dosage de l'hydrogÈne dans les soudures et …

SFM meeting of the working group "hydrogen" E~dA<B IZIT\ . Paris (France) 20 Aug 1983 t , v r o o l u

fy> FRA—146-4

DOSAGE DE L'HYDROGÈNE DANS LES SOUDURES ET REVÊTEMENTS

EN ACIER INOXYDABLE ET EN ALLIAGE DE NICKEL J.L. ROBINSON (WtUkiflrat.) to BOURGES, B. VULATTE(C. Loin) F.FAVRE.F.ROUX

1. INTRODUCTION

Il est maintenait bien établi que le phénomène de fissuration à froid

au cours du soudage est dû à l'action simultanée de 3 facteurs :

contraintes, structures de trempe ( martensite ou bainite).hydrogène.

Le soudage des aciers " difficilement soudables " avec une électrode

austénitique permet souvent de se prémunir contre le phénomène de fis

suration à froid en raison de la plus grande solubilité de l'hydrogène

dans l'austénite qui retarde la diffusion de cet élément vers la zone

affectée du métal de base.

C'est pourquoi la plupart des études relatives au dosage de l'hydrogfne

dans les produits de soudage se rapporte aux matériaux ferriticues (l).

Toutefois, il existe des cas où l'emploi d'une électrode austénitique

ne permet pas d'éliminer toutes les difficultés, en particulier :

- lorsque la dilution entraîne la formation de martensite dans la

soudure (2)

- lorsque les contraintes sont élevées (3)

- lorsqu'il y a formation d'un liseré martensitique à l'interface, par

diffusion du carbone depuis le métal de base faiblement allié et d'é

léments d'alliages ( Cr en particulier ) depuis le métal déposé

austënitique.

C'est pourquoi il a semblé nécessaire de développer des méthodes expé

rimentales pour doser les teneurs en hydrogène dans les produits de

soudage austénitiques utilisés dans divers procédés utilisés à FRAMA-

TOME. L'opération s'est déroulée en 2 phases :

- mise au point d'une technique de dépôt de cordons de soudage pour

obtenir des échantillons compatibles avec l'appareillage d'analyse

de l'hydrogène, en s'inspirent des méthodes recommandées pour les

soudures ferritiques dans le cas du soudage à l'électrode enrobée

ou du soudage fil-flux, et en développant de nouvelles méthodes

dans le cas do revêtements.

- définition de conditions adaptées d'analyse d'hydogène, les recom

mandations de l'IIS ne pouvant être utilisées ici en raison de la

faible diffusivité de l'hydrogène dans l'ansténite ( structure cubi

que a face centrée ) à basse température.

2. PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS

2.1. §2ïï§SBÊ_!!âS!è2i_I-îIliË£Ï£2âS_SSER5is_Êt_§2',45B§_£iïr:fi!è£

Dans ce cas, le Centre de Recherches du Creusot a mis au point une

procédure inspirée de celle des normes DIN (It) et IIS (l).

Le principe consiste S déposer un coi-don de soudure, de longueur ap

proximative 100 mm, sur un ensemble de U blocs de secticv carrée

( 20 mm x 20 mm ) retenus dans un assemblage en cuivre r?'?roidi- à

l'eau, représenté â la fig. 1. Ces échantillons carrés sont soit en

acier faiblement allié calmé, soit en acier austénitique de nuance

voisine de celle du métal déposé. Dans ce dernier cas, il est néces

saire ,préalablement S l'essai, de dégazer le bloc support par un

traitement d'une heure à 1100°C sous un vide d'environ 10 torr.

Les blocs 1 et li ( voir fig. 1 ) servent â l'amorçage et à l'extinc

tion de l'arc, les blocs 2 et 3 étant utilisés pour le dosage.

Les dimensions des blocs d'essais choisies sont compatibles avec une

large gamme d'énergies de soudage.

Avant soudage.cheque bloc d'essai doit être soigneusement dégraissé

et pesé â - 0,1 g.

Le cordon est déposé avec les produits et conditions de soudage que

l'on souhaite étudier : composition chimique, humidité des flux,

composition du gaz de protection, paramètres électriques ...

Immédiatement après It soudage, l'ensemble constitué par la soudure,

les blocs supports en acier et le système de refroidissement en cuivre

sont immergés dans l'eau glacée. On procède alors à la séparation des

blocs d'essais et à l'élimination de laitier éventuellement adhérent.

