Intervention notable sur colonne de grande hauteur

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1 A.F.I.A.P. Association française des ingénieurs en appareils à pression Intervention notable sur colonne de grande hauteur Xavier LEBLANC Responsable Inspection GRANDE PAROISSE Gd Quevilly Jean-Noël SIMIER Coordonnateur Inspection ARKEMA CTIL Pierre Bénite Journée technique le 10 octobre 2006 Courbevoie Maison de la mécanique "Vérification réglementaire finale après fabrication et intervention sur ESP"

2 A.F.I.A.P. Association française des ingénieurs en appareils à pression Intervention notable sur colonne de grande hauteur Xavier LEBLANC Responsable Inspection GRANDE PAROISSE Gd Quevilly Jean-Noël SIMIER Coordonnateur Inspection ARKEMA CTIL Pierre Bénite Journée technique le 10 octobre 2006 Courbevoie Maison de la mécanique "Vérification réglementaire finale après fabrication et intervention sur ESP"

3 L'équipement concerné Colonne de décarbonatation sur une unité de synthèse d'ammoniac Ps 25/30 bar Ts 80 C acier A 48, C équivalent 0,26 Ø 3.6 m / 2.5 m, hauteur 45 mètres épaisseurs 47.3 / 33.5 mm Fabriquée en deux parties, assemblage sur site de la soudure de raboutage Année de fabrication 1977

4 L'équipement concerné Colonne de décarbonatation sur une unité de synthèse d'ammoniac Soudure concernée

5 Historique 2000 : découverte de quelques fissures ramifiées en soudure de raboutage site des deux parties de la colonne réparations locales 2003 : nouvelles fissures de même type élimination par meulage suivi d une magnétoscopie interne ep. Résiduelle > ep. calcul Expertise : corrosion sous contrainte par la potasse (process) Plan d'inspection modifié, introduction d'un contrôle US TOFD annuel 2004 RAS au contrôle US TOFD 2005 : détection d'une indication majeure, longueur plusieurs dm, profondeur plusieurs mm

6 Réflexions, décisions Le TOFD avait permis de dimensionner précisément le défaut en profondeur, alors supposé comme une fissure Analyse du défaut Dans un acier très tenace (A48) À 80, température favorable pour garantir que le matériau était dans son domaine ductile Coefficient de sécurité réel / Rr, à la pression normale de service, maintenu voisin de 3 Aucun risque d'évolution brutale, fragile n'était à craindre Décisions Information de la DRIRE Poursuite de l'exploitation le temps de préparer l'intervention Mise en place de dispositions conservatoires D'exploitation : maîtrise de l'exploitation (pas de variations brutales de pression) De suivi du défaut : mise en temps quasi réel sous écoute émission acoustique des extrémités du défaut Contrôle US TOFD hebdomadaire Contrôle US classique des extrémités du défaut réalisé tous les 2 jours Aucune évolution n'a été constatée en un mois de poursuite de l'exploitation ni par EA, ni par US défaut stable, strictement reproductible en images TOFD

7 Le défaut A l'ouverture il a été constaté un défaut de type fissuration corrosion, fond du défaut arrondi Amorcé sur fissures de corrosion fissurante qui se sont propagées en fissure unique de fatigue La fissure s'est ouverte par corrosion progressive des lèvres Seule la soudure "chantier" était défectueuse Les contrôles magnétoscopiques étendus aux autres soudures n'ont révélé aucune indication Pourquoi fissure de fatigue? En 2004 la colonne a été sollicitée en vibrations notables pendant 4 mois (conditions de service perturbées suite à l'indisponibilité d'une turbine de détente) Pourquoi corrosion? Le procédé ayant été sensiblement modifié, bien que le fluide soit très "passivant", les lèvres n'avaient pas le temps de se passiver et ont été le lieu de corrosion Hypothèse L'arrêt du fort niveau de vibration, par remise en service de la turbine de détente en amont de la colonne a permis de stabiliser le défaut qui en un mois d'écoute en émission acoustique n'a pas émis

