welding), qui emploie un fil tubulaire (fil fourré).[4].

Figure I.12 : principe de soudage GMAW.

Caractéristiques de la soudure :

Quel que soit le procédé de soudage par fusion, la structure d’une soudure typique d’un alliage est composée de 6 zones principales.[6].

Figure I.13 : Cordon de soudure.

La Zone Fondue : (nommée ZF) zone où l’état liquide a été atteint et dans laquelle a été élaborée la composition chimique. La structure métallurgique obtenue après solidification, dépend du cycle de refroidissement. On distingue, au sein de cette zone, des gradients de concentration, de la partie la plus fondue vers la moins fondue. Il est donc possible d’examiner la composition d’une soudure ainsi que les variations de dureté.

La Zone Affectée Thermiquement : (nommée ZAT) zone se trouvant en bordure de la zone fondue sur une largeur plus ou moins grande ayant été soumise à l’élévation de température sans être portée à la fusion. Le chauffage, la composition chimique et la vitesse de


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refroidissement de cette zone génèrent des modifications plus ou moins importantes de la structure métallurgique.

La zone de liaison : cette zone, située à la frontière entre la zone fondue et la zone affectée thermiquement, correspond à la surface sur laquelle la solidification du métal fondu a commencé.

Le métal de base : au-delà de la zone affectée thermiquement, l’élévation de température est insuffisante pour engendrer une quelconque transformation structurale. Cette zone est aussi dite non affectée.

les défauts de soudage [9] :

Fissuration :Les fissurations constituent l’un des défauts de soudure les plus fréquents. Elles sont

causées par la présence de tensions internes trop importantes à l’intérieur du métal soudé. L’utilisation d’un métal d’apport incompatible avec le métal de base, un cordon trop petit ou des tensions internes créées par le retrait peuvent être à l’origine des fissures. On peut aussi distinguer deux types de fissurations selon le moment où elles surviennent à la suite d’une Opération de soudage: la fissuration à chaud et la fissuration à froid.

Fissuration à chaud :La fissuration à chaud survient au moment de la solidification du bain de fusion. Si on

relève trop brusquement l’électrode à la fin de la soudure, on peut provoquer l’apparition d’un cratère formant une cavité interne provoquant une fissure.[9]

Fissuration à froid :

Figure I.14 : Fissuration à chaud.

La fissuration à froid peut apparaître des heures, voire des jours après le soudage. Il existe plusieurs types de fissuration à froid tels que :

1) Fissures transversales dans la zone fondue.2) Fissures transversales dans la ZTA.3) Fissures dans la zone de liaison.4) Fissures dans la zone fondue.5) Fissures à la racine.6) Fissure sous le cordon.[9]


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Soufflures :

Figure I.15 : Différents types de fissures à froid.

Les soufflures sont des défauts creux, généralement sphériques, formés par la présence de gaz. Quant aux piqûres, ce sont plus précisément des soufflures débouchantes (en surface).[9]

Figure I.16 : Différents types de soufflures.

Inclusions :Les inclusions ce sont l’incorporation, dans le cordon de soudure, d’un composé étranger.[9]

Projections :

Figure I.17 : Différents types d'inclusion.

Une projection est une éclaboussure de métal en fusion projeté pendant le soudage et qui adhère au métal de base (Figure 47) ou au cordon déjà solidifié. Les projections peuvent être causées par un courant trop fort, un arc trop long ou le soufflage de l’arc. Un mauvais débit et certains gaz de protection peuvent aussi favoriser l’apparition de projections.[9]


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Figure I.18 : Vue de dessus de la morphologie du cordon de soudure avec les projections.

Collage ou manque de fusion :Dans ce cas, le métal de base est non fondu, ce qui crée un manque de liaison entre le métal

déposé et le métal de base. Le manque de fusion diminue la section efficace de la soudure.Le collage peut être latéral, entre passes ou à la racine de la soudure.[9]

Figure I.19 : Exemples de collages en soudage MIG dans un chanfrein étroit (remplissage en 1et 2 passes).

Défauts de pénétration :Un excès de pénétration est un excès de métal à la racine. Pour une soudure multipasse, il

s’agit d’un excès de métal à travers le cordon déjà déposé. Un manque de pénétration constitue une absence partielle de fusion des bords à souder qui laisse un espace entre ceux-ci.[9]Figure I.20.1 : Excès de pénétration. Figure I.20.2 : Manque de pénétration.

Défaut géométrique du cordon de soudure :Ce sont des défauts associés à une mauvaise forme de la surface du cordon. Le cordon peut être trop convexe ou trop concave.[9]


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Figure I.21 : Convexité et concavité.

Aussi, une surépaisseur excessive du cordon survient lorsqu’il y a trop de métal déposé sur le cordon au cours des dernières passes et que l’épaisseur du cordon dépasse les normes tolérées (partie A). Dans d’autres cas, il manque de métal à la surface du cordon ; ce manque peut être localisé (partie B) ou continu.[9]

conclusion :

Figure I.22 : Surépaisseur.

Dans la première partie de ce chapitre on a présenté une vue générale sur la technologie des pipelines.

Dans une deuxième vue, pour l’assemblage des pipelines, le soudage s’apparait comme l’opération qui occupe une place importante dans l’industrie gazière et pétrolière.Les défauts de soudage peuvent être causés par de nombreux facteurs, dont la vitesse d’avance ou l’intensité du courant. Dans bien des cas, les défauts peuvent être détectés et corrigés en cours de soudage.

Chapitre II :Éléments sur les méthodes de

contrôle non destructif (CND).

Chapitre II : Éléments sur les méthodes de contrôle non destructif (CND).

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Introduction :Ils existent deux types de soudage : le premier est automatique et se pratique en atelier et le

deuxième est le soudage manuel qui se pratique sur terrain.Les deux types de soudage on beaucoup d'avantages mais ils présentent certains défauts que nous avons précisés dans le chapitre précédent

Pour détecter ces défauts, il existe de nombreuses procédures et contrôles. Il est alors important de mentionner tous les types de contrôles non destructifs. Qu'est-ce qui un CND ? pourquoi les CND ? et comment contrôler ?

