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Oui, il est possible de souder des tuyaux galvanisés. Mais trois conditions doivent être remplies.
Premièrement, le revêtement de zinc doit être éliminé de la zone de soudure. Deuxièmement, les fumées de soudage doivent être maîtrisées par une ventilation adéquate. Troisièmement, la soudure terminée doit être inspectée avant que sa protection anticorrosion ne soit rétablie.
S'il est impossible d'éliminer le zinc à la fois de l'extérieur et de la racine de la soudure, ne soudez pas le tuyau. Utilisez plutôt un raccord rainuré, fileté ou à brides. Il en va de même lorsque les travaux à chaud sont interdits ou que le cahier des charges du projet n'autorise pas un joint soudé.
Voici la règle de base pour le soudage des tuyaux galvanisés : exposer l’acier propre, contrôler les fumées, inspecter la soudure et réparer le revêtement.
Peut-on souder des tuyaux galvanisés ?
Les tubes galvanisés sont soudables car le matériau sous le revêtement de zinc est généralement de l'acier au carbone. Une fois le zinc enlevé, l'acier de base exposé peut être soudé selon le procédé spécifié pour sa nuance et son épaisseur.
Cependant, la soudabilité des matériaux n'est qu'un élément à prendre en compte. Le raccordement doit également être conforme aux spécifications du projet. Pour la fabrication de structures, le soudage est souvent acceptable. Pour les tuyauteries sous pression et les systèmes d'extinction automatique d'incendie, il convient de se conformer aux plans approuvés, aux normes d'installation applicables et à la liste des produits.
Quand peut-on souder en toute sécurité des tuyaux en acier galvanisé ?
Ne soudez les tuyaux en acier galvanisé que lorsque les cinq conditions suivantes sont remplies :
- Le cahier des charges du projet autorise le soudage.
- Le matériau du tuyau et l'épaisseur de sa paroi sont connus.
- Le zinc peut être éliminé de toute la zone de soudure.
- La ventilation mécanique permet de contrôler les fumées.
- La soudure et le revêtement réparé peuvent être inspectés.
Si une condition quelconque ne peut être remplie, ne procédez pas au soudage.
Les assemblages critiques, notamment ceux soumis à des contraintes structurelles ou mécaniques, requièrent un soudeur qualifié et un mode opératoire de soudage (MOS) approuvé. Ce mode opératoire définit la conception de l'assemblage, le métal d'apport, le procédé de soudage, la position, l'apport de chaleur et les exigences d'inspection. Il constitue la source de référence pour les paramètres de soudage.
Pourquoi les tuyaux galvanisés nécessitent une préparation spéciale pour le soudage
Les tuyaux en acier galvanisé sont en acier au carbone protégé par un revêtement de zinc. Le zinc empêche l'humidité de se corroder avant l'acier, prolongeant ainsi la durée de vie du tuyau.
Lors du soudage, le zinc pose problème. Il s'évapore avant la fusion de l'acier. S'il reste près du joint, il produit des fumées d'oxyde de zinc et perturbe le bain de fusion. Il en résulte des projections excessives, de la porosité et une pénétration réduite.
La conclusion est simple : ne traitez pas les tuyaux galvanisés comme de l’acier non revêtu. Enlevez d’abord le zinc.
Avant de procéder au raccordement, vérifiez la norme du matériau, sa nuance, son épaisseur et le procédé de galvanisation. Le guide de Baolai sur les spécifications des tubes en acier explique comment identifier ces détails.
Quels sont les risques liés au soudage de tuyaux galvanisés ?
Le soudage de tuyaux galvanisés engendre un risque sanitaire et un risque lié à la qualité.
Le risque pour la santé est lié à l'exposition aux fumées d'oxyde de zinc. Le risque pour la qualité est lié à la contamination par le zinc à l'intérieur de la soudure. Ces deux risques proviennent de la même cause : la présence de zinc trop près de l'arc électrique.
Précautions de sécurité relatives aux fumées de zinc et au soudage
Les vapeurs d'oxyde de zinc peuvent provoquer la fièvre des fondeurs. Les symptômes incluent fièvre, frissons, nausées, maux de tête, toux, douleurs musculaires et un goût métallique. Ils peuvent apparaître plusieurs heures après l'exposition.
