FR2853271A1

FR2853271A1 - Procede de soudage direct par arc submerge sur support refractaire permettant la realisation de joints soudes de grandes longueurs sans reprise envers

Info

Publication number: FR2853271A1
Application number: FR0304059A
Authority: FR
Inventors: Daniel Pauchard
Original assignee: PAUMECA
Current assignee: PAUMECA
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-08
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: FR2853271B1

Abstract

l'invention concerne un procédé de soudure, à arc submergé, sous flux solide, et sur support réfractaire, permettant de réaliser des joints soudés, de grandes longueurs et de forte section, sans reprise envers, avec des critères de qualité élevés.L'invention concerne aussi un ensemble de dispositifs, permettant de réaliser notamment les joints soudés nécessaires, à l'assemblage des pièces constitutives, des modules entrant dans la fabrication des pieds de plateforme de forage mobiles, dites « auto-élévatrice » (FIG1)Réf. 1 CREMAILLERERéf. 2 RENFORTSLe processus décrit permet d'assurer un niveau de qualité de la soudure garantissant une pleine pénétration sans reprise envers ni gougeage ni support métallique et un gain de productivité sensible par une réduction du volume de métal déposé.Les plateformes de forage dites auto élévatrices destinées à l'extraction de pétrole ou de gaz en milieu marin sont supportées par des structures triangulées dans lesquelles rentrent les modules appelés « pieds »

Description

DESCRIPTIF

Les plateformes bénéficient d'une sécurité hautes performances notamment grâce à ces pieds réalisés en acier à haute limite élastique.

Pour satisfaire à ces conditions de sécurité, les pièces réalisées par soudage doivent répondre à tous les critères qualités imposés par les organismes qualifiés " OFFSHORE " ABS, DNV, LLOYDS à savoir: - cordon homogène avec garantie pleine pénétration - contrôle visuel (vidéo) de la pénétration - contrôle magnétoscope l00 %, contrôle ultra-sons l00 % Les critères géométriques et dimensionnels sont aussi particulièrement importants. La 10 rectitude le cambrage et le vrillage doivent après soudure rentrer dans des fourchettes de tolérances qui permettent le raboutage des modules sans avoir recours à des redressages après assemblage.

Le processus mis en place permet la réalisation des ensembles en conformité avec toutes les contraintes qualités et dimensionnelles en y associant un gain de productivité par rapport 15 aux procédés traditionnels qui sont: - soudure sur lattes métalliques, sans garantie de pénétration complète - pénétration et consolidation réalisées au semi auto sur talon bloqué et remplissage sous flux solide.

Le procédé arc submergé sur lattes céramiques permet de démarrer directement dès la 20 passe de pénétration sur machine automatique, la latte céramique joue le rôle de support de bain de fusion et permet la réalisation du cordon avec une pénétration totale.

Le processus prend en compte le fait que les soudures doivent être réalisées à chaud compte tenu de la qualité de l'acier. La température doit être homogène sur toute la pièce pendant la durée des opérations de soudage.

Phase nO l: Usinage des chanfreins de soudure sur les renforts: (FIG 2 rep.3) Phase n0 2: Assemblage des trois éléments constitutifs crémaillère/renforts (FIG 3) Le montage est effectué mécaniquement avant soudure à l'aide de colliers centreurs amovibles (FIG 3 Rep.7) pour pouvoir être enlevés dès la réalisation de la passe de pénétration et de la passe de consolidation.

Les colliers centreurs permettent de positionner les renforts dans l'axe de la crémaillère, le réglage étant réalisé -par des vérins mécaniques (FIG 3 Rep.8) et le blocage en position par des tiges filetées. (FIG 3 Rep.9) Phase n0 3: Positionnement les lattes céramiques à l'intérieur des renforts au droit des talons usinés et des faces de la crémaillère.

La réussite des opérations de soudage est directement liée au placement des lattes céramiques et au maintien en position pendant l'exécution du cordon de pénétration Les lattes céramiques moulées (FIG 4 Rep.10) sont réalisées en modules de section adaptée à la forme du chanfrein et sont montées sur un câble tendu sur toute la longueur des 10 renforts. La même opération est réalisée sur les quatre joints à souder (FIG 4 Rep. 11) Leur maintien en position est obtenu par un outillage à structure mobile autoblocante (FIG 4 rep. 13) qui plaque les lattes contre le talon du renfort par l'intermédiaire d'un cordon souple (FIG 4 Rep.12) qui, par écrasement absorbe toutes les déformations longitudinales et assure la cohésion parfaite lattes céramique/talon bloqué.

