Document technique sur l’assurance de la qualité des raccords de pipeline

Office national de l’énergie du Canada

Document technique sur l’assurance de la qualité des raccords de pipeline [PDF 660 ko]

DNV-GL

N^o de projet : PP179886
Date : 31 mai 2017

Résumé

Les mesures d’assurance de la qualité des sociétés pipelinières ont récemment permis de constater la présence de raccords qui ne présentaient pas les caractéristiques techniques voulues. C’est ainsi que, le 5 février 2016, l’Office national de l’énergie (l’Office) a produit un avis de sécurité ainsi qu’une ordonnance (MO-001-2016) concernant des matériaux de qualité inférieure. Le 12 avril 2017, l’Office a produit un avis d’intention d’ordonner, suivi d’un avis de sécurité modifié SA-2016-01A2 le 12 mai 2017. L’avis de sécurité modifié renferme des cas supplémentaires dans lesquels les propriétés des matériaux ne respectaient pas les normes applicables de la société. L’ordonnance quant à elle permettra à l’Office et aux sociétés de repérer les raccords non conformes actuellement installés dans les pipelines existants, afin que leur aptitude fonctionnelle puisse être évaluée et que des mesures d’atténuation appropriées soient mises en œuvre au besoin. Le présent document traite des exigences, des marches à suivre et des processus d’assurance de la qualité actuels qui servent à homologuer tant les conduites que les autres éléments des réseaux pipeliniers afin de cerner toute lacune ou faiblesse, au niveau des exigences de qualité, permettant que des conduites ou des raccords soient fabriqués sans qu’ils répondent à de telles exigences.

Les aciers à micro-alliage à forte résistance sont très sensibles aux changements apportés aux procédés de fabrication, notamment le laminage thermomécanique et le traitement thermique. Cette sensibilité aggrave les petites déviations lors des procédés de fabrication comme la température de trempe ou de revenu. En vue de minimiser le risque de matériaux non conformes, le procédé de qualification initiale, souvent appelé contrôle de première production^{Note de bas de page 1}, sert de fondement pour tout procédé de fabrication subséquent et tout mode opératoire de fabrication, s’il y a lieu.

Les variables comme le traitement thermique et les températures de trempe, les temps d’entreposage, les configurations de la charge du four, etc. doivent être suffisamment détaillés afin de permettre un contrôle de la qualité. Les essais de qualification initiaux doivent être rigoureux et doivent définir clairement les propriétés relevées par rapport aux caractéristiques du produit. Enfin, le mode opératoire de fabrication et le plan d’inspection et d’essai doivent suffisamment bien décrire le procédé de sorte qu’une inspection efficace et approfondie puisse être réalisée. Les déviations au procédé doivent être cernées rapidement, et des essais supplémentaires doivent être réalisés afin d’en définir l’incidence. Un système robuste de traçabilité doit permettre à tous les matériaux touchés par une perturbation du procédé d’être cernés et isolés afin d’empêcher qu’ils entrent dans la chaîne d’approvisionnement.

En règle générale, les normes visant les raccords ne sont pas aussi détaillées ou rigoureuses que celles qui régissent les tubes de canalisation. Des améliorations aux normes actuelles de l’industrie sont recommandées afin de combler les lacunes cernées entre les normes, les procédés de fabrication et le rendement escompté des raccords.

Le défaut des éléments de se conformer aux normes et aux spécifications existantes, faisant l’objet du présent rapport, découle directement de lacunes relatives au contrôle des procédés de fabrication. Ces non-conformités n’ont pas été cernées au moyen des protocoles établis du plan d’inspection et d’essai, soit pendant le contrôle de la production ou lors des essais d’acceptation du matériel. Le contrôle de première production et le contrôle de la production sont généralement réalisés pour les cycles d’aciéries plus importants, comme les grands projets de construction. Les projets de plus petite envergure dépendent de raccords fournis par le fabricant et les distributeurs qui respectent les normes de l’industrie et qui nécessitent peu de surveillance additionnelle, ou aucune.