Après séchage, l'échantillon est plongé dans l'azote liquide où il est

conservé chaque fois qu'il peut contenir des structures1ferritiques ou

martensitiques.

Les blocs 1 S It ( fig. 1 ) sont séparés les uns des autres par pliage

du cordon à basse température.

Note : Cette procédure a été initialement mise au point et qualifiée

pour le soudage è l'électrode enrobée et le soudage fil-flux. Dans

son principe, elle peut également être utilisée pour des soudures

sous gaz. Nous l'avons en particulier utilisée pour vérifier qualita

tivement l'exitence d'une relation entre la teneur en hydrogène du

gaz de protection et celle du métal déposé dans une soudure TIG en

alliage de nickel.

2.2. 5ËYIÎS5>Ê5Î_£SBÏ1J2E!?I£Ï!ÎÏ

A la demande de FRAMATOME, CBEUSOT-LOIRE et ^e WELOINO INSTITUTE

ont tous deux développé une procédure de dosage de l'hydrogène dans

les revêtements déposés par le procédé feuillard-flux.

2.2.1. Procédure CSEUSOT-LOIRE

Cette procédure est très voisine de celle utilisée pour les soudures

S l'électrode enrobée ou sous flux solide. Le bloc support ( toujours

dans ce cas en acier faiblement allié calmé ) est modifé comme indiqué

à la fig. 2 afin de permettre le dépôt de cordons avec feuillard de 30

ou 60 mE de large. D'autre part, les échantillons effectivement desti

nés au dosage d'hydrogène sont séparés dans ce cas d'environ U0 mm.

2.2.2. Procédure du WELDING INSTITUTE

L'assemblage utilisé au Welding Institute est représenté S la figure 3.

Un bloc usiné et dégazé d'acier doux est centré sur une plaque de cui

vre ( de 150 mm de large, 50 mm d'épaisseur et 300 mm de long ) re

froidie & l'eau. Ce chaque cSté de cette dernière se trouvent deux

blocs identiques d'acier, de 150 mm de large servant è maintenir en

place le bloc d'essai.

Immédiatement après le soudage, le bloc d'essai en acier doux est

dégagé, trempé dans l'eau glacée, puis dans l'azote liquide. Les

échantillons sont alors découpés par sciage dans l'air, comme indi

qué sur la fig. 3 et sont ensuite conservés dans l'azote liquide

jusqu'au dosage d'hydrogène.

L'utilisation d'un tel système présentant des difficultés en atelier

industriel, des essais de dépôts sur blocs d'acier SA 533 gr. B Cl 1

d'épaisseur 150 mm ont également été effectués. Le refroidissement

naturel de tels blocs après soudage conduit S des temps de séjour du

métal déposé au-dessus de 1000°C voisins de ceux obtenus lors de l'u

tilisation du système décrit ci-desBus, soit entre 15 et 20 secondes.

2.3. 3Sïi££5ÊSÏ§_?î§§!25

Des dosages dans des revêtements en alliage de nickel déposé sout

gaz par procédé Plasma ont également été effectués par le Welding

Institute en utilisant une procédure identique à celle décrite au

§ 2.2.

3. DOSAGE DE L'HYDROGÈNE

3-1. SïïSSÎESS

En raison de la faible diffusivité de l'hydrogène » basse température,

la procédure IIS de dosage de l'hydrogène diffusible, recommandée pour

les soudures ferritiques, est ici inadaptée. Les deux laboratoires ont

donc utilisé une méthode d'extraction sous vide à chaud.

Après un dégraissage .soigné puis séchage, l'échantillon est introduit

dans un tube de quartz dans lequel on fait le vide avant de le porter

lentement S la température d'extraction de l'hydrogène. Le passage à

travers une membrane de palladium du gaz dégagé permet de séparer l'hy

drogène des autres gaz. La pression d'hydrogène est lue sur une jauge

de Me. Leod, puis convertie en volume normal d'hydrogène ( note : Le

Welding Institute utilise soit une jauge de Me. Leod, soit une " jauge

de pression absolue Baratron ", préalablement calibrée avec la jauge de •

Me. Leod ).