Généralité sur les contrôles non destructifs :

Définition :Le contrôle non destructif (CND) regroupe un ensemble de méthodes qui ont pour but

général de contrôler un objet sans le modifier. On peut les classer selon les phénomènes physiques mis en jeu : acoustiques (ultrasons, émission acoustique), rayonnements (visuel, radiographie X, g, tomographie, neutronographie, thermographie infrarouge), flux de matière (ressuage, étanchéité), champs électromagnétiques (magnétoscopie, courants de Foucault).Chaque méthode de CND regroupe un ensemble de différentes techniques spécialisées (par exemple ultrasons focalisés, ou générés par laser, etc.). D'une façon générale, on compare l'évolution des grandeurs physiques entre une pièce réputée saine, à l'échelle de la mesure, et une pièce présentant un défaut. La coexistence de ces différentes méthodes est justifiée par le fait que les caractéristiques générales de l'objet à contrôler peuvent être très variées.[13]

Figure II.23 : Facteurs humains et Contrôle Non Destructif. [14]

Principe du Contrôle Non Destructif :Sous le vocabulaire « essaie non destructif » ou encore contrôle non destructif (ce dernier

évoquant mieux l’aspect qualité industrielle que le premier qui évoque plutôt les examens en laboratoire) est regroupé un ensemble de techniques et /ou de procédés aptes à fournir des informations concernant la santé d’une pièce ou d’une structure, tout en préservant l’intégrité des produits contrôlés. Le terme santé s’il souligne une certaine parenté avec le domaine des examens d’aide médicale, comme la radiologie ou l’échographie, délimite bien l’objectif des contrôles non destructifs qui est la mise en évidence de toutes les défectuosités susceptibles d’altérer la disponibilité, la sécurité d’emploi et/ou plus généralement la conformité d’un produit à l’usage auquel il est destiné. Le CND apparait comme un élément majeur dans le contrôle de la qualité des produits. Il se différencie de l’instrumentation de laboratoire et industrielle puisque l’objet est la détection des hétérogénéités et anomalies plutôt que de mesurer des paramètres physiques.[15]


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L’importance du contrôle non destructif pour les moyens de transports des hydrocarbures :

Le but principal d'un contrôle non destructif est de déterminer la qualité ou l'état de la soudure, avec l'intention de l'accepter ou de la rejeter en fonction de normes ou cahiers des charges. Les principaux défauts que les contrôles non destructifs doivent déceler appartiennent à l'une des classes suivantes : Défauts d'étanchéité Défauts de continuité Défauts de résistance mécaniqueDans tout contrôle non destructif, on peut détecter les cinq étapes suivantes : La mise en œuvre d'un processus physique, L’altération de ce processus par le défaut, La révélation de cette variation par un détecteur approprié, Un émetteur de flux, Un récepteur ou détecteur. [16]

Figure II.24 : Contrôle non destructif.[16]

Champ d’application actuel :Le contrôle non destructif est essentiel pour la bonne marche des industries qui fabriquent,

mettent en œuvre ou utilisent les matériaux, les produits et les structures de toutes natures. A l’heure où la qualité est devenue un impératif difficilement contournable, le champ d’application des CND ne cesse de s’étendre au-delà de son domaine d’emploi traditionnel constitué par les industries métallurgiques et les activités où la sécurité est primordiale, telles que le nucléaire et l’aéronautique. Après le contrôle des biens d’équipements, vient celui des biens de consommation. La nature des défauts que l’on cherche à détecter se diversifie du même coup ; on recherche les défauts technologiques ponctuels graves, comme ceux inhérents à la fabrication et à l’utilisation des métaux (fissure de fatigue), mais aussi des défauts d’aspect (taches sur une surface propre) et des corps étrangers nuisibles (éclats de verre dans un emballage alimentaire).

On peut, par ailleurs, considérer que le contrôle non destructif d’un produit ou d’un objet peut être effectué à trois stades différents de sa vie, conduisant à trois types d’applications[17]


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Figure II.25 : Quelques besoins importants de CND[13]

Principe de la détection d’un défaut :Les techniques du CND sont fondées sur la déformation du champ d’une grandeur

physique par discontinuité. [18]

Les défauts de surface :Accessibles à l’observation directe, mais pas toujours visibles à l’œil nu. Ils peuvent être

classés en deux catégories distinctes :

Les défauts ponctuels :Correspondent aux défauts les plus nocifs sur le plan technologique, puisqu’il s’agit des

criques, piqures, fissures, craquelures, généralement aptes à provoquer à terme la rupture de la pièce, en initiant par exemple des fissures de fatigue. Dans les pièces métalliques, l’épaisseur de ces fissures est souvent infime (quelque μm) et elles peuvent être nocives dès que leur profondeur dépasse quelques dixièmes de millimètre ce qui implique l’emploi pour leur détection des méthodes non destructives sensibles, telles que le ressuage, la magnétoscopie, les courants de Foucault et les ultrasons.[15]

Les défauts d’aspect :C’est une variation de paramètres géométriques ou physiques (rugosité, surépaisseur, taches

diverses) qui est visibles et rend le produit inutilisable.Ici le contrôle visuel est possible, mais on cherche à le remplacer par des contrôles optiques automatiques.[15]

Figure II.26.1 : Criques. [17]


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Figure II.26.2 : Piqûres [17]

Figure II.26.3: Fissures [17]

Les défauts internes :

Figure II.26.4 : Craquelure.[17]

Sont des hétérogénéités de natures, de formes, de dimensions extrêmement variées, localisées dans le volume du corps à contrôler.

Figure II.27.1 : Criques internes. [17]


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Figure II.27.2 : Porosité. [17]

Figure II.27.3 : Soufflures. [17]

Principe de la détection d’un défaut :Le principe de la détection d’un défaut consiste à exciter celui-ci et à recueillir sa réponse.

