Procédures de contrôle non destructif

La réussite d'essais non destructifs spécifiques est nécessaire pour les vannes conçues pour un usage non nucléaire, et elle peut être requise par les codes ou les clients dans les applications non nucléaires, en particulier dans le domaine de l'énergie.

De plus, la réussite des essais peut permettre de faire passer les vannes à extrémités soudées bout-à-bout de classe ASME standard au niveau Classe spéciale. Le niveau Classe spéciale permet d'utiliser les vannes à extrémités soudées bout-à-bout à des pressions plus élevées que celles qui sont permises pour les vannes de classe standard. Les procédures requises pour le perfectionnement à la Classe spéciale sont détaillées dans la norme ASME B16.34.

S'il n'est pas possible de présenter les détails complets des exigences du code pour le contrôle non destructif, ce manuel résumera les principes et les procédures des quatre

principaux contrôles non destructifs définis dans les normes ANSI, ASMEet ASTM.

5.22.1 Contrôle magnétoscopique (surface)

Le contrôle magnétoscopique ne peut être utilisé que sur les matériaux qui peuvent être magnétisés. Le principe consiste à appliquer un courant direct à travers une pièce afin de provoquer un champ magnétique à l'intérieur de celle-ci. Les défauts de la surface, ou de la sous-surface creuse, dévient le champ magnétique dans la mesure dans laquelle un second champ magnétique se développe autour du défaut. Si une poudre magnétique, qu'elle soit sèche ou en suspension dans un liquide, est répandue sur une pièce magnétisée, des zones de champ magnétique dévié seront visibles, révélant une indication dans la pièce, sur la surface de déviation.

Après avoir démagnétisé la pièce en inversant le courant électrique, il est possible d'effectuer une soudure de réparation sur l'indication, à moins que la pièce ne

Manuel de la vanne de régulation | Chapitre 5 : Dimensionnement des vannes de régulation

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doive être remplacée. Après la réparation ou le remplacement, répéter le contrôle magnétoscopique

5.22.2 Ressuage (Surface) Cette méthode de contrôle permet de détecter les indications de surface non visibles à l'œil nu. La surface à examiner est soigneusement nettoyée et séchée. Le colorant liquide, qu'il soit lavable à l'eau ou qu'il puisse être éliminé par un solvant, est appliqué par trempage, brossage ou pulvérisation, après quoi on lui laisse le temps de pénétrer. Le colorant liquide en excès est lavé ou essuyé (selon le type de pénétrant utilisé). La surface est ensuite à nouveau séchée et un développeur (liquide ou en poudre) est appliqué. L'examen est effectué sous une source de lumière applicable. (selon le type de pénétrant, certains développeurs nécessitent l'utilisation d'une lampe à ultraviolets ou d'une lumière noire pour exposer les surfaces qui présentent des défauts). Si des défaut apparaissent et qu'ils sont réparés par soudage, la pièce doit être contrôlée une nouvelle fois après la réparation.

5.22.3 Radiographie (volumétrique) La radiographie des pièces d'une vanne de régulation fonctionne sur le principe de rayons X et gamma qui passent à travers des objets métalliques qui sont invisibles à la lumière visible et qui seront exposés sur un film photographique ou des capteurs de rayons X. Le nombre et l'intensité des rayons qui passent à travers l'objet métallique dépendent de la densité du matériau. Les défauts sous la surface représentent des changements de la densité du matériau et ils peuvent donc être détectés grâce à la radiographie. La pièce à contrôler est placée entre une source de rayons X ou gamma et un film photographique ou des capteurs de rayons X. Le détail et la sensibilité du contraste sont déterminés en radiographiant une ou plusieurs petites lames plates d'épaisseur donnée en même temps que la pièce contrôlée. La petite lame plate, appelée pénétramètre, présente différents alésages de diamètre spécifié. Son image sur le film d'exposition ou sur l'image numérique, ainsi que celle du corps de vanne ou de tout autre élément testé, permet de définir le détail et la sensibilité du contraste du radiographe.

La radiographie peut relever des défauts de moulage, comme les gaz et les soufflures, les inclusions de sable, les rétrécissements internes, les craquelures, les criques de retrait et les inclusions de saleté. Dans les moulages destinés à l'utilisation nucléaire, certains défauts (comme les craquelures et les criques de retrait) sont expressément interdits et ne peuvent pas être réparés. Le jugement et l'expérience des opérateurs chargés de la radiographie sont importants, car ils doivent comparer le résultat de la radiographie aux critères d'acceptation (radiographes de référence ASTM) afin d'établir si le moulage est adéquat ou non. Lorsque des soudures de réparation sont nécessaires, le moulage doit être soumis à une nouvelle radiographie au terme de la réparation.