Une pesée précise des échantillons avant et après dépôt des cordons

permet de donner les mesures d'hydrogène en ml par 100 g de métal

déposé. Pour exprimer les résultats en ppm dans le métal.fondu, il

faut mesurer la dilution après analyse de l'hydrogène, soit par

examens métallographiques, soit par pesée du métal fondu après dis

solution ( dans l'acide nitrique ) du métal de base, cette dernière

technique n'étant utilisable que dans le cas d'un dépôt en acier

inoxydable ou en alliage de nickel sur un support ferritique.

3.2. Inf luençe_de s_gar am|tr es_d2,e ssai s

3.2.1. Tempe de maintien avant dosage de l'hudvogène L'effet du maintien à 20°C ou 200°C, avant trempe des échantillons

dans l'eau et l'azote liquide a été étudié S Creusot-Loire pour des

temps allant jusqu'à 10 heures, pour divers types de soudures sous

flux ( fig. h et 5 ). Le temps et la température de maintien n'ont -

pas d'effet décelable pour les échantillons purement austenitiques.

En revanche, les échantillons comportant un métal de base faiblement

allié perdent de l'hydrogène lors des maintiens à 20 ou 200°C. Ceci

est lié S la formation de martensite dans le métal fondu par excès

de dilution du métal d'apport 309 L. De plus, nous avons également

pu montrer qu'à 200°C, une diffusion non négligeable de l'hydrogène

se produit dans les alliages de nickel.

La figure 6 est une courbe typique donnant la teneur en hydrogène

subsistant dans un échantillon ferritique après divers maintiens à

20°C, cas où la diffusion est la plus rapide. On voit qu'il existe

alors un " temps critique " d'environ 1 mn (2i 0,02 h ).

La plupart des essais au Welding Institute ont comporté une analyse

préalable de l'hydrogène diffusible avant extraction sous vide S

haute température. Pour les soudures austenitiques ayant des teneurs

usuelles en ferrite et ne contenant pas de martensite, la proportion

d'hydrogène diffusible par rapport à l'hydrogène total n'a jamais

dépassé 15JE et les proportions typiques sont bien inférieures à cette

valeur.

Rappelons que le temps écoulé entre l'a fin du soudage et la trempe des

échantillons est de l'ordre de 10 sec dans le cas des soudures S l'é

lectrode et sous flux, et d'environ 30 sec. pour les revêtements (qui

ne contiennent jamais de martensite en raison de la faible dilution du

procédé)) ce qui est suffisamment court compte tenu des observations

précédentes.

3.2.2. Dégraissage des échantillons Au départ, deux procédures distinctes de dégraissage étaient utilisées:

S Creusot-Loire, nettoyage S l'éthanol puis au tétrachlorure de carbone

S température ambiante; au Welding Institute dans l'éther de pétrole,

puis dans l'acétone.

Les deux procédures ont été ensuite testéesdans chacun des laboratoires

et se sont toutes deux montrées satisfaisantes pour les échantillons de

,-oudure.

$.2.2. Calibration des instruments de mesure Les jauges de pression d'extraction sous vide S haute température des

deux laboratoires ont été recalibrées à partir d'échantillons témoins

préparés par le Welding Institute (5) comme indiqué à la figure 7. On

note l'excellent accord entre les valeurs certifiées et les résultats

expérimentaux.

3.2.4. Température d'extraction de l'hydrogène L'influence de la température d'analyse a été étudiée par les deux

laboratoires. Le tableau 1 donne les résultats obtenus au Welding

Institute sur un échantillon d'alliage de nickel pour des tempéra

tures allant de 650°C à 1050°C. Les résultats obtenus S Creusot-Loire

sont comparables.

On peut en conclure que les conditions d'extraction ( 1 h S 1050°C S

Creusot-Loire, 1 h ê 950°C au Welding Institute ) donnent des résul

tats comparables et sont bien adaptées.

A. RÉSULTATS REPRÉSENTATIFS

Des déterminations systématiques des teneurs en hydrogène dans le

métal déposé ont été effectuées pour divers produits d'apport et

procédés ( acier inoxydable austénitique de type 308 L et 309 L et

alliage de nickel, soudures â l'électrode enrobée, fil-flux, TIG,

revêtement feuillard-flux ou sous gaz par procédé plasma.

Il n'est pas possible de donner ici une liste complète des résultats

obtenus par les méthodes ^écrites plus haut. Ce paragraphe a pour but

de montrer comment celles-ci peuvent être appliquées pour comparer et

choisir divers produits d'apport et procédures de soudage afin de se

prémunir contre les problèmes dus â l'hydrogène, décrits dans l'intro

duction.