Schématiquement, on peut généralement distinguer les étapes suivantes, quelle que soit la méthode employée : Mise en œuvre d’un processus physique énergétique (excitation) ; Modulation ou altération de ce processus par les défauts (perturbation) ; Détection de ces modifications par un capteur approprié (révélation) ; Traitement des signaux et interprétation de l’information délivrée. [17]

Figure II.28 : Principe de détection d’un défaut.[17]


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Les déférents méthodes CND :

Les méthodes surfaciques :

Examen visuel :

Définition :Le contrôle visuel est une technique essentielle qui donne un aperçu de l’état extérieur

d’une pièce. Il est destiné à déceler les défauts tels que les fissures, les inclusions, et le manque de pénétration dans la soudure. Il implique l’utilisation de gabarits et de calibres. Pour le cas de la soudure on utilise des loupes, des caméras vidéo, des calibres et des règles graduées.[19]

Le principe de l'examen visuel :L’examen visuel est le premier des procèdes de contrôle, le plus simple et le plus général

puisque c’est aussi le point final de la majorité des autres procédés non destructifs.L’examen visuel direct des pièces peut constituer un contrôle suffisant pour la détection des défauts débouchant en surface et surtout des hétérogénéités locales et superficielles (taches de différentes natures) constituant des défauts d’aspect rédhibitoires pour des produits plats du types tôles, tissus, verre, etc. Toutefois l’examen purement visuel présente des limitations de différentes natures.[17]

Mise en œuvre du contrôle :

Eclairage :Dans tous les cas d’observation d’un objet, les conditions d’éclairage sont essentielles pour

la fiabilité du contrôle optique. Il s’agit d’abord de se placer dans les conditions énergétiques, luminosité et longueur d’onde permettant à l’œil de travailler avec la meilleure acuité ; ainsi un éclairement de plus de 300 lux en lumière vert-jaune à 0,55 μm est optimal. Il s’agit ensuite d’adapter le type et l’orientation de l’éclairage a la nature des défauts en vue d’améliorer le contraste. L’éclairage diffus, fourni par exemple par un ensemble de sources lumineuses placées derrière un écran dépoli, est utilisé dans la recherche de défauts variés, sans orientation définie.[20]

Figure II.29 : Eclairage direct. [17]

L’œil et ses limitations :L’œil est un capteur optique remarquable mais possédant toutefois des limitations dont il

faut tenir compte en contrôle non destructif. La lecture d’une image associe en fait l’œil et le cerveau de l’observateur, initiant ainsi à la fois des problèmes objectifs et des problèmes subjectifs.[20]

Appareils optiques spécifiques :


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Des appareils optiques spécifiques ont été développés pour le CND :


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L’endoscope :Est un appareil conçu pour pouvoir observer les surfaces non directement accessibles à

l’œil telles que les parois d’un tube ou d’une cavité, d’un alésage ou d’un trou borgne. Mis au point à l’origine pour les examens liés au diagnostic médical, les endoscopes classiques à lentilles ont été remplacés par des transmetteurs d’image à fibres optiques.[17]

Le stroboscope :

Figure II.30 : Contrôle par endoscope. [22]

Est un appareil d’éclairage délivrant des brefs flashs lumineux à une cadence soutenue et réglable dans une gamme de plusieurs dizaines de coups par seconde. Il permet, en contrôle non destructif, l’examen visuel de pièces ou de produits en mouvement ; c’est ainsi qu’il a longtemps été utilisé pour l’examen de tôles en défilement dans les aciéries. Son utilisation systématique provoque toutefois une rapide fatigue visuelle pour les observateurs.[17]

Figure II.31 : Le stroboscope. [21]


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Télévision :La télévision apporte une aide précieuse au contrôle visuel ; permettant une observation à distance, elle complète ou remplace les endoscopes ; couplée à des moyens de traitement et d’enregistrement des images vidéo, elle permet le contrôle optique automatique. [17]

Figure II.32 : Télévision. [23]

Le ressuage :

Définition :La technique est très ancienne et réside dans la simplicité de sa mise en œuvre. C’est une

méthode globale qui autorise un examen de la totalité de la surface de la pièce. Elle permet de bien apprécier la longueur des défauts indépendamment de leur orientation. On peut mettre en évidence des discontinuités débouchantes de quelques dizaines de micromètres.[19]

Principe du ressuage :Le contrôle par ressuage comporte trois étapes. La phase initiale consiste à nettoyer la

surface de la pièce et d’appliquer un liquide pénétrant, soit par immersion, soit par pulvérisation. La durée d’application est variable selon le type de pénétrant, mais se situe en général entre 15 et 30 minutes. Le choix du liquide dépend essentiellement de la rugosité de la surface à contrôler. Le pénétrant peut-être un produit coloré (faible sensibilité), un produit pré-émulsionné (sensibilité moyenne) ou un produit fluorescent (sensibilité élevée). Le pénétrant appliquer s’infiltre dans les petits interstices débouchant en surface, un certain temps est nécessaire pour laisser « poser » le pénétrant. La deuxième étape consiste à rincer la surface de la pièce pour enlever l’excès de pénétrant. Cette opération est délicate parce qu’un rinçage excessif ou insuffisant permet de fausser le résultat final. Dans la troisième étape on applique un révélateur, liquide ou sous forme de poudre, sur la surface rincée, puis séchée. Le liquide (pénétrant) qui s’est introduit dans les fissures « ressort » à la surface dans le révélateur et s’élargit au niveau du défaut. Il devient nettement visible par un éclairage approprié qui dépend du pénétrant utilisé. La méthode ne donne aucune indication sur le volume et donc de l’importance des défauts.[19]


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Figure II.33.1 : Application et pénétration du liquide du pénétrant dans les fissures. [17]

Figure II.33.2 : Nettoyage de l'excès de pénétrant. [17]

Figure II.33.3 : Application du révélateur. [17]

Figure II.33.4 : Le révélateur extrait le pénétrant retenu par les fissures. [17]


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Procédure de contrôle par ressuage :La mise au point d'un contrôle par ressuage réclame la détermination précise :

Des conditions de préparation de la pièce, De la nature des produits de ressuage, Des conditions d'application du pénétrant, Des conditions de nettoyage, Des conditions d'application du révélateur, Des conditions d'examen.

Pour chaque contrôle, il existe un cahier des charges ou une norme à respecter. Le lecteurse reportera aux normes NF A 09-120, NF A 09-122, NF A 09-123, NF A 09-130.[20]

Figure II.34 : Procédure générale de contrôle par ressuage.[24]

Produits de ressuage :Les produits de ressuage sont constitués par les pénétrants, les émulsifiants et les révélateurs.

Les pénétrants font l’objet d’une classification selon la spécification américaine MIL I 25135 révision C ; les pénétrants fluorescents, qu’ils soient à post-émulsion ou directement lavables à l’eau, sont plus sensibles que les pénétrants colorés.

Les émulsifiants, longtemps de type lipophile à base de solvants pétroliers, peuvent être approvisionnés sous forme d’émulsifiants hydrophiles à diluer dans l’eau, permettant ainsi un meilleur réglage de la sensibilité du contrôle.