Table des matières

1. 1.0 Portée des travaux
2. 2.0 Aperçu de la production et de l’assurance de la qualité des éléments des pipelines
   1. 2.1 Renseignements généraux sur les méthodes de production
   2. 2.2 Aperçu de l’assurance de la qualité/du contrôle de la qualité (AQ/CQ)
   3. 2.3 Normes et règlements pertinents
3. 3.0 Problèmes liés aux éléments des pipelines
   1. 3.1 Description des incidents (études de cas)
      1. 3.1.1 Événements publiés
      2. 3.1.2 Entrevues avec des sociétés pipelinières
4. 4.0 Analyse des lacunes en matière de normes et de règlements
5. 5.0 Stratégies d’assurance de la qualité
   1. 5.1 Systèmes de gestion de la qualité (SGQ)
   2. 5.2 Élaboration des modes opératoires de fabrication
   3. 5.3 Élaboration des plans d’inspection et d’essai
   4. 5.4 Traçabilité de fabrication
   5. 5.5 Inspection des matériaux
   6. 5.6 Vérification des matières premières
   7. 5.7 Qualification du procédé de fabrication
   8. 5.8 Améliorations à l’inspection et aux essais
   9. 5.9 Approvisionnement
   10. 5.10 Acceptation et essai
6. 6.0 Conclusion

Annexes

Annexe A – Analyse des lacunes

Liste des tableaux

1. Tableau 1. Résumé de l’analyse des lacunes en matière de normes et de règlements
2. Tableau 2. Stratégies d’assurance de la qualité des normes et règlements
3. Tableau 3. Acronymes
4. Tableau 4. Définitions
5. Tableau 5. Références

1.0 Portée des travaux

Le 20 janvier 2017, l’Office national de l’énergie a publié une demande de proposition pour la production d’un document technique sur l’assurance de la qualité des matériaux utilisés pour la fabrication des pipelines (le « document »). La demande visait la production d’un document technique sur les exigences, les marches à suivre et les processus d’assurance de la qualité actuels qui servent à homologuer tant les conduites que les autres éléments des réseaux pipeliniers afin de cerner toute lacune ou faiblesse, au niveau des exigences de qualité, permettant que des conduites ou des matériaux soient fabriqués sans qu’ils répondent à de telles exigences.

Les mesures d’assurance de la qualité des sociétés pipelinières ont récemment permis de constater la présence de raccords qui ne présentaient pas les caractéristiques techniques voulues. C’est ainsi que, le 5 février 2016, l’Office a produit un avis de sécurité ainsi qu’une ordonnance (MO-001-2016) concernant des matériaux de qualité inférieure. L’ordonnance exigeait des sociétés qu’elles déposent devant l’Office un rapport sur les raccords de ce genre utilisés dans les réseaux de la société pipelinière, qu’elles indiquent si ceux-ci renfermaient des matériaux de qualité inférieure, et qu’elles fournissent des plans d’atténuation dans l’éventualité que des matériaux non conformes ont été décelés. Quand une société n’était pas en mesure d’établir si les raccords en question avaient été ou non achetés et installés, elle devait alors présenter un plan de mesures correctives.

Comme il est décrit dans la demande de proposition, l’Office ne considère pas que la question de certains raccords qui ne présentent pas les caractéristiques techniques requises quant aux matériaux utilisés constitue un risque, ni important ni immédiat, pour la sécurité du public ou l’environnement, puisque tous ceux déjà en place ont dû passer avec succès des essais hydrostatiques avant la mise en service. De plus, l’Office n’a été informé d’aucun rejet de gaz ni déversement de liquides en raison de raccords ne répondant pas aux exigences techniques.

La portée des travaux consiste à produire un document technique comportant les éléments livrables suivants :

Section 2 – Aperçu de la production et de l’assurance de la qualité des éléments des pipelines : Un aperçu de la façon dont les éléments des pipelines sont produits ainsi que des procédés d’assurance de la qualité en rapport avec le respect des normes et des règlements.

Section 3 – Problèmes liés aux éléments des pipelines : Une description succincte des conduites et éléments des réseaux pipeliniers qui, soit ne présentaient pas les caractéristiques techniques voulues, soit ont failli pendant les essais, au moment de la mise en service ou alors qu’ils  étaient en service, ce qui doit comprendre un examen de la documentation alors produite et une analyse des cas précis de défaillance (p. ex. avis de sécurité de l’Office 2016-01.

Section 4 – Analyse des lacunes en matière de normes et de règlements : Détermination des lacunes dans les normes qui auraient permis à des raccords ayant failli ou n’ayant pas répondu aux exigences techniques ou des normes qui seront adoptées dans la chaîne d’approvisionnement.