U. 1. §2ÏÊuïË5_à_iIéle^trode_enrobëe

Tous les résultats présentés ici ont été obtenus au Centre de Recher

ches de Creusot-Loire, au Creusot. Trois types d'électrodes de diamè

tre !( mm ont été étudiés : 309 L, 308 L et alliage de nickel du type

E Hi Cr Fe 3 ( Tableaux 2, 3, U).

Les essais ont été effectués pour deux états d'êlecti-odes, l'un cor

respondant â l'étuvaee recommandé car le fournisseur, l'autre après

humidification pendant lt8 h à 20°C dans une atmosphère contenant 90)5

d'humidité. Les résultats sont donnés en ml/100 g de métal déposé

ainsi qu'en ppm dans le métal fondu. Bien que l'électrode 308 L ne

soit pas destinée S être déposée directement aur un acier faiblement

allié, tous les cordons ont été déposés sur des blocs supports ferri-

tiques afin de garder la même base de référence.

Les conditions de soudage, indiquées dans les tableaux correspondent

aux valeurs moyennes recommandées par les fournisseurs pour le souda

ge à plat.

U.2. §2Bd§B§_fil-flux

Tous les résultats donnés dans ce paragraphe ont été obtenus à Creusot-

Loire. Les mêmes types de produit d'apport que précédemment ont été

étudiés : 309 L, 308 L et alliage de nickel du type ER Ni Cr 3.

Tous les flux ont été étudiés après avoir été étuvés pendant 2 h â 350°C

et après divers temps de réhumidification.

Les résultats sont donnés au Tableau 5 pour deux cas extrêmes de réhumi

dification. Pour un type et un lot de flux donné, il existe une relatior

entre l'humidité du flux.et l'hydrogène dans le métal fondu mais il n'y

a pas de relation générale transposable d'un type de flux à un autre. Er

d'autres termes, une basse teneur en humidité dans le flux n'iuplique

pas nécessairement un faible transfert en hydrogène vers la soudure.

1).3. 3Sïl*î5SStS_£ËHàïï§ïâZÎll!2

Le Welding Institute et le Centre de Recherches Creusot-Loire ont tous

deux participé au dosage systématique de la teneur en hydrogène dans

les revêtements. Les méthodes expérimentales correspondantes sont don-'

nées au § 2.2.

Les résultats des deux laboratoires sont présentés aux tableau 6 et 7.

La plupart des résultats de Creusot-Loire sont exprimés en ml/100 g de

métal déposé alors que la plupart de ceux du Welding Institute sont en

ppm dans le métal déposé. Ces deux formes ont leur intérêt propre et

devraient être utilisées : la référence au métal déposé permet d'éva

luer m de comparer les produits d'apport ; la référence au métal fondu

donne une véritable teneur et permet de prendre en compte l'effet des

procédés et paramètres de soudage, par exemple pour estimer les risques

de transferts d'hydrogène vers la zone affectée.

Le même type de bloc support a été utilisé à Creusot-Loire pour l'ensem

ble du programme. Le Welding Institute a comparé diverses procédures,

indiquées S la figure 7 : elles ont toutes conduit aux mêmes résultats '

compte-tenu de la précision des dosages.

1». U « Re vêt ement _sous_gaz_gar_gr oçéd|_5lasma

Des dosages d'hydrogène dans des revêtements en alliage de nickel

déposés sous gaz par procédé plasma ont également été effectués au

Welding Institute, en utilisant une procédure analogue à celle ap

pliquée aux revêtements feuillard-flux.

Les résultats sont donnés au tableau 8.

On constate à nouveau que le dépôt sur l'assemblage décrit plus haut

ou sur bloc épais conduit aux mêmes résultats.

On note la relation entre la teneur en hydrogène du gaz de protection

et la teneur en hydrogêne dans le revêtement.

5. DISCUSSION

Les procédures décrites ci-dessus pour le dosage de l'hydrogène dans

les soudures et revêtements à structure austénitique conduisent a

des résultats cohérents et reproductibles. Il n'a pas été possible de

doser l'hydrogène dans des dépôts réalisés dans les deux laboratoires

avec les mêmes lots de produits d'apport, toutefois, des échanges

d'échantillons ont pu avoir lieu après soudage ; comme on le voit

sur la figure 8, l'accord entre les deux laboratoires est excellent, les

différences restant inférieures a - 10> ( soit - 1 ppm pour des teneurs

de l'ordre de 10 ppm ) sous réserve que deux conditions soient satis

faites :

- une masse d'échantillon suffisante pour dégager un volume d'hydrogène

compatible avec la sensibilité des appareils de mesure.