Les révélateurs sont soit de type sec, soit de type humide, en suspension dans l’eau ou encore à support organique volatil. Le choix à faire dépend du type de contrôle ; en particulier, on utilise toujours un révélateur non aqueux en association avec un pénétrant coloré. Il existe enfin des révélateurs pelliculaires qui permettent de garder la trace des défauts.[17]

Figure II.35 : Produits de ressuage.[25]


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Figure II.36 : Contrôle par ressuage. [25]

La magnétoscopie :

Définition :C’est une méthode applicable seulement aux matériaux magnétiques pour la détection des

défauts débouchant en surface ou proche à la surface. À l’instar du ressuage, la magnétoscopie complète l’examen visuel. On a recours à la magnétoscopie lorsque le ressuage est insuffisant (les imperfections de surface restent peu visibles malgré tout le soin apporté). La pièce est aimantée localement ou totalement à une valeur proche de la saturation magnétique [19].

Figure II.37 : La magnétoscopie.[17]

Principe de la méthode :La magnétoscopie consiste à créer un flux magnétique intense à l'intérieur d'un

ferromagnétique. En présence d'un défaut sur son chemin, le flux magnétique est dévié. Des particules colorées ou fluorescentes de type limaille de fer faisant office de révélateur (par analogie avec le ressuage) sont projetées dans la zone inspectée. Si leur répartition est homogène, la pièce inspectée est saine, sinon celle-ci fournit une signature caractéristique del a présence d'un défaut. Cette méthode fournit de bons résultats concernant la détection de défauts de surface mais atteint elle aussi rapidement ses limites dès lors que le défaut devient enfoui. Elle présente le même type d'inconvénient que la méthode de ressuage, en outre elle n'est applicable qu'aux matériaux magnétiques. [26]


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Figure II.38 : Le principe de la magnétoscopie.[17]

Les caractéristiques de champ magnétique :

La nature du champ magnétique :Les formes de courants utilisés sont les suivantes :

Monophasé sinusoïdal, Monophasé redressé une ou deux alternances, Triphasé redressé une ou deux alternances.

La forme d'onde agit sur la pénétration des courants (Effet de peau en courant alternatif).Plus on se rapproche du courant continu, plus la pénétration est importante.

L'intensité du champ magnétique :Une valeur trop importante provoque la saturation du matériau.

La direction du champ magnétique :On peut utiliser une magnétisation longitudinale, transversale ou oscillante de façon à

s'adapter à l'orientation des défauts. [27]

Défauts détectables :Les défauts détectables sont ceux qui introduisent suffisamment de perturbation dansle

champ magnétique. Pour cela il faut prendre en compte.

La géométrie du défaut :Les défauts doivent introduire une variation de section de passage suffisante.

Sa position dans la pièce :Le défaut doit être proche de la surface. Plus il sera proche de la surface, plus l'indication

donnée par le révélateur sera nette.


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Son orientation par rapport au champ magnétique :Seules les anomalies orientées presque perpendiculairement (Au moins 45° et plus

efficacement au-dessus de 60°) aux flux seront décelables.[20]

Produit utilise en magnétoscopie :Après avoir magnétisé la pièce, on a recours à un indicateur des défauts qui sera projeté à la

surface à contrôler : généralement des fines particules ferromagnétiques. Celles-ci sont attirées et accumulées par les champs de fuites qui se comportent à leurs égards comme des minuscules aimants. Ces accumulations visibles de particules matérialisent donc les défauts en constituant ce qu’on appelle :« les spectres de défaut ».Si le produit est appliqué lors de la magnétisation, la méthode est appelée méthode en continue, si le produit est appliqué après magnétisation la méthode est appelée la méthode résiduelle.[17]

Figure II.39 :magnétoscopie. [17]

Procédure de contrôle :

Produit utilise en

La mise au point d'un contrôle magnétoscopique réclame la détermination précise : Des conditions de préparation de la pièce. Des conditions d'aimantation Des conditions d'application du révélateur Des conditions d'examen Des conditionnements des pièces après contrôle

Pour chaque contrôle, il existe un cahier des charges ou une norme à respecter.

Le lecteur se reportera aux normes NF A 09-125, NF A 04-121, NF A 09-130, NF A 09- 170.[20]

Figure II.40 : Contrôle par magnétoscopie.[17]


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Méthodes volumiques :

Le ultrasons :

Définition :Le contrôle non destructif par ultrasons est un procédé de recherche du manque de matière

(défaut) dans un matériau. Il permet de localiser et de dimensionner les discontinuités (défauts) à l’aide d’ondes acoustiques [19]

Principe de contrôle par ultrasons :Le contrôle US consiste à observer les échos produits par un manque de matière lors de la

propagation d’une vibration de très haute fréquence et de très courte durée dans le matériau. La vibration est transmise et reçue par un même capteur appelé traducteur qui comporte un élément piézoélectrique apte à transformer un signal électrique en vibration mécanique et inversement. L’impulsion acoustique émise se propage dans tout le matériau et est réfléchie par tout obstacle se trouvant sur son parcours. Le parcours de l’onde ultrasonore définit le faisceau acoustique : il est directif et limité dans l’espace. Il peut être utilisé sur pratiquement tout type de matériau. Le contrôle de toute la pièce oblige l’opérateur à déplacer le traducteur qui est un dispositif électronique appelé aussi transducteur sur toute la surface de la pièce à contrôler.[19]

Figure II.41 : Principe générale de contrôle par ultrasons. [17]

Introduction aux ondes ultrasons :Une onde est le lieu géométrique des particules dans le même état vibratoire. Tout

mouvement ondulatoire répond à l’équation périodique suivante.

u Asin(wt)Avec : U : élongation instantanée, A : élongation maximale,w: Pulsation de mouvement. t : temps.[28]

Figure II.42 : Onde ultrasonore. [20]

Le temps nécessaire à une oscillation est la période T [s].

Le nombre d’oscillations par seconde est la fréquence f [Hz]. La distance parcourue par l’onde pendant une période s’appelle la longueur d’onde


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λ[m] tel que: λ= C/ fAvec :C : Vitesse de propagation de l’onde [m/s].f : Fréquence d’oscillation [Hz].[20]Le mode de propagation des ondes acoustiques se détermine par les propriétésélastiques du milieu et par le type d’impulsion, on peut motionner quatre types de propagation des ondes ultrasonores.[28].