5.22.4 Ultrasons (volumétrique) Cette méthode surveille le reflet de l'onde sonore de la pièce examinée afin de déterminer la profondeur et la taille des éventuelles indications. Le contrôle aux ultrasons peut détecter les corps étrangers et les discontinuités du métal à grain fin, ce qui lui permet d'être utilisé pour le contrôle volumétrique des structures telles que les plaques, les barres et les pièces forgées.

L'essai est normalement effectué à l'aide d'une huile spéciale appelée coupleur ou sous l'eau, afin d'assurer la transmission efficace des ondes sonores. Les ondes sonores sont générées par une sonde en cristal et elles se reflètent sur chaque interface de la pièce examinée. En d'autres termes, lorsqu'elle atteint chacune des surfaces externes de la pièce et chacune des faces de la partie interne endommagée ou mal formée. Des reflets sont reçus par la sonde en cristal et affichés sur un écran afin d'indiquer l'emplacement et la gravité de l'indication. ^

Chapitre 6

Vannes de régulation spéciales

Comme nous l'avons vu dans les chapitres précédents, les vannes de régulation standard peuvent prendre en charge une vaste gamme d'applications de régulation.

La plage d'applications standard peut être définie comme comprise entre : la pression atmosphérique et 414 bar (6000 psig), -101°C (-150°F) et 232°C (450°F), des valeurs de coefficient de débit C_v de 1,0 et 25000, et les les limites imposées par les normes industrielles communes. La corrosivité et la viscosité du fluide, le taux de fuite et nombre d'autres facteurs doivent certainement être pris en considération, même dans les applications standard. La nécessité de faire très attention lors de la sélection de la vanne devient peut-être plus critique pour les applications qui ne respectent pas les limites standard indiquées ci-dessus.

Ce chapitre traite de certaines applications spéciales et des modifications des vannes de régulation qui permettent de les contrôler, des conceptions et du matériel pour le fonctionnement contraignant, ainsi que des exigences utiles aux vannes de régulation utilisées dans les centrales nucléaires.

6.1 Vannes de régulation haute capacité

En général, les robinets à soupape supérieurs à NPS 12, les vannes à bille supérieures à NPS 24 et le vannes papillon hautes performances supérieures à NPS 48 font partie de la catégorie des vannes spéciales. Au fur et à mesure que la taille de la vanne augmente de manière arithmétique, les charges de pression statique à la fermeture augmentent de manière géométrique. Par conséquent, la force de l'arbre, la capacité de charge, les forces déséquilibrées et la poussée disponible de l'actionneur sont autant de facteurs qui deviennent plus importants lorsque la taille de la vanne augmente. Normalement, la chute de pression maximum admissible est réduite sur les grandes vannes, afin de garder la conception et les exigences de l'actionneur dans des limites raisonnables. Même avec une pression de travail inférieure, la capacité du débit de certaines vannes à grand débit reste impressionnante.

Les niveaux de bruit doivent être

attentivement évalués dans les installations à grand débit, car le niveau de la pression

sonore augmente de manière directement proportionnelle à la magnitude du débit.

Pour garder le bruit généré par la vanne dans des limites tolérables, de grands corps de vanne moulés ou fabriqués (Figure 6.1) ont été développés. Ces corps, généralement à cage, ont une course du clapet de vanne particulièrement longue, un grand nombre de petites ouvertures pour le débit dans la paroi de la cage, et un raccord de ligne de sortie élargi afin de minimiser le bruit et de réduire la vitesse du fluide.

Figure 6.1 Corps de vanne à grand débit pour l'atténuation du bruit

Naturellement, les exigences du point de vue de l'actionneur sont contraignantes et des pistons pneumatiques double effet à course longue sont généralement spécifiés pour les applications à grand débit. La taille physique et le poids des composants de la vanne et de l'actionneur compliquent les procédures d'installation et de maintenance. L'installation de l'ensemble de corps de vanne dans le conduit, l'élimination et le remplacement des grandes pièces de l'équipement interne nécessitent l'utilisation de palans robustes.

Le personnel chargé de la maintenance doit suivre précisément les manuels d'instructions