- une préparation soignée des échantillons ( découpe, nettoyage ..)

identique dans les deux laboratoires afin que ceux-ci soient bien

définis et que les mesures se rapportent à la même référence, en

particulier chaque fois qu'il y a un risque de contamination externe

( graisse, impuretés ...) ou de perte d'hydrogène diffusible pendant

la préparation ou la manipulation des échantillons.

De ce fait, des conditions rigoureuses doivent être imposées pour la

préparation d'échantillons de soudures S l'électrode enrobée ou fil-

flux, particulièrement dans le cas où une forte dilution peut conduire

à la formation de martensite. Le dosage conduira S des résultats vala

bles en utilisant une préparation des échantillons voisine de celle

recommandée par l'IIS pour les soudures ferritiques.

Pour les revêtements, l'utilisation d'un système en cuivre refroidi

S l'eau ue s'avère pas indispensable si l'épaisseur du métal de base

permet de garantir une vitesse de refroidissement suffisante.

On peut donc préconiser la procédure suivante pour le dosage de

l'hydrogène dans les soudures ou revêtements austénitiques :

- déposer la soudure ou le revêtement soit sur une plaque maintenue

dans un système en cuivre refroidi à l'eau, soit sur un bloc épais

afin de minimiser le temps de séjour à haute température

- tremper dans l'eau moins de 1 minute après la fin du soudage

- garder dans l'azote liquide tout échantillon pouvant contenir une

quantité notable de structure ferritique ( ou martensitique )

- doser l'hydrogène par extraction à chaud sous vide ( les essais ont

montré que 30 à 60 min. à 950° ou 1050°C donnent des résultats sa

tisfaisants, les conditions exactes dépendant de la taille des

échantillons; avec certains alliages de nickel, une sublimation de

cet élément peut se produite à haute température ).

- analyser des échantillons permettant d'extraire un volume d'hydrogène

compatible avec la sensibilité de l'appareillage. En règle général,

des résultats reproductibles ont été obtenus chaque fois que le

volume d'hydrogène recueilli dêpaissait 0,1 ml.

6. CONCLUSION

Des méthodes pratiques de dosages de l'hydrogène dans les soudures

et revêtements austénitiques ( en acier inoxydable ou alliage de

nickel ) sont proposées, analogues à celles recommandées par l'IIS

pour les soudures ferritiques. Elles s'appliquent à un ensemble de

procédés de soudage parmi lesquels les soudages à l'électrode enro

bée, fil-flux, TIG et les revêtements feuillard-flux ou sous gaz par

procédé plasma.

Les exemples d'application donnés montrent le type de relation qu'il

est possible d'établir entre l'hydrogène ou l'humidité dans les pro

duits d'apport et l'hydrogène dans les soudures ou revêtements S

structure austénitique.

Ces méthodes permettent d'optiminer le choix des procédés, produits

et paramètres lors du soudage ou revêtement d'acier ferritique de

nickel, afin de limiter les apports d'hydrogène et donc de réduire

le..risque de fissuration à froid de la zone affectée ou de l'inter

face.

RÉFÉRENCES

( 1 ) The Determination of the hydrogen content of ferritic Arc WelC.

Metal - Doc IIS/IIW - 959"8l

(2) T.G. GOOCH

Repair Welding with austenitic stainless steel MMA electrodes

Metal construction, November 1980.

(3) H- SCRIMGEOUR

Repair to Westinghouse Reactor Vessels in Europe in " Repair

Aspects and Procedures ". - IAEA International Working Group

on Reliability of Reactor Pressure Components -

Riso, Denmark, 13-15 September 1°T8

(It) DIN standard 8572 ~ Determii.ation of diffusible hydrogen in veld

metal of unalloyed and low alloyed covered electrodes for joint

welding - April 1968.

(5) F.R. COB, K. JENKINS et D.H. PARKER - Preparation and Evaluation

of standards for the determination of hydrogen in steel -

Anal. Chem. U p . 1931» ( 1959).