Section 5 – Stratégies d’assurance de la qualité : Les stratégies possibles qui permettraient une plus grande assurance de la qualité quant aux propriétés des matériaux requises à l’égard des éléments des pipelines devant être produits et installés.

2.0 Aperçu de la production et de l’assurance de la qualité des éléments des pipelines

2.1 Renseignements généraux sur les méthodes de production

Aux fins du présent document, on entend par éléments des pipelines les raccords fabriqués comme les coudes, les raccords en T, les collecteurs extrudés, les réducteurs, et les bouchons conçus pour le service pétrolier et gazier. Les assemblages fabriqués qui peuvent comporter plusieurs éléments sont exclus. Les éléments sont forgés à partir de matières premières (conduites, tôles ou billettes). Les éléments sont soumis à un procédé de mise en forme ou de façonnage au cours duquel ils sont sujets au martèlement, au pressage, au perçage, à l’extrusion, au roulement, au cintrage, au soudage, à l’usinage, ou à une combinaison de deux de ces opérations ou plus. À la suite de la mise en forme, les éléments sont traités thermiquement afin d’obtenir la résistance et la ténacité de conception finales. Le traitement thermique peut inclure l’une ou plusieurs des méthodes suivantes :

• Traitement de relaxation : L’élément est chauffé à une température inférieure à la plage de température de transformation pour une période de temps donnée et refroidie dans le four ou à l’air.
• Normalisation : L’élément est chauffé de façon uniforme à une température au-delà de la plage de température de transformation austénitique, maintenue à cette température afin d’obtenir une température uniforme dans toute la masse de l’élément, puis refroidie à l’air.
• Normalisation et revenu : L’élément est chauffé de nouveau à la suite de la normalisation jusqu’à une température inférieure à la plage de température de transformation, maintenue à cette température pour une période donnée, puis refroidie dans le four ou à l’air.

Pour les éléments des pipelines d’une qualité supérieure à la nuance 359 de l’Association canadienne de normalisation (CSA) (WPHY^{Note de bas de page 2} 52), la trempe et le revenu sont nécessaires afin d’obtenir les propriétés finales souhaitées. La trempe et le revenu sont un procédé dans le cadre duquel l’acier est chauffé jusqu’à une température entièrement austénitique (normalisation), puis rapidement trempé afin d’obtenir une microstructure à haute dureté et résistance. La ténacité des matériaux est réduite pendant ce procédé, mais est rehaussée lors du revenu. Ce procédé augmente la ténacité sans avoir d’importantes répercussions sur la résistance. Le résultat final est un acier qui offre un bon équilibre entre la résistance et la ténacité.

2.2 Aperçu de l’assurance de la qualité/du contrôle de la qualité (AQ/CQ)

Les fabricants des éléments sont tenus de se conformer aux exigences d’un système de gestion de la qualité comme la norme ISO 9001^{Note de bas de page 3}. De plus, des essais probants pourraient être nécessaires afin de confirmer que la conception du fabricant est adéquate. Compte tenu des normes et des exigences de l’acheteur précisées, des essais obligatoires additionnels ont lieu afin d’assurer que les matériaux de production ou les éléments sont conformes aux exigences.

Les mesures de gestion de l’intégrité et d’assurance de la qualité de sociétés pipelinières visant à assurer que les raccords sont conformes à la conception prévue comprennent une combinaison des exigences techniques de la société, d’exigences en matière d’essais de production supplémentaires, de contrôle des stocks et d’essais d’acceptation. La mesure principale est toujours l’essai de pression hydrostatique avant la mise en service (après la construction). Selon le service prévu, les éléments des pipelines sont sujets à des épreuves sous pression par incréments jusqu’à la pression d’exploitation nominale. Les essais des matériaux et des dimensions au moment de la réception de l’élément visant à cerner les matériaux de qualité inférieure sont moins communs. Des facteurs de risque et des étapes d’inspection de l’intégrité additionnels sont abordés ci-dessous.

