Inspection NDT et NDE des vannes : RT, UT, MT et PT pour les vannes industrielles

Les tests non destructifs constituent un élément important du contrôle qualité des vannes industrielles utilisées dans les secteurs du pétrole et du gaz, de la pétrochimie, de la chimie, de la production d'électricité, des pipelines et d'autres applications exigeantes.

Cependant, une spécification d'achat qui indique simplement « 100 % NDT requis » n'est pas techniquement complète.

Le CND n’est pas un test unique. Les tests radiographiques, les tests par ultrasons, les tests par magnétoscopie et les tests par ressuage utilisent des principes physiques différents et sont destinés à identifier différents types de discontinuités dans différentes conditions de matériaux et de géométrie.

Une exigence CND techniquement complète doit donc définir quel composant de vanne doit être examiné, quelle méthode s'applique, quelle quantité de composant doit être examinée, quelle procédure est requise, quels critères d'acceptation s'appliquent et quels dossiers d'inspection doivent être fournis.

Ces exigences devraient de préférence être confirmées avant la production et incorporées dans le Plan d'inspection et d'essai des vannes (ITP).

Qu’est-ce que l’inspection CND des vannes ?

NDT signifie Contrôle Non Destructif. NDE signifie Examen Non Destructif. Les deux termes sont largement utilisés dans la fabrication et l’inspection industrielles.

L'ASME utilise fréquemment le terme examen non destructif, tandis que de nombreux fabricants, laboratoires et spécifications de projets utilisent des tests non destructifs. Pour l'achat de vannes industrielles, la signification pratique est similaire : le composant est examiné sans le détruire intentionnellement pendant le processus d'inspection.

La terminologie elle-même est moins importante que la définition de la méthode d'examen réelle et des conditions d'acceptation.

Que peuvent vérifier les CND sur une vanne industrielle ?

Les CND peuvent aider à identifier certaines discontinuités de surface, proches de la surface ou internes qui peuvent survenir lors du moulage, du forgeage, du soudage, du traitement thermique, de l'usinage ou de la réparation.

En fonction de la conception de la vanne et des exigences du projet, le CND peut être spécifié pour :

• Moulages de corps de vanne.
• Moulages de capot ou de couvercle.
• Carrosseries et capots forgés.
• Soudures sous pression.
• Soudures de réparation de fonderie.
• Zones d'extrémité soudées bout à bout.
• Tiges, arbres ou autres composants critiques.
• Zones spécifiques de contraintes élevées ou critiques identifiées par le cahier des charges du projet.

Les CND ne doivent pas être décrits comme la preuve qu’un composant de vanne est totalement exempt de défauts. Chaque méthode CND présente des limites liées au type de matériau, à la géométrie, à l'état de surface, à l'orientation des discontinuités, à l'accessibilité, à l'équipement et à la technique d'examen.

RT contre UT contre MT contre PT

Ces quatre méthodes sont complémentaires plutôt qu’interchangeables. La sélection de la méthode la plus coûteuse ne fournit pas automatiquement le résultat d’inspection le plus utile.

Tests radiographiques (RT) pour les composants de valves

Les tests radiographiques utilisent des rayons X ou des rayonnements gamma pour produire une image de la structure interne d'un composant. Les différences d'épaisseur, de densité et de discontinuités internes du matériau peuvent créer des variations dans l'image radiographique qui sont évaluées par un personnel qualifié.

RT peut être spécifié pour les pièces moulées de corps de vanne, les pièces moulées de chapeau, les soudures sous pression ou les soudures de réparation de pièces moulées lorsque les spécifications applicables et la géométrie des composants rendent l'examen radiographique approprié.

Que peut RT aider à détecter ?

En fonction de la technique d'examen et de la géométrie des composants, la RT peut permettre d'identifier certaines discontinuités internes telles que :

• Porosité.
• Rétrécissement.
• Scories ou inclusions.
• Cavités internes.
• Discontinuités de soudure sélectionnées.

La détectabilité dépend de la taille de la discontinuité, de l'orientation, de l'épaisseur de la paroi, de la géométrie des composants, de la direction du rayonnement et de la qualité de l'image.