Dans un espace de travail clos, le soudage de l'acier zingué nécessite une ventilation mécanique générale ou une aspiration locale. Positionnez la hotte d'aspiration près de l'arc afin que les fumées soient évacuées à la source et maintenues hors de la zone respiratoire du soudeur.
Ne soudez pas de tuyaux galvanisés dans un espace confiné sans ventilation mécanique. Si la ventilation ne permet pas de maintenir une atmosphère sûre, les travaux doivent être interrompus jusqu'à la mise en place d'une procédure approuvée de protection respiratoire et de travail en espace confiné.
Le port d'un casque de soudeur, de gants et de vêtements ignifugés protège contre l'arc électrique et les projections de métal en fusion. Cependant, ces équipements ne protègent pas les poumons des fumées de zinc. Ouvrir une porte ou utiliser un ventilateur domestique ne constitue pas non plus une solution de remplacement adéquate pour l'extraction des fumées.
Influence du revêtement de zinc sur la qualité des soudures
Le zinc emprisonné dans le joint se vaporise lors de la formation du bain de fusion. Si cette vapeur ne peut s'échapper, elle crée des porosités dans le métal fondu. Les résidus de zinc peuvent également provoquer des projections, un arc instable, une fusion incomplète et une mauvaise pénétration.
Le risque est maximal à la base d'un joint bout à bout. Le simple retrait du revêtement extérieur ne suffit pas si du zinc subsiste sur la surface intérieure.
Appliquez une règle de décision simple : si l’intérieur du joint est accessible et nettoyable, le soudage peut être effectué après préparation. Si le zinc interne ne peut être retiré, utilisez un assemblage mécanique ou réalisez le joint avant galvanisation.
Comment préparer un tuyau galvanisé avant soudage
La préparation a un objectif clair : toutes les surfaces qui vont fondre ou entrer en contact avec le bain de fusion doivent être propres et en acier nu.
N’utilisez pas l’arc de soudage pour percer le zinc. Cela produit des fumées inutiles et réduit le contrôle de la qualité de la soudure.
Enlever le zinc et nettoyer la zone de soudure
Utilisez un outil de meulage mécanique pour enlever le revêtement galvanisé. Enlevez le zinc des deux côtés du joint et des deux surfaces de la paroi du tuyau accessibles.
Les recommandations pour la fabrication de structures galvanisées préconisent de retirer le revêtement sur une distance d'environ 25 à 100 mm (1 à 4 pouces) de chaque côté de la soudure. Respectez la distance indiquée dans le DMOS (Diagramme de Mode Opératoire de Soudage). Si le DMOS ne précise aucune distance, l'ingénieur soudeur doit la déterminer en fonction de la conception et du procédé d'assemblage.
Après le meulage, éliminez les résidus de zinc, la poussière, l'huile, la peinture, l'humidité et les oxydes non adhérents. La zone de soudage est prête uniquement lorsque l'acier de base propre est visible sur toute la surface préparée.
Les poussières de meulage contiennent des particules de zinc. Il convient de les capturer à l'aide d'un système d'aspiration adapté et d'empêcher leur dispersion dans la zone de travail.
Vérifiez l'ajustement des joints et la zone de travail.
Préparez le chanfrein, l'ouverture de racine et l'alignement indiqués dans le WPS. Ne copiez pas l'écartement du joint utilisé pour un tuyau non revêtu sans rapport avec le précédent. Les joints galvanisés nécessitent un accès suffisant pour retirer le revêtement et obtenir une pénétration complète.
Avant de frapper l'arc, vérifiez quatre points :
- Les surfaces intérieures et extérieures sont exemptes de zinc.
- Le tuyau est aligné et solidement soutenu.
- Le système de ventilation est en fonctionnement.
- La zone de travail est dégagée et sécurisée pour les travaux à chaud.
Si l'un de ces contrôles échoue, corrigez-le avant de souder. Ne compensez pas une mauvaise préparation en augmentant le courant.
Comment souder un tuyau galvanisé étape par étape
La séquence correcte est :
- Vérifiez que le soudage est autorisé.
- Vérifiez le matériau du tuyau et l'épaisseur de sa paroi.
- Enlever le zinc de toute la zone de soudure.