2.3 Normes et règlements pertinents

Parmi les références examinées dans le cadre de l’élaboration du présent rapport et qui s’appliquent à l’approvisionnement et à l’inspection de tubes de canalisation et d’éléments, on compte, sans toutefois s’y limiter :

• la norme API Specification 5L, Specification for Line Pipe;
• la norme ASME/ANSI B16.9, Factory-Made Wrought Buttwelding Fittings;
• la norme ASME BPVC-2013, Boiler and Pressure Vessel Code (édition de 2015)
  • Section V-2013, Nondestructive Examination
  • Section VIII, Div. 1-2013, Rules for Construction of Pressure Vessels
  • Section IX-2013, Welding, Brazing, and Fusing Qualifications: Qualification Standard for Welding, Brazing, and Fusing Procedures; Welders; Brazers; and Welding, Brazing, and Fusing Operators
• la norme ASTM A370-13, Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products;
• la norme A694, Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Forgings for Pipe Flanges, Fittings, Valves and Parts for High-Pressure Transmission Service;
• la norme ASTM A991/A991M-10, Standard Test Method for Conducting Temperature Uniformity Surveys of Furnaces Used to Heat Treat Steel Products;
• la norme MSS SP-75 (2014), Specification for High-Test, Wrought Butt-Welding Fittings;
• la norme CSA Z662 Réseaux de canalisations de pétrole et de gaz;
• la norme CSA Z245.1-14, Tubes en acier pour canalisation;
• la norme CSA Z245.11-13, Raccords en acier.

3.0 Problèmes liés aux éléments des pipelines

3.1 Description des incidents (études de cas)

3.1.1 Événements publiés

L’Office est conscient que des conduites et des éléments qui ne satisfont pas aux exigences techniques relatives aux matériaux sont installés sur des pipelines assujettis à sa réglementation ou à celle d’autres autorités réglementaires^{Note de bas de page 4}. Dans les cas examinés, les documents émanant des fabricants indiquaient que les matériaux étaient conformes aux exigences quand les sociétés en ont pris possession. Des essais ultérieurs ont démontré que certaines conduites et certains raccords ne satisfaisaient pas à toutes les exigences techniques concernant les matériaux. Dans certains cas, il a été déterminé que les matériaux non conformes aux normes avaient été un facteur contributif de la défaillance du pipeline lors d’essais sous pression.

Bien que certains cas décrits ci-dessous dans lesquels on a déterminé que des matériaux non conformes ont été utilisés semblent être des cas isolés, l’Office a subséquemment recensé d’autres cas sur des pipelines au Canada et aux États-Unis (É.-U.). La question des conduites et des raccords dont les propriétés ne sont pas conformes aux normes qui entrent dans la chaîne d’approvisionnement, et qui sont par la suite installés sur les pipelines, constitue une préoccupation de l’ensemble de l’industrie.

Raccord de Canadoil Asia

En décembre 2010, l’Office a été informé de la dilatation d’un raccord en acier (coude) après un essai hydrostatique à une installation pipelinière aux États-Unis. Selon la PHMSA, cette dilatation tenait à un raccord dont  la résistance était inférieure à la limite d’élasticité minimale précisée. L’exploitant du pipeline a retiré un certain nombre de raccords additionnels dans l’installation pour les soumettre à des essais mécaniques; il a alors décelé d’autres raccords ayant les mêmes caractéristiques.

Les raccords en question avaient été produits en Thaïlande par un fabricant appelé Canadoil Asia^{Note de bas de page 5}. Ils avaient été fabriqués selon la norme SP-75 de la Manufacturers Standard Society (MSS) visant les raccords en acier à grande résistance soudés bout à bout et avaient été déclarés conformes aux exigences relatives aux matériaux, ce dont faisait état le rapport sur les essais des matériaux. Toutefois, en raison de lacunes dans certains procédés à l’usine, certains raccords ne respectaient pas les exigences concernant les matériaux.

Raccord d’Ezeflow

En 2013, il y a eu rupture d’un pipeline de gaz naturel non corrosif en Alberta. Environ 16,5 millions de mètres cubes de gaz naturel ont été relâchés dans l’atmosphère. Le Bureau de la sécurité des transports du Canada (BST) a publié son rapport d’enquête de pipeline (P13H0107), le 3 novembre 2015.

Les enquêtes menées respectivement par le BST, l’Office et l’exploitant du pipeline ont révélé que le coude préfabriqué qui a causé la rupture comportait des matériaux de qualité inférieure. L’essai d’aptitude au service a été effectué sur les raccords du pipeline avant leur installation en 2008, après que deux raccords ont failli à l’essai sous pression. Même si l’essai de dureté a révélé que le coude en question affichait des propriétés mécaniques plus faibles, l’exploitant a jugé que le coude pouvait être utilisé, car l’épaisseur des parois compenserait les propriétés mécaniques plus faibles. Ni le fabricant, ni l’exploitant du pipeline n’ont vérifié l’épaisseur des parois de ce raccord particulier. L’enquête a déterminé que l’épaisseur des parois était inférieure à celle indiquée dans le rapport sur les essais des matériaux.