Onde longitudinale (ou de compression) :Une onde est dite longitudinale lorsque la direction de propagation est parallèle à la direction

de vibration des particules.[20]

Figure II.43 : Onde longitudinale.[17]

Onde transversale (ou de cisaillement) :Une onde est dite transversale lorsque la direction de propagation de l’onde est

perpendiculaire au sens de vibration des particules.[20]

Figure II.44 : Onde transversale. [17]

Onde de surface (ou de Rayleigh) :On obtient une onde de surface lorsque on superpose une onde de mode longitudinaleet une

onde de mode transversale de même direction parallèle à la surface d’un solide.[20]

Figure II.45 : Onde de surface. [17]


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Figure II.46 : Types d’ondes et modes de propagation des ultrasons dans un solide. [17]

Matériels mis en œuvre : Postes U.S. analogiques ou numériques ; Traducteurs OL, OT et à angles variables ; Mesureurs d'épaisseurs ; Logiciels de saisi et de suivi des mesures d'épaisseurs. [20]

Figure II.47 : Appareil de contrôle par US. Traducteurs. Mesureur d'épaisseur. [17]

Exemple d'application :

Déterminations des défauts internes : Défaut de soudage : porosité, manque de fusion, défaut de pénétration, inclusions de

laitier, fissures sur les bords, fissures en racines. Contrôle des pièces moulées. Mesures d’épaisseurs... Recherche de fissures sur les installations en service. [17]

La radiographie industrielle :

II.3.5.1 Définition :La radiographie industrielle permet l’examen interne des défauts d’un objet en lui faisant

traverser un rayonnement électromagnétique de courte longueur d’onde (rayons X et γ) et recueillir les variations d’intensité du faisceau sous forme d’image, pour la plupart, sur un film. La quasi-totalité des matériaux peuvent être examinés en radiographie et les épaisseurs peuvent être importantes.[19]


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Figure II.48 : Facteurs humains et contrôle par La radiographie industrielle. [17]

Principe de la méthode :Le contrôle par rayonnements ionisants est le suivant :

La pièce est soumise à l'action d'une source de rayonnement. Le rayonnement sortant de la pièce est fonction de l'épaisseur traversée. Au droit d'un défaut, l'intensité transmise sera plus élevée ou plus faible.

Une image se forme sur le film après exposition pendant un temps donné fonction du matériau, de l'épaisseur et de la puissance de la source, de la qualité du rayonnement.

Le film est développé et interprété sous un éclairage adapté. [29]

Figure II.49.1 : Radioscopie. [17] Figure II.49.2 : Radiographie. [17]


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Figure II.50 : Principe de la radiographie industrielle. [17]

Obtention des rayons X et γ:

Les rayons X :Les rayons X, mis en évidence Röntgen en 1895, sont créés en envoyant des électrons

accélérés sur une cible en tungstène. On définit la longueur d’onde limite λl et la longueur d‘onde maximale λm des rayons X qui sont reliés à la tension d’accélération des électrons V par les relations :

λl (nm)=1.24/V(kv); λm≈ 1.5 λl

Les rayons X ont des longueurs d’onde comprises entre 10-7 m et 10-12 m ; seuls les rayons X de longueur d’onde inférieure à 2.5 10-10 m ont un pouvoir pénétrant suffisant pour être utilisés industriellement. Les rayons X sont absorbés par la matière, l’intensité du rayonnement subit un affaiblissement en fonction de l’épaisseur. En pratique, on considère la qualité d’un rayonnement X en fonction de la tension appliquée et de l’épaisseur de demi-absorption du matériau. [19]

Les rayons γ :Les rayonnements λ (gamma) sont créés par la désintégration spontanée des éléments

radioactifs tel l’iridium 192 de période de 74 jours (ces éléments peuvent être naturels comme le radium 226 ou l’uranium 235). En pratique, la radiographie fait appel aux radioéléments artificiels mieux adaptés et peu couteux. Les radio-isotopes sont obtenus par irradiation neutronique comme le cobalt 60 produisant un spectre de raies d’émission λ caractérisé par deux niveaux d’énergie proches respectivement de 1.17 et 1.33 MeV. L’émission décroit de façon exponentielle dans le temps. On définit la période du radioélément (sa durée de vie) comme le temps nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux atomiques actifs. Un facteur important est l’activité de la source radioactive, correspond au nombre d’atomes se transformant par unité de temps. Elle s’exprime en Becquerels (Bq), c’est le nombre de désintégrations par seconde et plus couramment en curies (Ci) sachant que :[19]

1Ci=37GBq

Méthode de contrôle :Le contrôle détecte la différence d'absorption provoquée par la présence du défaut par

rapport au reste de la pièce. Cette différence peut être mise en évidence par : L’impression de films photographiques, L’utilisation d'écrans fluorescents et caméras de télévision, L’utilisation de détecteurs de rayonnements.


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Par la suite, nous ne traiterons que le cas de la radiographie. Pour chaque contrôle, il existe un cahier des charges ou une norme à respecter. Le lecteur se reportera aux normesNF EN 444, NF EN 462-1, NF EN 462-2, NF A 89-550, NF A 89-551, NF A 89-552, NF A 89-562, NF A 89- 565.[20]

Le film radiographique :Les films sont constitués d'un support plastique recouvert sur les deux faces d'une émulsion

de sels d'halogénures d'argent dans une couche de gélatine.Une des caractéristiques des films est la taille du grain. Les films à gros grains sont plus rapides que les films à grains fins mais la définition des images est plus faible.[17]

Visibilité des défauts :Cette visibilité des défauts est déterminée par les facteurs suivants :

La nature et l'épaisseur traversée par le rayonnement du défaut ; Les facteurs géométriques (distance du foyer de la source au film par exemple) qui vont

conditionner la netteté des contours du défaut (problème de flou) ; Les propriétés du film (granulation, voile de base, présence d'écrans filtrants et (ou) de

renforçateurs) ; La qualité du rayonnement utilisé.[20]

Protection :L'emploi de source de rayonnement demande le respect des réglementations sur la sécurité

des opérateurs de contrôle.[17]

Procédure de contrôle : La tension anodique ; Du courant cathodique ; De la distance du film au foyer ; Du type du film et éventuellement des écrans renforçateurs ; Du temps de pose.