Limites de la RT

• Une géométrie valvulaire complexe peut rendre le positionnement radiographique difficile.
• Des changements importants dans l’épaisseur des parois peuvent compliquer l’interprétation des images.
• Certaines discontinuités planaires peuvent être difficiles à détecter lorsque l'orientation est défavorable.
• L'examen radiographique nécessite un contrôle strict de la radioprotection.
• Un personnel qualifié est requis pour l’examen et l’interprétation.

La RT ne doit jamais être traitée comme une inspection informelle d’usine, car les rayonnements ionisants nécessitent des procédures contrôlées et des dispositions de sécurité appropriées.

Tests par ultrasons (UT) pour les pièces moulées et forgées de vannes

Les tests par ultrasons introduisent des ondes sonores à haute fréquence dans le matériau et évaluent les signaux réfléchis pour identifier les changements ou les indications dans le volume examiné.

L'UT peut être utile pour les pièces moulées de vannes industrielles, les pièces forgées et les soudures sélectionnées où le matériau, la géométrie et la procédure applicable permettent un examen par ultrasons.

UT pour les pièces moulées en acier

ASTM A609/A609M est communément référencé pour l’examen par ultrasons des pièces moulées applicables en acier au carbone, en acier faiblement allié et en acier inoxydable martensitique lorsque cela est spécifiquement requis par les spécifications d’achat.

Pour les vannes industrielles, cela peut s'appliquer à certaines pièces moulées de corps ou de chapeau.

L’acheteur ne doit pas spécifier uniquement « UT requis ». Les domaines d'examen, la procédure, le niveau de qualité et les critères d'acceptation doivent également être définis si nécessaire.

UT pour les pièces forgées en acier

ASTM A388/A388M est communément référencé pour l’examen par ultrasons des pièces forgées en acier.

Les corps de vannes forgés, les chapeaux ou autres composants critiques contenant une pression peuvent nécessiter une UT en fonction des spécifications du projet et des exigences matérielles.

Le niveau de qualité requis ou les exigences d’acceptation doivent être indiqués dans la documentation d’achat plutôt que supposés.

Limites de l'UT

• Une géométrie complexe peut restreindre l'accès à la sonde.
• Les matériaux à gros grains peuvent créer des conditions acoustiques difficiles.
• L’état de la surface affecte la fiabilité du couplage et de l’examen.
• L'orientation de la discontinuité affecte la réponse du signal.
• Les étalons d’étalonnage et de référence doivent correspondre à la procédure approuvée.

Une indication ultrasonique n’est pas automatiquement un défaut rejetable. Il doit être évalué par rapport aux critères d’acceptation applicables.

Test de particules magnétiques (MT) pour les vannes industrielles

Les tests de particules magnétiques sont utilisés pour détecter les discontinuités de surface et proches de la surface dans les matériaux ferromagnétiques.

Pendant la MT, le composant est magnétisé et des particules magnétiques appropriées sont appliquées. Une discontinuité qui interrompt le champ magnétique peut créer un champ de fuite qui attire les particules et produit une indication.

ASTM E709 est un guide couramment référencé pour les tests de particules magnétiques.

Applications typiques des vannes pour MT

Lorsqu’elle est techniquement applicable, MT peut être spécifiée pour :

• Moulages de valves en acier au carbone.
• Pièces moulées en acier allié appropriées.
• Composants forgés en acier au carbone ou allié.
• Soudures sous pression.
• Soudures de réparation de fonderie.
• Zones usinées critiques ou à fortes contraintes.

Principale limitation de la MT

MT nécessite un matériau pouvant être magnétisé.

Il ne convient donc pas à tous les aciers inoxydables ou alliages non ferreux. De nombreux aciers inoxydables austénitiques, par exemple, ne conviennent pas à l'examen magnétoscopique conventionnel.

Lorsque la MT n'est pas applicable, un ressuage peut être envisagé pour un examen de surface approprié.

Test par ressuage (PT) pour les composants de vannes

Le ressuage permet de détecter les discontinuités ouvertes sur la surface examinée.

Un pénétrant est appliqué sur une surface correctement préparée et autorisé à pénétrer dans les discontinuités qui marquent la surface. Après le processus de nettoyage et de développement applicable, des indications peuvent devenir visibles pour évaluation.

ASTM E165/E165M est une pratique couramment référencée pour les tests de ressuage.

Que peut détecter le PT ?