TABLE 1

EFFET DE LA TEMPERATURE D'EXTRACTION SOUS VIDE (lh) SUR LA QUANTITE D'HYDROGENE EXTRAITE DE

DE REVETEMENTS EN ALLIAGE DE NICKEL

temperature (5C)

Hydrogène Hydrogène sxtrait ensuite i 1050°C (lh)

(ppm)

Hydrogène total (ppm)

650

75C

850

950

1050

3.89

4.02

3.98

4.10

4.07

!U2

0.07

0.06

0.03

3.91

4.09

4.04

4.13

4.07

TABLE 2

TENEUR EN HYDROGENE DANS DES DEPOTS INOXYDABLES

309 L A L'ELECTRODE ENROBEE

Electrode

Type d'électrode et

paramètres de soudage Etuvage

Hydrogène

Electrode


paramètres de soudage Etuvage létal déposé

(ml/lOOg)

Métal fondu

(PP")

EA E 309 L - 16 ( 0 4 mnt ) (130A - 25V - 18 cm/min)

300°C (lh) humidifiée

16.8 21.8

11.2 14.9

EB E 309 L - 16 ( M mm ) (130A - 25V - 18 cm/min)

225°C (lh 1/2) humidifiée

23.5 36.4

15.7 21.7

EC E 309 L - 16 ( 9 4 mm ) (130A - 25V - 18 cm/min)

225"C (lhl/2) humidifiée

18.2 25.2

12.4 17.0

EDI E 309 L - 16 ( S) 4 mm ) (110A - 33V - 13 cm/min)

250°C (2h) 12.1 9.1

ED2 Mène type mais lot différent

(120A - 27V - 13 cm/min)

250°C (2h) 19.8 17.4

KuMidifiée - après conservation pendant 48 h a 20°C dans une atmosphère

a 90S d 'humid i té .

TABLE 3

TENEUR EN HYDROGENE DANS DES DEPOTS INOXYDABLES

308 L A L'ELECTRODE ENROBEE



Hydrogène

Electrode



Métal déposé

(ml/100g)

Metal fondu

(ppm)

EF E 308 L - 16 ( 9 4 uni) (130A - 25V - 18 cm/min)

300°C (lh)

humidifiée

17.9

30.2

11.8

18.8

EG E 308 L - IS ( P 4 mm )

(120A - 32V - 13 cm/min)

300°C (lh)

humidifiée

16.4

19.6

12.0

15.3

EH E 308 L - 16 ( 0 4 mm )

(130A - 25V - 18 cm/min)

225»C (lhl/2)

humidifiée

18.0

25.8

11.3

15.7

El 308 L - 16 ( 9 4 mm ) (120A - 33V - 13 cm/min)

250°C (2h) 14.83 12.1

EJ E 308 L - 16 ( P 4 m )

(120A - 32V - 13 cm/min)

250°C (2h) 32.0 23.9

EK E 308 L - 16 ( (S 4 mm )

(120A - 32V - 13 cm/min

150T (lh) 16.8

17.9

11.8

12.6

Humidifiée : après.conservation pendant 48 h a 20°C dans une atmosphère

3 90S d'humidité

TABLE 4

TENEUR EN HYDROGENE DANS DES DEPOTS EN ALLIAGE

OE NICKEL A L'ELECTRODE ENROBEE

Electrode

Type de l'électrode et


Hydrogène

Electrode

Type de l'électrode et

paramètres de soudage Etuvage Métal dépose

(ml/100g)

Métal fondu

(ppm)

EL E Ni Cr Fe 3 0 4

(115A, 23V, 20 cm/min)

350°C (lh)

humidifiée

8.8

10.7

5.6

6.5

EH E Ni Cr Fe 3 0 4

(115A, 23V, 20 cm/min)

350°C (lh) humidifiée

7.1

15.1

4.5

9.6

EN E Ni Cr Fe 3 (J 4

(115A. 23V, 20 cm/min)

350°C (lh)

humidifiée

12.0

16.1

7.3

8.8

Humidifiée : après conservation pendant 48 h â 20°C dans une atmosphère

i 90% d'humidité

TABLE S

TENEUR EN HYDROGENE DANS DES DEPOTS FIL-FLUX EN

ACIER INOXYDABLE AUSTENITIOUE ET EN ALLIAGE DE NICKEL

FLUX E t a t du f l u x Humidité

du f l u x %

F i l K2 du f i l

(ppm)