La détermination du temps de pose peut se faire à l'aide de table valable pour :

Un matériau donné ; Un domaine de tension ; Une distance du film au foyer ; Un type du film et d'écran renforçateur.[20]

Applications :

Figure II.51 : détermination du temps de pose.[17]


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Recherche d’anomalies internes : Pièces moulées : retassures, criques, restes de noyaux… Soudures : fissures, manques de fusion, manque de pénétration, soufflures, inclusions,

défauts de formes ; Tuyauterie : corrosions ou érosions internes, dépôts internes, défauts de soudure ; Parois en béton armé : cavité, fissures, armatures ; Position du clapet dans une vanne ; Contrôle de jeux dans un assemblage emboîté ; Vérification d’un assemblage monté en aveugle.[17]

II.4. conclusion :Les méthodes de contrôle non destructif sont appliquées souvent sur les joints de soudures,

quel que soit le procédé de soudage utilisé, les contrôles non destructifs sont nécessaires pour qualifier les pièces à assembler.

Chapitre III :Etude comparative des

contrôles cnd des pipes line en Algérie

Matériels, méthodes et discussion des

résultats.

Chapitre III : Etude comparative des contrôles cnd des pipes line en Algérie

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Introduction :Vue qu’un travail pratique expérimental s’avère très difficile Suite à la situation sanitaire

actuelle mondiale due à la pandémie, nous avons décidé de faire une synthèse comparative de trois mémoires réalisés par des masternants de l'Université Mohamed Khider Biskra, de l'Université M’HamedBougara Boumerdes et de l'Université des Frères Mentouri Constantine. Le premier dont le thème est Étude les défauts de soudage des pipelines, le deuxième dont le thème est Contrôle des joints de soudure des pipelines par ultrasons et le dernier dont le thème est Étude des défauts de soudage des pipelines Linge gaz lift -champ de berkine. Les trois mémoires ont été réalisés à la fin des stages pratiques des étudiants. Dans notre étude nous nous sommes concentrés sur le côté pratique concernant les contrôles non destructifs effectués par les étudiants dans les entreprises ou ils seront détaillés dans ce chapitre.

Description des entreprises :La première entreprise nommée Cosider a été créé le 1er janvier 1979 sous forme de société

d’économie mixte par la Société nationale sidérurgique (SNS) et le groupe danois Christiani et Nielsen. Ce qui fait, aujourd’hui, de Cosider le plus grand groupe algérien duBTPH avec un capital social de 4,335,000,000 de dinars, Sérialisations mettent à son actif le plus grand nombre de barrages, hydrauliques construits ainsique le plus grand palmarès dans la pose de pipelines. Détenteur à 100% du capital de ses neuf filiales, le groupe COSIDER a la particularité d’intervenir dans des domaines aussi nombreux que divers. La filiale Canalisations assure la construction de pipelines, des canalisations hydrauliques et diverses installations hydrauliques.

Figure III.52 : Pipelines au niveau de Cosider.

Au niveau de l’entreprise COSIDER, il utilise généralement le soudage à l’arc électrique.Le soudage a pour but de tester les vannes et aussi de souder plusieurs tubes en acier. Les étapes de soudage au niveau de COSIDER de Biskra sont : Préparation d’un morceau de tube à souder. Fixation du morceau. Limage du contour du tube. Préparation du chamfrain. Positionnement des deux tubes à assembler. Fixation des deux tubes par deux points de soudure. Opération de soudage. Fin du procédé de soudage.


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Nettoyage du cordon de soudure par brossage. Exécution de contrôle.

Figure III.53 : Etat du cordon de soudure après brossage.

Quant à la deuxième entreprise, Le gisement HASSI R’MEL représente encore le quart de la production de gaz du pays. Environ la moitié de ses réserves initiales (estimées à 2400 milliards de mètres cubes) seraient épuisées. Pour stockage et transfert des Hydrocarbures tout le condensat et le GPL produits par les différents modules et CTG sont acheminés vers le CSTF, qui est un centre de stockage et transfert des hydrocarbures liquides se trouvant dans la zone centrale de Hassi R'mel. Ils y subissent une dernière décantation pour les débarrasser des éventuelles quantités d’eau résiduelles, avant de les expédier à travers un système de comptage vers Arzew au moyen d’un Oléoduc de 28 pouces pour le condensat et 24 pouces pour le GPL.

Figure III.54 : Représentation géographique du champ HASSI R’mel.

La direction régionale de Hassi r'mel est composée de plusieurs directions dont les étudiants ont cité la direction de maintenance qui abrite le département inspection/corrosionIl revient à ce service inspection d’assurer les taches suivantes : L’inspection, en marche ou l’arrêt, des différents équipements et signalement de tout dommage ou détérioration subi par ces équipements (établissement des rapports d’inspection),


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L’émission des recommandations d’entretien et fixation des procédures de réparation et ce conformément aux règles de l’art approuvées par les différents codes et normes applicables, L’homologation des procédés de soudage et de revêtements (métalliques et organiques) ou tout autre procédé de réparation ou restauration. Et finalement, le contrôle de la qualité des travaux neufs et réalisation (bacs de stockage, réseaux de collecte et installations de surface).

Finalement, le dernier travail est mis au niveau de l'ENGTP. Cette étude porter sur une ligne de gaz lift de 4'' de diamètre et 13.4 mm d'épaisseur, elle relier le puits HBN29 au manifold M9 dans le cadre d'un projet de gaz lift champ de berkine.

Figure III.55 : Champ de berkine.

Figure III.56 : Ligne gaz lift champ de berkine.


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Ils ont suivi la norme utilisée dans l'entreprise d'affectation, ENGTP qui est l'API 1104.

Les contrôles des pipes dans les différentes entreprises :

Cosider de Beskra contient les contrôles des cordons suivants : Contrôle visuel et dimensionnel Contrôle magnétoscopique Contrôle radiographique ou gamma graphique Contrôle par ressuage

En revanche le service d'inspection de Hassi R'mel est doté de contrôles de cordons : Examen visuelle Ressuage Magnétoscopie Rayons ionisants

Etude comparative :A. A Cosider :

Afin d’étudier les défauts de soudure des cordons de soudage, les étudiants dans Cosider ont prélevé quelques échantillons. Le prélèvement est effectué par tronçonnage en utilisant une meule.