Phase 4: Mise en place sur chantier de soudage. Les ensembles décrits précédemment sont positionnés sur un portique de soudage automatique (à double tête) au minimum, par l'intermédiaire de roues (FIG 3 Rep.4) qui supportent les tronçons sur les vireurs (FIG 3 Rep.5) au-dessus des rampes de chauffe (FIG 5 Rep.14).

Ces roues fabriquées en 1/2 parties clavetées (FIG3 rep.6) permettent la rotation à 1800 20 de l'ensemble. On alterne régulièrement la réalisation des soudures afin de conserver une géométrie parfaite de l'ensemble et une homogénéité de la température de soudage. Pendant le soudage la 1/2 partie supérieure de la roue est enlevée afin de laisser passer les têtes de soudages (FIG 5 Rep. 16) sur toute la longueur de la pièce.

Phase 5: Soudage arc submergé.

Les opérations de soudage débutent dès que la température de chauffage est atteinte de façon homogène dans les pièces. Les passes de pénétration sont réalisées directement par soudure arc submergé et consolidées par le même procédé. Après consolidation des quatre joints tous les outillages de montage sont enlevés ainsi que les outillages internes et les lattes céramiques, seules les 1/2 roues subsistent (FIG 5 Rep.15). Un contrôle visuel de la bonne 30 réalisation de la pénétration est effectué par le passage d'une caméra refroidie devant chaque joint.

Ensuite le remplissage total des joints est réalisé en alternant régulièrement les passes de soudure de chaque côté du tronçon avec contrôle permanent des températures et de la qualité du cordon.

Claims

REVENDICATIONS

Revendication n1l: Procédé de réalisation de soudures à chaud à l'arc submergé sur lattes céramiques sans reprise à l'envers caractérisé par les étapes suivantes: Pl: Préparation sur les renforts par usinage ou tout autre procédé des chanfreins de soudures (Fig. 2 Rep. 3) P2: Assemblage mécanique des trois éléments constitutifs crémaillère/renfort (Fig. 3) P3: Positionnement et maintien en position des lattes céramiques à l'intérieur des renforts au droit des talons usinés et des faces de crémaillère. P4: Mise en place sur un chantier de soudage des ensembles précédemment assemblés. P5: Soudage à l'arc submergé.

Revendication n02: Procédé selon la revendication n0 l caractérisé en ce que la forme du chanfrein comportant un talon associée aux lattes céramiques permet de réaliser une pénétration totale de la soudure. La première passe pouvant être réalisée avec un procédé MIG ou MAG ou directement à l'arc submergé.

Revendication n'3: Procédé selon les revendications n'S i et 2 caractérisé en ce que le soudage s'effectue à chaud en alternant les soudures pour équilibrer les tensions internes et limiter les déformations.

Revendication n14: Dispositif pour la réalisation du procédé selon les revendications n'S i à 3 caractérisé en ce qu'il permet le centrage et le maintien en position des éléments constitutifs crémaillère/renfort et qu'il est démontable. (Fig. 3 Rep. 7) Revendication n'5: Dispositif selon la revendication n0 4 caractérisé en ce qu'il permet de positionner à l'intérieur des renforts les lattes céramiques grâce à un câble tendu sur la longueur des renforts et de les maintenir plaquées sur le talon du renfort par l'intermédiaire d'un cordon souple et d'un outillage à structure déformable. (Fig. 4) Revendication n106: Dispositif selon les revendications nos 4 à 5 caractérisé en ce qu'il permet la rotation de l'ensemble crémaillère renforts monté (Fig. 3) sous un portique de soudage à double tête au minimum. (Fig. 5) Le dispositif est constitué notamment de roues démontables permettant le passage des torches de soudage sur toute la longueur des renforts. Ce dispositif permet d'effectuer des rotations de 1800 de l'ensemble ce qui autorise la réalisation des soudures en alternance sur les 2 faces pour limiter les déformations.

Revendication n'7: Dispositif selon les revendications n'5 4 à 6 caractérisé en ce qu'il permet le chauffage de l'ensemble monté avant et pendant le soudage. (Fig. 5 Rep. 14)