Depuis cet incident, la société pipelinière a adopté des caractéristiques techniques visant la fabrication des raccords (épaisseur des parois) qui sont supérieures aux normes de fabrication acceptables selon la norme CSA Z662-15 (Association canadienne de normalisation) sur les réseaux de canalisations de pétrole et de gaz. Le fabricant du raccord, Ezeflow, a apporté des améliorations à ses procédés de fabrication et à ses programmes d’assurance de la qualité. Le problème de qualité semble être limité aux coudes de nuance 550 fabriqués pour un seul client.

En 2008, l’administration de la sécurité des produits dangereux et des pipelines (PHMSA) du Département américain des transports a constaté des échecs lors d’essais hydrostatiques et la dilatation excessive d’un certain nombre de pipelines en construction aux États-Unis. Après enquête, la PHMSA a attribué les incidents à l’installation de conduites fabriquées avec des matériaux de qualité inférieure.

En 2009, la PHMSA a émis un avis (ADB-09-01) mettant en garde contre la possibilité que des conduites tubulaires en micro-alliage à forte résistance aient des propriétés chimiques et mécaniques irrégulières et que leur limite d’élasticité soit de 15 % inférieure aux exigences indiquées. L’avis signale également que, dans certains cas, les matériaux des conduites, tout en résistant à un essai hydrostatique, peuvent tout de même être une source de préoccupation dans l’avenir.

3.1.2 Entrevues avec des sociétés pipelinières

DNV GL a réalisé des entrevues avec des représentants de deux sociétés pipelinières afin de mieux comprendre les problèmes, notamment les détails concernant leurs examens et analyses subséquents.

Exploitant A :

L’exploitant A a relevé la plupart des problèmes reliés aux coudes fabriqués à partir d’une tôle qui découlent de la limite d’élasticité du matériau par rapport à la qualité du matériau précisée. La société pipelinière achète habituellement ses raccords auprès de distributeurs à moins que, dans le cadre d’un grand projet, il soit possible de les obtenir directement du fabricant. Tous les raccords de qualité inférieure ont été soumis à un traitement thermique de trempe et de revenu. Bien que les raccords indiqués et documentés comme étant des raccords de nuance 483 conformément à la CSA (WPHY 70), les essais de traction dans le sens travers subséquents ont révélé que la valeur de l’élasticité actuelle était aux alentours de 300. Aucun essai de traction axiale n’a été réalisé. La traçabilité permettant de remonter au fabricant de la tôle n’a pas été assurée, cependant, des essais de composition chimique ont permis de remonter jusqu’aux rapports d’essai du matériel certifié (REMC) fournis par l’usine. Des essais de dureté ont également révélé de grandes différences d’une extrémité à l’autre du raccord. La société pipelinière a évalué que la perte du contrôle de procédé pendant la trempe a entraîné un refroidissement non uniforme et une variation des propriétés du matériau, et ce, entre l’entrée du raccord dans le réservoir de trempe et l’immersion finale.

Exploitant B :

L’exploitant B a relevé les pratiques relatives à la charge des fours qui compromettaient la normalisation des raccords et qui entraînaient un traitement thermique inadéquat à des endroits précis sur le raccord. L’empilement des raccords dans le four et l’utilisation de supports en acier augmentaient l’épaisseur totale et la masse du matériau à chauffer, et par conséquent, le temps de maintien dans le four. La situation est notablement différente lorsqu’on utilise des supports de moindre épaisseur (masse plus faible) pour charger le four et qu’on espace les raccords. Dans les deux cas, le procédé de fabrication n’a pas tenu compte de l’augmentation relative de la masse localisée du raccord (épaisseur) en fonction du temps de maintien dans le four. Dans l’un des cas, les supports usés se sont déformés au point que la surface de contact s’est considérablement étendue et peut ne plus être conforme aux exigences des essais d’homologation initiaux du procédé de fabrication. Tout comme dans les procédés de soudage, les procédures relatives au mode opératoire de fabrication et au plan d’inspection et d’essai doivent définir et inclure des variables critiques, notamment l’épaisseur des parois du raccord en vue du traitement thermique.