Figure III.57 : Prélèvement des échantillons.

D’après la figure, ils ont pu voir les différents types de défauts (juste un premier regard) :a) Cratère : ce défaut apparait lorsque dépression de retrait à la fin d'une passeoù la source de chaleur a été enlevée.b) Fissure : ce défaut apparait lorsque le refroidissement rapide et les forces de contraintes.c) Amorces d’arc : ce défaut apparait lorsque la pince d’électrode ou la masseont touché par hasard le métal de based) Morsures/Caniveaux : ce défaut apparait lorsque creux irrégulier à la surfacedu cordon juste au contact du métal d’apport et du métal de base.e) Fissure : ce défaut apparait lorsque le refroidissement rapide et les forces de contraintes.


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Figure III.58 : Cordon de soudure avec les défauts (cratère, morsures/caniveaux, Fissure, Amorces d’arc).

B. A Hassi R'mel :Mais au niveau de service d'inspection dans Hassi R'mel le travail consiste à détecter, mesurer et identifier un défaut à l'intérieur d’un cordon de soudure d’une canalisation en acier au carbone en utilisant le contrôle par ultrasons.

Figure III.59 : La vue en coupe de la pièce.

Figure III.60 : La vue en dessus de la pièce.

Pour la création d’une hétérogénéité (Discontinuité) à l’intérieur de la soudure, ils ont mis un morceau de tungstène comme il est montré dans les figures


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Figure III.61 : Le procédé TIG. Figure III.62 : Le procédé SMAW.

Avant d’entamer le contrôle il faut bien choisir la procédure de contrôle, elles existent plusieurs procédures selon le type de contrôle et le niveau d’inspection et le critère d’acceptation.Alors ce travail consiste à décrire les étapes suivantes : Le choix de la méthode d’évaluation. L’adoption de la méthode cascade pour le déroulement de contrôle. L’étalonnage de l’appareillage. Les critères du pouvoir réfléchissant. Méthode de dimensionnement.

Pour commencer la détection par Ultrason il faut préparer un certain matériel :

Figure III.63 : Matériel utilisé.

Figure III.64 : Évaluation du pouvoir réfléchissant.


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C. A champ berkine :D'après leurs observations des cordons de soudure de la ligne gaz lift, ils ont pu déterminer

plusieurs types de défauts :

Figure III.65 : Amorces d'arc. Figure III.66 : Stries de burin ou meule.

Figure III.67 : Projection. Figure III. 68 : Laitier.


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Les résultats obtenus :A. A Cosider :

Les figures suivantes présentent les résultats obtenus par contrôles par les rayons gamma au niveau de Cosider :

Figure III.69 : L’image radiographique pièces à souder mal alignées (Offset ou Hilo).

Figure III.70 : L’image radiographique d’un désalignement des pièces à souder.

Figure III.71 : L’image radiographique pénétration excessive (glaçon).


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Figure III.72 : L’image radiographique manque de fusion entre les passes.

Figure III.73 : L’image radiographique fissure longitudinale à la racine.

B. A Hassi R'mel :Par contre, au niveau de service inspection, pour établir une correspondance entre la

position d’un écho en nombre de carreaux sur l’écran et le parcours (en mm) de l’onde ultrasonore entre le point d’entrée dans la pièce et le réflecteur qui est à l’origine de l’écho. (Aller simple), ils ont utilisé l’étalonnage de la base de temps de l’appareil de contrôlé ou il prend en compte un ≪ aller simple ≫ de l’onde dans la pièce pour faciliter l’interprétation et le positionnement ultérieur, mais en réalité l’onde fait un « aller-retour ≫, c’est-à-dire le double par cours. Il y a deux réglages successifs sont à prévoir pour l’étalonnage de la base du temps :1. Réglage qui prend en compte les caractéristiques du matériau et l’échelle choisie : ce réglage permet d’étaler plus ou moins l’échelle horizontale pour aboutir à une échelle représentative en mm par carreau.2. Réglage qui prend en compte les caractéristiques du traducteur et couplage : ce réglage permet de compenser le temps de parcours préliminaire dans le traducteur afin que la position zéro corresponde à un parcours sonore (PS) nul (entrée de l’onde dans le matériau).


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Figure III.74 : l’écho de fond à l’extrémité Figure III.75 : l’écho répétitif de l’écho de fond a droite de l’écran l’extrémité droite de l’écran.

Lorsqu’un écho est apparu sur l’écran de l’appareil a ultrason : L’amplitude maximale est d’abord recherchée. Le parcours sonore est déterminé (lu directement sur l’écran de l’appareil) La cote « a » est mesurée du point d’émergence du traducteur a l’axe de la soudure. La cote « x » du point « 0 ≫, début de palpage a l’axe géométrique du traducteur.

Figure III.76 : Localisation du défaut.

La longueur IX d’une indication est déterminée de façon conventionnelle par la distance qui sépare les deux positions de l’axe du traducteur pour lesquelles on constate un affaiblissement de Hd/2 correspondant à environ 6 décibels par rapport à la position donnant lieu à l’écho de défaut d’amplitude maximale. Toutefois deux cas particuliers mettent cette règle générale en défaut :

1er Cas : l’écho de défaut Hd présente deux maximas sépares par une zone de réflexion moindre ou la variation d’amplitude est supérieure à 6 dB.

I1 et I2 = longueurs apparentes. L: longueur réelle > I1 + I2

2ème :l’amplitude de l’écho de défaut présente une variation non monotone I: longueur apparente ˂ L: longueur réelle.La longueur à utiliser pour appliquer les critères est la longueur cumulée résultant desinvestigations effectuées à l’aide des différents traducteurs et accès requis.


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Figure III.77 : Dimensionnement du défaut.

D’après les résultats obtenue le défaut est volumique de type inclusion solide « inclusion de tungstène » sa longueur est de 65mm.

C. A champ berkine :Contrôle radiographique :

Figure III.78 : Pièce à souder mal alignées.

L'image radiographique révèle un changement abrupt dans la densité du film sur toute la largeur de l'image de la soudure et de façon longitudinale.


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Figure III.79 : Concavité excessive.

La quantité de métal d'apport sur la dernière passe est insuffisante. La soudure sur le cap est creusée l'épaisseur totale du cordon est donc mince à cet endroit.