En fonction du matériau et de l'état de la surface, la PT peut aider à révéler des discontinuités marquant la surface telles que :

• Fissures.
• Coutures.
• Tours.
• Fermetures à froid.
• Retrait lié à la surface.
• Discontinuités de soudure connectées à la surface.

Pourquoi le PT est-il couramment utilisé sur les composants en acier inoxydable ?

Le PT ne dépend pas des propriétés magnétiques. Il peut donc être utilisé sur des surfaces non poreuses appropriées où le MT n'est pas techniquement applicable, y compris de nombreux composants de vannes en acier inoxydable austénitique.

Le PT ne se limite pas à l’acier inoxydable. Il peut également être utilisé sur de l'acier au carbone approprié, de l'acier allié et d'autres matériaux non poreux lorsque cela est spécifié.

Limites des TP

• PT détecte uniquement les discontinuités ouvertes à la surface.
• La surface doit être correctement nettoyée.
• Les surfaces rugueuses ou poreuses peuvent réduire l’efficacité de l’examen.
• L’élimination et le développement du ressuage doivent être correctement contrôlés.
• Le post-nettoyage peut être important pour les services sensibles à la contamination.

CND de surface vs CND volumétrique

Cette distinction permet d'expliquer pourquoi différents composants d'une même vanne peuvent nécessiter différentes méthodes CND.

Quels composants de vanne reçoivent généralement des CND ?

Chaque vanne industrielle a-t-elle besoin de RT, UT, MT et PT ?

Non.

L'application de chaque méthode CND à chaque vanne industrielle serait généralement inutile et pourrait ne pas être techniquement significative.

L'étendue de l'inspection requise dépend de facteurs tels que :

• Type de vanne et norme de conception.
• Matériau du corps et du capot.
• Construction moulée ou forgée.
• Classe de pression.
• Pression et température de conception.
• Gravité et criticité du service.
• Spécification du matériau applicable.
• Spécification du propriétaire ou EPC.
• Soudures sous pression ou réparations de coulée.
• Exigences d’inspection de l’acheteur.

Une vanne d'utilité générale peut nécessiter peu ou pas de CND volumétrique supplémentaire. Une vanne en acier allié à haute pression, une vanne de raffinerie, une vanne de centrale électrique ou une vanne de pipeline spécifique à un projet peut nécessiter un programme d'examen plus approfondi.

Le NDT n'est pas la même chose que le PMI

Les CND et l'identification positive des matériaux vérifient différents aspects de la qualité des vannes.

Les méthodes CND telles que RT, UT, MT et PT sont principalement utilisées pour examiner les discontinuités de matériaux ou de composants.

Le PMI est utilisé pour vérifier la chimie des matériaux ou l’identité de l’alliage à l’aide d’un analyseur approprié et d’une procédure approuvée.

Par exemple, l'UT peut être utilisé pour examiner un corps en acier allié forgé pour des indications internes, tandis que le PMI peut être utilisé pour confirmer que la chimie de l'alliage est conforme à la qualité de matériau spécifiée.

Un examen ne remplace pas l’autre. Pour plus d'informations, consultez notre Guide de test PMI des vannes.

Le CND n'est pas la même chose que le test de pression des vannes

Les CND ne remplacent pas non plus les tests de pression de coque ou les tests d'étanchéité des sièges.

Un test de pression de coque vérifie l'intégrité sous pression dans des conditions de test spécifiées. Un test de siège ou de fermeture évalue les performances d'étanchéité conformément à la norme de test de vanne applicable.

Le CND examine le matériau ou le composant à l'aide d'une méthode d'examen sélectionnée.

Ces activités sont complémentaires mais vérifient différents aspects de la qualité des vannes. Voir notre Méthodes de test de pression des vannes guide pour plus d’informations.

La méthode d'examen et les critères d'acceptation sont différents

Il s’agit de l’un des problèmes les plus importants lors de l’approvisionnement en CND de vannes.

Une norme d'examen peut expliquer comment un test est effectué, mais elle ne définit pas toujours les critères d'acceptation pour le composant de vanne spécifique.