H 2 métal dëpos

ml/100

FA

FB

FC

Séché 350°C - 2h

Humidifié

Séché 350°C - 2h

Humidifié

Séché 350°C - 2h

Humidifié

0.115

1.789

0.135

1.938

0.045

0.035

WA (309L) II

II

8.9 II

II

II

15.5

27.3

18.5

28.3

19.4 20.4

FB

FD

FE

Séché 350°C - 2h Humidifié



0.094

1.150

0.008

0.025

0.122

1.590

WB (308L)

II

II

U

5.4

II

II

II

12.8 22.8

12.0

15.0

12.2 19.5

FF

FG


Séché 350°C - 2h Humidifiée

0.080

1.905

0.010

0.027

wc (ER Ni Cr 3)

H

H

2.2

u

M

10.5 35.0

3.6 11,0

Humidifié : après conservation pendant 48 h à 20°C dans une atmosphère

â 903! d'humidité

TABLE 6 EXEMPLES DE DOSAGE D'HYDROGENE DANS DES REVETEMENTS FEUILLARD-FLUX (CL.)

( REPERE DES FLUX CORRESPONDANT A CEUX DU TABLEAU 5 )

FLUX E t a t du f l u x HUMIDITE

du f l u x

(*)

F e u i l l a r d H, du feuillard (ppm)

H 2 ml/100g

Métal déposé

FA Etat de réception

Sêchë 2 5 0 ° c - 2h

Séché 350°C - 2h

0.179

0.154

0.103

SA 60 mm

(309L)

H

II

1.7

1.7 1.7

14.3

14.5 10.6

FB Séché 350°C - 2h 0.092 11 1.7 11.1

FC Séché 350°C - 2h 0.038 M 1.7 11.9

FD Sêchë 350°C - 2h 0.014 I I I I 5.3

FE Etat de réception

Sêchë 250°C - 2h

Sëchë 350°C - 2h

0.477

0.148

0.099

SB 60 mm

(308L) n

SB 60 mm (308L)

1.5

1.5 1.8

13.9

8.5

7.8

FF Séché 350°C - 2h 0.096 SC 60 mm (E Ni Cr Fe 3)

2.5 9.5

FG Séché 3S0"C - 2h 0.015 SC 30 mm (E Ni Cr 3)

2.5 6.9

TABLE 7

DOSAGES D'HYDROGENE DANS DES REVETEMENTS FEUILLARD-FLUX ( THE WELDING INSTITUTE )

( REPERES DES FLUX CORRESPONDANT AU TABLEAU 6 , MAIS LOTS DIFFERENTS DANS LA PLUPART DES CAS )

FLUX ETAT DU FLUX Humidité du flux

(*) Feui l lard

H, du feuillard

(ppm) Métal de base

H2 dans le métal fondu

(ppm)

FA Etat de réception

Séché 250°C - 2h

0.45

0.25

SA 60 mm (309L)

H

1.3

i l

ferrit ic steel 1n j lg

» 12.4

10.6

FE Etat de réception

Séché 250°C - 2h II

0.32

0.33 II

SB 60 mm (308L)

•i

H

3.5

3.5 II

revêtement 309 L dégazë

•i H

ferritic steel in j ig

11.4

10.8 11.3

FF Séché 3Û0°C - 4h

•i

nd

11

SC 30 mm

(E Ni Cr 3)

1.3

1.3


oloc ferritique de 150mm d'épaisseur

3.7

4.1

FG Etat de réception

Séché 250°C - 2h

0.042

0.047

SCI 60 mm

(E Ni Cr 3)

2.0

2.0

ferrit ic steel in j ig

H n

7.7

6.2

FG Séché 250oC - 2h 0.047

0.047

SC2 30 inn

(E Ni Cr 3 )

1.6

1.6

ferrit ic steel in j ig

bloc ferritique de 150 mm d'épaisseur

5.2

4.9

Note : ferritic steel in j ig : acier ferritique dans le système en cuivre refroidi i l'eau

TABLE 8 DOSAGE D'HYUROCENE DANS DES REVETEMENTS EN ALLIAGE

OE NICKEL DEPOSES PAR PROCEDES PLASMA

F I L H 2 f i l (ppm)

gaz de protection

Métal de base H- dans le c métal fondu

(ppm)