Figure III.80 : Pénétration excessive.

Quantité de métal d'apport à la racine du cordon de soudure excédentaire. L'image radiographique révèle une densité plus claire dans le centre de la largeur de la zone de soudage. Cela peut s'étendu tout le long du joint de soudure ou, comme dans ce cas, a des zones isolées.

Les solutions et recommandations proposés par les entreprises :Au niveau de COSIDER, plusieurs techniques de remèdes sont utilisées afin d’éliminer les

défauts dans le cordon de soudure :A- Traitement par chauffage : La figure montre le procédé de traitement du cordon de soudure par chauffage afin d’éliminer le maximum de fissures.


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Figure III.81 : Traitement d’un cordon de soudure par chauffage.

B- Traitement mécanique : La deuxième technique consiste en limage du cordon soudure juste à sa surface

Figure III.82 : Limage du cordon de soudure.

C- Par contre, si les fissures ou autres défauts sont encore présents, l’opérateur enlève de la matière du cordon de soudure par limage.


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Figure III.83 : Enlèvement de la matière du cordon de soudure.

Au niveau de ENGTP, plusieurs techniques de remèdes sont utilisées afin d'éliminer les défauts dans le cordon de soudure :

A- Traitement mécanique : La première technique consiste en meulage du cordon soudure juste à sa surface.

B- Par contre, si les fissures ou autres défauts sont encore présents ; l'opérateur enlève de la matière du cordon de soudure par meulage.

Conclusion :A la fin de notre synthèse nous avons su conclure que dans le premier travail le contrôle par

rayon gamma n'a pas été expliqué et que l'auteur n'a pas cité toutes les procédures qui utilisent ce contrôle par contre il a cité les formes de défauts les plus importantes.

Les solutions aux défauts ont été proposées mais n'a pas donné les mésures à prendre pour éviter ces défauts.

Dans le deuxième travail les risques des défauts n'ont pas été cité et les résultats n'ont pas été détaillés. Les auteurs ont trop étalé sur la façon d'utiliser l'ultrasons et a omis les procédures de détection des défauts comme ils ont cité aucune solution de protection des pipes contre les défauts de soudage.

En fin, dans le dernier travail ils ont cité juste les résultats sans explication mais ils ont données des solutions.Pour conclure, après avoir comparé les trois travails détaillant les trois types de contrôles non destructifs on trouve que :

-le premier contrôle (contrôle par rayon Gamma), offre une détection complète et extensive des différents défauts de soudage dans les Pipe Lines avec un seul essai. Le seul inconvénient est que le détail des défauts détecté n'est pas clair.-Tandis que le deuxième contrôle (contrôle par Ultrason), permet de faire une détection d'un seul défaut à la fois. L'avantage ici est que cette détection est plus détaillée concernant : le type et les dimensions du défaut.-Pour le dernier (contrôle radiographique), aussi offre une détection complète et extensive des différents défauts de soudage dans les Pipe Lines avec un seul essai mais pas claire.


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Conclusion générale

Conclusion générale

Conclusion générale et perspectives :Les deux travails ont été réalisés à la fin des stages pratiques basés sur l'observation des

défauts dans les cordones des joints des pipelines et comment les détectés à partir des contrôles non destructifs déférents (Ultrasons et rayons gamma).Dans notre travail on a commencé par montrer des généralités sur la technologie des pipelines, les caractéristiques des tubes utilisés et les principaux procédés de soudage pour leur assemblage et les déférents défauts de soudages.

Ensuite, on a présenté théoriquement les principales méthodes des contrôles non destructifs, pour l’inspection des matériaux et la détection des défauts des cordons de soudages.

Eventuellement notre problématique s'appuie principalement sur désigner le contrôle non destructif le mieux adapté, Et pour désigner ce contrôle nous avons établi une étude comparative entre trois travails qui entament trois contrôles non destructifs déférent l'un de l'autre (contrôle par Ultrasons, par rayons gamma et la radiographie). A la fin de cette comparaison on a établi une synthèse comparative qui a montré qu'il n'y a pas un contrôle non destructif optimal car chacun a ces avantages et ces inconvénients dans chaque situation :

Le premier travail le contrôle par rayon gamma n'a pas été expliqué et que l'auteur n'a pas cité toutes les procédures qui utilisent ce contrôle par contre il a cité les formes de défauts les plus importantes.Les solutions aux défauts ont été proposées mais n'a pas donné les mésures à prendre pour éviter ces défauts.

Dans le deuxième travail les risques des défauts n'ont pas été cité et les résultats n'ont pas été détaillés. Les auteurs ont trop étalé sur la façon d'utiliser l'ultrasons et a omis les procédures de détection des défauts comme ils ont cité aucune solution de protection des pipes contre les défauts de soudage.

En fin dans le dernier travail les auteurs montrent juste les résultats.

Pour conclure, ce travail a mis de la lumière sur les contrôlés non destructifs des Pipes lines de façon comparative objective et scientifique.

Aussi, comme perspective on doit affirmer que le domaine des contrôles non destructifs est un domaine vaste comprenant deux types ; la première surfacique et la deuxième volumique, cette dernière comprend les deux contrôles qu'on a abordé dans notre mémoire. De plus nous voyons que les deux contrôles non destructifs travaillaient dans ce mémoire sont parmi les plus évoluer.

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Références

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[14] CRC MINES ParisTech

[15] ZEMOURI Nassima « Etude et Réalisation d’un Système Multicapteurs Destiné au Diagnostic des Matériaux Conducteurs » Mémoire de Fin d’Etude MAGITER Spécialité : Electrotechnique Option : Entraînements électriques UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI le 21/07 /2016

[16] Aggab Mohamed El Amine « Etude du contrôle non destructif (CND) par courants de Foucault et simulation par la méthode des éléments finis Réalisé » MEMOIRE DE FIND’ETUDES En vue de l’obtention du diplôme DE MASTER Université Labri Ben M’hidi De Oum El Bouaghi Spécialité : Energie et Réseaux Electriques 2015/2016

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[20] Belacel bahe eddine. Bouchria soufyane « Contrôle des joints de soudure des pipelines par ultrasons » MEMOIRE DE MASTER En vue de l’obtention du diplôme de Master Université M’HAMED BOUGARA BOUMERDES Faculté des Sciences de l’Ingénieur en Filière Génie Mécanique. 2016/2017

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