Par exemple :

• La méthode CND peut définir l'équipement, l'étalonnage et la technique d'examen.
• La spécification du matériau peut définir des exigences d'examen supplémentaires.
• Une norme d'acceptation de moulage peut définir une gravité d'indication acceptable.
• Un code de construction peut définir l'acceptation des soudures.
• Le cahier des charges du projet peut définir des niveaux de qualité supplémentaires.
• Le bon de commande peut préciser une couverture d’examen supplémentaire.

Par conséquent, écrire uniquement « MT selon ASTM E709 » ou « UT selon ASTM A388 » peut ne pas définir complètement les exigences de l’acheteur.

L'étendue de l'examen requis et les critères d'acceptation doivent également être identifiés.

Que signifie réellement « 100 % NDT » ?

L’expression « 100 % NDT » est souvent ambiguë.

Cela peut être interprété de plusieurs manières différentes :

• Chaque vanne reçoit une méthode CND spécifiée.
• Chaque composant est inspecté.
• L’ensemble de la surface accessible fait l’objet d’un examen de surface.
• Tous les moulages sous pression subissent un examen volumétrique.
• Toutes les soudures de réparation sont examinées.
• Seules les zones critiques définies sont examinées à 100 %.

Ces exigences ne sont pas équivalentes.

Une meilleure demande de prix ou ITP doit identifier clairement le composant, la méthode, la zone d'inspection, le pourcentage, la procédure et les critères d'acceptation.

Qualification du personnel CND

La fiabilité des CND dépend non seulement de l'équipement mais également de la compétence du personnel et de la procédure d'examen approuvée.

La norme ISO 9712 établit les exigences de qualification et de certification du personnel exécutant les méthodes industrielles de CND, notamment RT, UT, MT et PT.

Certains projets peuvent à la place ou en plus invoquer des systèmes de qualification des employeurs basés sur l'ASNT ou d'autres exigences de qualification du personnel reconnues.

Le système de qualification applicable doit donc être défini par le cahier des charges du projet plutôt que supposé.

Quand les CND doivent-ils être effectués pendant la fabrication des vannes ?

L'étape d'inspection correcte dépend de la composante et du but de l'examen.

1. Étape matière première ou semi-finie : Les pièces moulées ou pièces forgées sélectionnées peuvent être examinées avant un usinage approfondi.
2. Après traitement thermique : Un CND peut être requis après le cycle de traitement thermique spécifié.
3. Après réparation soudage : Les zones réparées peuvent nécessiter un réexamen conformément à la procédure de réparation approuvée.
4. Après usinage : PT ou MT peuvent être spécifiés lorsque l'usinage expose des surfaces critiques.
5. Avant l'assemblage final : Les composants qui deviendront inaccessibles peuvent nécessiter une inspection avant l'assemblage.
6. Examen final du document : Les rapports CND complétés et la traçabilité sont examinés avant la publication finale.

Si l'acheteur ou l'inspecteur tiers doit être témoin de l'activité, les exigences appropriées en matière de point d'arrêt, de point de témoin, de point de révision ou de surveillance doivent être incluses dans l'ITP approuvé avant que la production n'atteigne ce stade.

Comment le NDT s'intègre dans la vanne ITP

L'ITP doit relier les exigences CND à l'étape de fabrication, à la procédure applicable, aux critères d'acceptation et à la responsabilité de l'inspection.

Un ITP de projet peut identifier :

• Composant à examiner.
• Méthode CND.
• Procédure applicable.
• Norme d'acceptation ou niveau de qualité.
• Portée de l'examen.
• Responsabilité de l'inspection du fabricant.
• Point d'intervention de l'acheteur ou d'un tiers.
• Rapport d'inspection requis.
• Exigence de libération avant la prochaine étape de fabrication.

Cela réduit le risque que le fabricant, l'acheteur et l'inspecteur tiers interprètent différemment les exigences CND une fois la production déjà commencée.

Les CND font-ils partie des tests d'acceptation en usine ?

Les CND peuvent être examinés pendant le FAT, mais de nombreuses activités CND sont réalisées plus tôt dans le processus de fabrication.

Par exemple, une soudure de fonderie ou de réparation peut devoir être examinée avant l'usinage, le revêtement ou l'assemblage final. Au moment où FAT démarre, le composant peut ne plus être accessible pour l'examen d'origine.