- Nettoyer, biseauter et aligner le joint.
- Mettez en marche le système de ventilation.
- Souder conformément au WPS.
- Inspectez la soudure terminée.
- Réparer et inspecter le revêtement de zinc.
Modifier cet ordre engendre des risques évitables. En particulier, il ne faut jamais réparer le revêtement avant que la soudure n'ait été inspectée.
Définissez les paramètres de soudage et terminez le joint.
Réglez le courant, la tension, la vitesse de déplacement, le métal d'apport et l'écartement des joints conformément au WPS approuvé. Il n'existe pas de réglage unique applicable à tous les tubes galvanisés, car les paramètres requis varient selon la nuance du tube, son épaisseur, le procédé et la position de soudage.
Effectuez les passes de fond, de remplissage et de finition dans l'ordre indiqué. Éliminez les scories et les résidus entre les passes.
Arrêtez le soudage si le joint dégage des fumées blanches persistantes, présente des bulles répétées ou des pores visibles en surface. Ces signes indiquent la présence de zinc dans la zone de soudure ou une préparation incorrecte du joint. Laissez la zone refroidir, améliorez la ventilation, éliminez le zinc restant et préparez à nouveau le joint.
Nettoyer et inspecter la soudure terminée
Après soudage, éliminez les scories, les projections et les résidus de surface. Inspectez la soudure afin de détecter toute fissure, caniveau, chevauchement, porosité, remplissage incomplet ou irrégularité de profil.
Un joint structurel non critique peut nécessiter une inspection visuelle. Un joint structurel critique ou soumis à la pression doit faire l'objet de l'inspection spécifiée par le projet, telle qu'un contrôle par magnétoscopie, par ultrasons, par radiographie ou par essai de pression.
La décision est binaire : une soudure satisfait ou non aux critères d’acceptation. Toute soudure défectueuse doit être rejetée et réparée avant l’application de tout revêtement protecteur.
Quelles méthodes de soudage sont les plus adaptées aux tuyaux en acier galvanisé ?
Choisissez la méthode de soudage en fonction de l'environnement de travail et de l'épaisseur du tuyau :
- Utilisez le procédé MIG pour un soudage efficace en atelier sur des tuyaux plus fins.
- Utilisez le soudage à l'arc pour les travaux en extérieur, les positions difficiles ou les matériaux épais.
- Utilisez le procédé TIG uniquement pour les assemblages fins et précis, lorsque le zinc peut être complètement éliminé.
Le projet WPS prime sur ces règles de sélection générales.
Soudage MIG de tuyaux galvanisés
Le soudage MIG/MAG (Metal Inert Gas Welding), également appelé soudage à l'arc sous gaz (GMAW), est le choix pratique pour la fabrication en atelier répétitive de tuyaux d'une épaisseur inférieure à environ 13 mm.
Elle offre une bonne productivité, mais dépend d'un gaz de protection stable. N'utilisez pas le soudage MIG sur un chantier exposé au vent, sauf si la zone de soudage peut être protégée. Même en atelier, éliminez d'abord le zinc ; les résidus augmentent les projections et la porosité.
Soudage à l'arc de tubes galvanisés
Le soudage à l'arc métallique protégé (SMAW), ou soudage à la baguette, est le meilleur choix pour la fabrication en extérieur, les positions de soudage difficiles et les sections plus épaisses lorsque le WPS le permet.
Ce procédé ne nécessite pas d'alimentation externe en gaz de protection, mais il produit du laitier. Nettoyez chaque passe avant le dépôt de la suivante. Choisissez l'électrode en fonction de l'acier de base et du DMOS, et non pas simplement parce qu'une électrode est étiquetée pour acier d'usage courant.
Soudage TIG de tubes en acier galvanisé
Le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW), communément appelé soudage TIG, convient aux tuyaux à paroi mince et aux joints de précision.
N'utilisez le soudage TIG qu'après élimination complète du zinc. Les résidus de zinc contaminent l'électrode de tungstène et déstabilisent l'arc. Pour la fabrication courante de tubes à parois épaisses, le soudage MIG ou à l'électrode enrobée est généralement plus productif.