E Ni Cr Fe 3

It

II

3.7

n

H

argon pure

H

A + 1531 H2


bloc ferritique de 75 mm d'épaisseur


2.0

1.9

9.8

Note : ferrit ic steel in j ig : acier ferritique dans le système en cuivre refroidi

a l'eau

J P _ ECHANTILLON DE METAL DE BASE POUR DEPOTS ELECTRODE S FIL-FLUX

-| - !EEE3±EE3E • §3h

SYSTÈME EN CUIVRE REFROIDI A L'EAU

Fid 1 s ASSEMBLAGE POUR DÉPOTS ÉLECTRODE ET FIL-FLUX ( CL. )

LARGEUR MINIMALES LARGEUR REVÊTEMENT + 20 MM L* »H

FlGi 2 : MÉTAL DE BASE POUR LE DOSAGE DANS LES REVÊTEMENTS ( CL.)

CRATER

K * C - / ~ 1 ' ACIER i M f a r T ^ ACIER \ 1^ 80 mm J

ACIER

MÉTAL DE BASE POUR LE

DÉPÔT DES REVÊTEMENTS

:::Q:::::::::::~Oc:: CUIVRE

ACIER

FIG. 3 : ASSEMBLAGE ET PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS UTILISÉS AU

WELDING INSTITUTE POUR LES REVÊTEMENTS ( 60 MM ILLUSTRÉ

ICI ).

ML H 2 / 1 0 0 MÉTAL DÉPOSÉ

I i i i i i i 11 1 1 i i i i

20°C

10

-•» 200°C ( MÉTAL ^ ^ ( D APPORT

^ >^ 1 INOX 20°C *"•

" TAL D'APPORT BASE NI

: ^ — + **| * " • - - - • 200°C »"

V ^ 20°Ç-MÉTAL j>'APPORT FAIBLEMENT ALLIÉ

' • • i • i • . . . I

1H 10H

FIG. 4 : EFFET DU TEMPS DE MAINTIEN A 20 aC ET 200°C AVANT TREMPE DE SOUDURES AUSTENITIQUES FIL-FLUX DÉPOSÉES SUR MÉTAL DE BASE FERRITIQUE SUR LEUR TENEUR EN HYDROGÈNE.

ML H2/IOO G MÉTAL DÉPOSÉ

30 -

20 -

10 -

1 1 ri

20° OR 200°C : INOX SUR INOX

' 20° OR 200°C : BASE NI SUR INOX

-1° + .<û©_

BASE NI

• 1 1 1

SUR BASE NI

1H 10H T

FI6. 5 : EFFET DU TEMPS DE MAINTIEN A 20°C ET 200°C AVANT TREMPE DE SOUDURES AUSTÉNITIQUES DÉPOSÉES SUR MÉTAL DE BASE AUSTÉNITIQUE SUR LEUR TENEUR EN HYDROGÈNE

ML H2/100 G MÉTAL DÉPOSÉ

10

l • • • i i < i 1 • | i i l

•

I I I "

> 1

5

1

-

0.1 1 • 1 I.

1 . . . . i l . . 10..

MIN •

0.1 1 • 1 I.

1 . . . . i l . . 10..

MIN •

10_ 10 ri 10" 1 T (H)

FIG. 6 : ÉVOLUTION DE LA TENEUR EN HYDROGÈNE D'UNE SOUDL'RE

FERRITIQUE FIL-FLUX EN FONCTION DU TEMPS DE MAINTIEN

À 20°C.

VALEUR EXPÉRIMENTALE

5 10 VALEUR CERTIFIÉE

FIG. 7 : VÉRIFICATION DE LA CALIBRATION DES SYSTÈMES DE DOSAGES D'HYDROGÈNE A L'AIDE D'ÉCHANTILLONS TÉMOINS.

C L . ( CREUSOT-LOIRE )

PPM H-;

10 -

SOUDURES i

AUTRES ÉCHANTILLONS

INOX • o y

ALLIAGE BASE NI

• m.y

ÉCHANTILLONS TÉMOINS

xxyr

* 5É

s*

A

,.l , t

5 10 PPM H<:

FIG. 8 : COMPARAISON DES DOSAGES D'HYDROGÈNE DES DEUX LABORAT SUR ÉCHANTILLONS PROVENANT DE MÊMES SOUDURES OU MATE

dosage de l'hydrogÈne dans les soudures et …

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