Lors du FAT, l’acheteur ou l’inspecteur peut donc examiner :

• Procédures CND.
• Rapports CND.
• Dossiers de qualification du personnel.
• Cartes d'examen.
• Dossiers de réparation.
• Traçabilité des composants.
• Dossiers d'acceptation finale.

Si un témoignage physique de l'activité CND est requis, cela doit être défini dans l'ITP avant que l'examen ne soit effectué.

Pour le processus d'acceptation en usine plus large, consultez notre Test d'acceptation en usine de vannes industrielles guider.

Que doit contenir un rapport CND de vanne ?

Le format exact dépend de la méthode d'examen et des spécifications du projet. Un rapport CND utile peut inclure :

• Référence du projet ou du bon de commande.
• Identification de la vanne ou du composant.
• Numéro de chaleur, numéro de série ou numéro de traçabilité le cas échéant.
• Description du composant.
• Spécification matérielle.
• Méthode CND.
• Numéro de procédure et révision.
• Norme d'examen applicable.
• Critères d'acceptation ou niveau de qualité.
• Portée de l'examen.
• Identification de l'équipement si nécessaire.
• Informations d’étalonnage ou de référence, le cas échéant.
• Date de contrôle.
• Indications enregistrées et évaluation le cas échéant.
• Statut d'acceptation finale.
• Informations d’identification et de qualification du personnel CND.
• Informations sur l’acheteur ou le témoin tiers, si nécessaire.
• Référence de réparation et de réexamen le cas échéant.

Le rapport doit rester traçable jusqu'au composant réellement inspecté. Un certificat CND générique sans identification claire des composants offre une valeur limitée lors de l'examen de l'EPC ou du document de l'acheteur.

Les rapports CND peuvent faire partie du dossier de fabrication final avec les MTC, les rapports PMI, les rapports d'essais de pression, les dossiers d'inspection dimensionnelle, les dessins et autres documents de projet. Voir notre Certificats de vannes et documents de qualité guide pour la structure documentaire plus large.

Erreurs courantes d'approvisionnement en CND de vanne

1. Écrire uniquement « 100 % NDT »

Cela ne définit pas le composant, la méthode, le domaine d'examen, le pourcentage ou les critères d'acceptation.

2. Exiger RT, UT, MT et PT sur chaque vanne

Différentes méthodes répondent à différents objectifs d’inspection. Certaines méthodes peuvent s'avérer inutiles ou techniquement inadaptées au matériau ou au composant sélectionné.

3. Utiliser MT sans confirmer l’adéquation du matériau

MT nécessite un matériau ferromagnétique. Il ne doit pas être spécifié automatiquement pour tous les composants en acier inoxydable ou non ferreux.

4. Traiter le PT comme une méthode d'examen interne

PT détecte uniquement les discontinuités de rupture de surface. Il ne prévoit pas d'inspection volumétrique.

5. En supposant que RT et UT soient équivalents

RT et UT utilisent des principes physiques différents et réagissent différemment à la géométrie, à la structure du matériau et à l'orientation des discontinuités.

6. Spécifier une norme d'examen sans critères d'acceptation

La norme de méthode à elle seule ne peut pas définir si une indication est acceptable ou rejetable.

7. Demande de CND après l'assemblage final

Certaines zones d'inspection peuvent devenir inaccessibles après l'usinage, l'assemblage ou le revêtement. Les étapes CND doivent être planifiées à l’avance.

8. Ignorer les soudures de réparation de fonderie

Si le soudage pour réparation de pièces moulées est autorisé, le projet peut nécessiter une procédure de réparation approuvée, une carte de réparation, un CND après réparation et des dossiers d'inspection traçables.

9. Confondre les CND avec les tests PMI ou de pression

La vérification de la chimie des matériaux, l'examen des discontinuités et les tests de pression sont des activités de contrôle qualité distinctes.

10. Accepter un rapport CND sans traçabilité

Le rapport doit permettre à l'acheteur de relier le résultat de l'inspection au composant ou à la vanne réellement fourni.