Comment protéger un tuyau galvanisé après soudage
Chaque soudure détruit le revêtement de zinc au niveau du joint. La réparation est donc impérative, et non pas esthétique.
Un tuyau galvanisé soudé n'est pas considéré comme terminé lorsque l'arc électrique s'arrête. Il est terminé lorsque la soudure a passé le contrôle qualité et que l'acier nu a été recouvert d'une nouvelle couche de protection.
Réparer et inspecter le revêtement de zinc endommagé
Après réception de la soudure, nettoyez l'acier environnant jusqu'à ce qu'il soit sec et exempt de scories, d'huile, de rouille et de revêtements non adhérents.
La norme ASTM A780 reconnaît trois méthodes de réparation :
- Peinture riche en zinc
- soudure à base de zinc
- Zinc projeté thermiquement, également appelé métallisation
Pour les réparations sur site, une peinture riche en zinc est généralement la solution la plus simple. Appliquez un produit conforme à la norme ASTM A780 en respectant les exigences de préparation de surface et d'épaisseur. L'épaisseur minimale de la couche de réparation est de 50.8 µm par application ; l'épaisseur finale requise dépend du matériau de réparation choisi et des spécifications du projet.
Mesurez le revêtement après application. Si la zone réparée présente une couverture insuffisante, une mauvaise adhérence ou une épaisseur inadéquate, préparez-la et appliquez un nouveau revêtement.
Quand utiliser des méthodes alternatives de raccordement de tuyauterie
Ne pas souder lorsque le zinc interne ne peut pas être retiré, qu'une ventilation mécanique ne peut pas être assurée, que les travaux à chaud sont interdits ou que le système approuvé nécessite un autre raccordement.
Utilisez des raccords filetés pour les tuyaux de petit diamètre. Prévoyez des brides autour des vannes, pompes et équipements démontables. Utilisez des raccords rainurés lorsque le projet exige une installation rapide, une réduction des travaux à chaud et une maintenance simplifiée.
Baolai fournit des raccords pour tuyaux d'extincteurs automatiques permettant de connecter, de dériver et de rediriger les canalisations.
Pour un système d'extinction automatique à eau , respectez le plan du système approuvé. Si les plans prévoient des raccords rainurés ou filetés, ne les remplacez pas par un soudage sur site sous prétexte que du matériel de soudage est disponible.
QFP
Peut-on souder un tuyau galvanisé sans enlever le revêtement ?
Lors de la fabrication courante, il est déconseillé de souder à travers le revêtement. Bien qu'il existe des procédés spécifiques, le retrait du zinc permet de réduire les fumées et d'obtenir une soudure plus fiable. Il est recommandé de meuler le revêtement avant de souder.
Le soudage de tuyaux galvanisés est-il dangereux ?
Oui, si le zinc est laissé en place ou si les fumées ne sont pas maîtrisées. Retirez le revêtement et utilisez une ventilation mécanique avant de souder.
Que se passe-t-il si l'on soude de l'acier galvanisé sans ventilation ?
Les vapeurs d'oxyde de zinc pénètrent dans la zone respiratoire et peuvent provoquer une fièvre des fondeurs. Arrêtez immédiatement le travail et assurez une ventilation mécanique avant de reprendre.
Peut-on souder des tuyaux en acier galvanisé pour des applications extérieures ?
Oui. Ne soudez que si le zinc a été retiré et que le projet le permet. Après inspection, restaurez le revêtement selon une méthode de réparation conforme à la norme ASTM A780.
Comment réparer un revêtement galvanisé après soudage ?
Laisser la soudure passer l'inspection, nettoyer l'acier nu et appliquer une peinture riche en zinc, une brasure à base de zinc ou du zinc projeté thermiquement conformément à la norme ASTM A780. Vérifier l'épaisseur du revêtement fini.
Conclusion
Il est possible de souder des tuyaux galvanisés lorsque le joint est autorisé, que le zinc peut être entièrement éliminé, que les fumées peuvent être contrôlées et que la soudure terminée peut être inspectée et recouverte.
Ne soudez pas lorsque le revêtement intérieur est inaccessible, que la ventilation mécanique est indisponible ou que le projet requiert un assemblage mécanique. Dans ces cas, utilisez un raccord rainuré, fileté ou à brides.
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Sources faisant autorité