8 Intervention Tous les atouts ont été demandés au réparateur afin d'assurer une réparation de haute qualité et d'éviter la ré-épreuve de la colonne après intervention notable en application du 4 de l'art. 30 de l'arrêté du 15 mars 2000 modifié Rappel : colonne remplie de garnissage, acier A 48 sans difficulté particulière de soudage Réparateur compétent, connu dans le domaine considéré Contrôles de surface avant rechargement Dégazage poussé Procédé de réparation optimisé (électrode "douce") Suivi de réparation par contrôleurs de l'oh, notamment des préchauffage, opérations de soudage, traitement thermique Réfection sur toute la circonférence Blanchissage du cordon TTAS après soudage avec contrôle de la température à partir de la paroi opposée Pré-passivation Programme de contrôle complet après réparation (magnéto.,us manuel, TOFD point zéro..) Ensemble de l'intervention a été suivie par le service inspection et par l'oh L'expert de l'oh a exigé la ré-épreuve, opération lourde sur une colonne de 45 mètres de hauteur, remplie de garnissage

9 Données réglementaires Textes de l'époque (début 2005) Arrêté du 15 mars 2000 art : il prévoyait la réalisation des contrôles finaux prévus à l'art 2 de l'annexe 1 du décret avec possibilité de ne pas ré-éprouver pour les tuyauteries sous réserve que chaque nouvel élément ait fait l'objet de l'essai de résistance 4 : il prévoyait que le contrôle pouvait éventuellement être limité aux partie réparées ou modifiées Fiche question / réponse DGAP 6-4 alors en vigueur Question : L art ( 3) de l arrêté impose, pour toute intervention considérée comme notable, l exécution d un contrôle final comportant normalement une épreuve hydraulique. Cette épreuve doit-elle être effectuée de façon systématique lorsqu elle est réalisable? Réponse :

10 Fiche DGAP 6-4, Réponse " Non Certaines interventions doivent être considérées comme notables compte tenu de la nature des matériaux concernés ou de la difficulté des travaux effectués, mais la réalisation d une épreuve hydraulique lors du contrôle final peut présenter des difficultés matérielles importantes, qui sont disproportionnées en regard des garanties apportées. Il sera donc admis, en pareil cas, que l épreuve soit remplacée par la réalisation de contrôles non destructifs appropriés, effectués par un opérateur certifié, permettant de s assurer de la bonne réalisation des travaux et de l absence de défauts susceptibles d être causés par ces derniers (à l instar des mesures prévues par le dernier alinéa de l article 30 3 de l arrêté susvisé pour les réparations de tuyauteries). En particulier, le remplacement de cette épreuve est admis dans les cas suivants : - exécution d assemblages soudés ne participant pas à la résistance à la pression sur la paroi d un équipement sous pression ; - exécution d assemblages soudés transversaux pour le remplacement de parties de tubes d échangeurs lorsque l élément de remplacement a préalablement fait l objet d un essai sous pression hydrostatique (cas des échangeurs soumis à l action de la flamme ou de gaz chauds, mise en place de "manchettes" pour la réparation de surchauffeurs par exemple)."

11 Interprétations Notre interprétation Le 4 de l'art 30 de l'arrêté permettait de limiter les contrôle aux parties réparées ou modifiées notamment lorsque "la réalisation d une épreuve hydraulique lors du contrôle final peut présenter des difficultés matérielles importantes, qui sont disproportionnées en regard des garanties apportées". La réponse de la fiche 6-4 confirmait explicitement cette possibilité de plus, elle citait deux exemples d'application introduits par la locution adverbiale "en particulier" L'interprétation de l'aquap et plus spécifiquement celle de l'expert de l'oh... étaient différentes de la nôtre!! La colonne a été ré-éprouvée sans requalification, elle contenait un garnissage qui n'a été dégagé que pour contrôler les autres soudure soit : 3 jours supplémentaires d'arrêt d'une unité en arrêt non planifié de production de 1000 t/jour d'ammoniac pour vérifier que la soudure de la virole d'épaisseur 33 mm, contrôlée par USTOFD et radio. n'a pas fui et ne s'est pas déformée pendant l'épreuve

12 Les suites réglementaires Une proposition de complément de la réponse à la question de la fiche 6-4 citée, même si celle-ci était bien évidemment explicite, avait été préparée La réponse a été précisée dans la circulaire BSEI qui a fait suite à l'arrêté du 15 mars 2000 modifié par l'arrêté du 30 mars 2005 : il est admis que si l'épreuve "peut présenter des difficultés matérielles importantes disproportionnées en regard des garanties apportées", elle "soit remplacée par des CND appropriés, effectués par des opérateur certifiés" pour les tuyauteries et récipients Dommage que cette interprétation n'ait pas, à l'époque, été acceptée par l'expert de l'oh