Liste de contrôle de la demande de prix NDT pour les vannes

Normes communes référencées pour les CND de vannes

La norme applicable dépend du composant, du matériau, de la méthode CND et des exigences du projet. Les documents couramment référencés peuvent inclure :

• ASME BPVC Section V : Méthodes et techniques d'examen non destructif lorsqu'elles sont invoquées par le code applicable ou le document de référence.
• ASTM E165/E165M : Pratique du ressuage.
• ASTM E709 : Guide de test de particules magnétiques.
• ASTM A609/A609M : Examen par ultrasons des pièces moulées en acier applicables.
• ASTM A388/A388M : Examen par ultrasons des pièces forgées en acier.
• ASTM A903/A903M : Normes d'acceptation de surface pour l'inspection MT et PT des pièces moulées en acier lorsqu'elles sont invoquées.
• ASTM E446 : Radiographies de référence pour les pièces moulées en acier dans la plage d'épaisseur applicable.
• OIN 9712 : Qualification et certification du personnel industriel CND.

Ces normes ne doivent pas être copiées dans une spécification de vanne sous forme de liste générique. L'ingénieur ou l'acheteur doit identifier quel document s'applique réellement au matériau, au composant, à la méthode d'examen et aux exigences d'acceptation.

Recommandations finales pour les acheteurs de vannes

Une exigence CND de vanne techniquement utile doit définir plus que RT, UT, MT ou PT.

Avant de passer la commande, confirmez :

• Quels composants de vanne nécessitent un examen.
• Quelle méthode CND est techniquement adaptée.
• Quelle zone d'examen ou quel pourcentage s'applique.
• Quelle norme de procédure s’applique.
• Quels critères d'acceptation ou niveau de qualité s'appliquent.
• Quel système de qualification du personnel est requis.
• Si le témoignage de l'acheteur ou d'un tiers est requis.
• Quels enregistrements CND doivent être inclus dans le dossier de documentation final.

Cette approche évite à la fois une sous-inspection et des tests inutiles tout en donnant au fabricant, à l'acheteur et à l'inspecteur la même base d'acceptation mesurable.

Pour les devis de vannes nécessitant RT, UT, MT, PT ou tout autre CND spécifique au projet, indiquez le type de vanne, la taille, la classe de pression, le matériau du corps et du chapeau, la construction des composants, la méthode CND requise, l'étendue de l'examen, les critères d'acceptation, les exigences en matière de témoins et la portée de la documentation avec votre demande de prix.

FAQ

Quelle est la différence entre les CND et les EMI ?

NDT signifie Test Non Destructif et NDE signifie Examen Non Destructif. Dans l'inspection des vannes industrielles, les deux termes sont couramment utilisés pour désigner les méthodes d'examen qui évaluent les composants sans les détruire intentionnellement.

Quelle est la différence entre RT, UT, MT et PT ?

RT utilise des rayonnements ionisants pour l’examen interne. L'UT utilise des ondes sonores à haute fréquence pour l'examen interne. MT détecte les discontinuités de surface et proches de la surface dans les matériaux ferromagnétiques. PT détecte les discontinuités ouvertes sur une surface appropriée.

Est-ce que chaque vanne industrielle nécessite un CND ?

Les exigences CND dépendent de la conception de la vanne, du matériau, de la classe de pression, de la criticité du service, des spécifications du matériau et des exigences de l'acheteur ou de l'EPC.

Le MT est-il adapté aux vannes en acier inoxydable ?

Pas automatiquement. MT nécessite un matériau ferromagnétique. De nombreux aciers inoxydables austénitiques ne conviennent pas à l'examen magnétoscopique conventionnel, c'est pourquoi la PT peut être utilisée le cas échéant.

Le PT peut-il détecter les défauts internes dans un moulage de vanne ?

Non. Le PT détecte uniquement les discontinuités ouvertes sur la surface examinée. L'examen interne nécessite normalement une autre méthode appropriée telle que RT ou UT lorsque cela est techniquement applicable.

La norme ASTM E709 définit-elle les critères d'acceptation MT ?

Pas tout seul. ASTM E709 concerne principalement les techniques d'examen par magnétoscopie. La spécification du matériau, la norme d'acceptation, le code de construction ou la spécification du projet applicable doivent définir les critères d'acceptation si nécessaire.

Que doit contenir un rapport CND de vanne ?

Selon le projet, le rapport peut inclure l'identification des composants, le matériau, la méthode d'examen, la procédure, la norme applicable, les critères d'acceptation, l'étendue de l'examen, la date d'inspection, les informations sur la qualification du personnel, les indications enregistrées, l'évaluation et le statut d'acceptation finale.