L’efficacité de la trempe après la normalisation a également été soulevée. Dans le cas présent, la température de l’agent de trempe n’a pas été surveillée et maintenue afin d’assurer le refroidissement rapide des articles. Les réservoirs de trempe n’étaient pas dotés de dispositifs permettant de mesurer continuellement la température de l’eau ou d’agiter l’eau suffisamment pour assurer des taux de refroidissement uniformes.

Des essais par lots avec éprouvettes ont été jugés insuffisants pour détecter les matériaux de qualité inférieure. Les lots, ou groupes d’éléments produits de manière similaire, ont été jugés être trop gros pour permettre de différencier les procédés de production; en outre, l’emplacement et le nombre d’éprouvettes ont été jugés non représentatifs des conditions durant le traitement thermique.

L’examen a également permis de relever la variation de l’épaisseur de paroi comme étant un problème sans effet néfaste. Les questions spécifiques relatives à l’absence de traçabilité des matières premières (tôle), de contrôle à la réception des matériaux et d’essai d’acceptation approfondi expliquent pour une bonne part pourquoi ces raccords de qualité inférieure ont pu entrer dans la chaîne d’approvisionnement.

4.0 Analyse des lacunes en matière de normes et de règlements

Une analyse des lacunes a été effectuée pour comparer les normes sélectionnées par rapport à une liste de critères sélectionnés. Les critères ont été sélectionnés en fonction de l’expérience de DNV GL en matière de procédés de fabrication et de processus d’assurance de la qualité. La liste de critères n’est pas exhaustive, mais énumère plutôt des procédés communs dans l’ordre où ils se déroulent généralement pendant la production et les essais :

• Fabrication du matériel
  • Points visés et limites de la composition chimique
  • Carbone équivalent
  • Identification du traitement thermique
  • Exigences de coulage des brames et lingots, identification des brames et traçabilité
  • Exigences pour tôles, exigences d’essai, identification et traçabilité
  • Exigences d’expédition et de manutention des tôles
  • Traitement thermique
  • Mise en forme
  • Soudure
  • Essais hydrostatiques
  • Taille et dimensions
  • Exigences relatives aux nuances
  • Exigences relatives au marquage
  • Expédition et manutention
• Contrôle de la qualité
  • Exigences relatives à la commande des produits
  • Caractéristiques techniques relatives aux procédés du fabricant
  • Plan d’inspection et d’essai
  • Rapport d’essai du matériel certifié (REMC)
  • Réception et identification du matériel
  • Examen non destructif (END)
  • Défauts
  • Tests subséquents
  • Inspection finale
• Traçabilité

La comparaison obtenue est présentée à l’annexe A ci-après. Les processus de qualification de l’exploitant n’ont pas été pris en compte, tout comme la procédure liée au transport de gaz corrosif. Le tableau 1 donne un résumé des lacunes relevées par critère, norme et stratégie de qualité connexe.

Les normes CSA Z245.1-14, Tubes en acier pour canalisation, et CSA Z662-15, Réseaux de canalisations de pétrole et de gaz, ont été examinées dans le but de comparer les normes propres à la fabrication de raccords. En règle générale, les normes visant les raccords ne sont pas aussi détaillées ou rigoureuses que celles qui régissent les tubes de canalisation. Des améliorations aux normes actuelles de l’industrie sont recommandées afin de combler les lacunes cernées entre les normes, les procédés de fabrication et le rendement escompté des raccords. Les exploitants et/ou distributeurs de pipelines devraient améliorer les spécifications des produits et être plus rigoureux en matière de traçabilité, de surveillance des procédés et d’essai des produits.

La norme MSS SP-75 s’est avérée la plus exhaustive de toutes les normes sur les raccords passées en revue sur la base des critères sélectionnés. Toutefois, des lacunes subsistent surtout en ce qui concerne la traçabilité, la manutention et l’inspection des matières premières, la composition chimique et les essais par lots. L’accent est mis sur le contrôle des procédés de fabrication en exigeant des modes opératoires de fabrication et des plans d’inspection et d’essai propres à la production, pour lesquels il incombe à l’acheteur d’en assurer l’acceptation et la surveillance. En pratique cependant, il est possible qu’une lacune apparaisse entre la norme et les produits finis si les modes opératoires de fabrication ou les plans d’inspection et d’essai sont inachevés, ou si la conformité du produit n’est pas contrôlée pendant la production.

La norme CSA Z245.11-13, Raccords en acier, contient des lacunes similaires en ce qui concerne les matières premières et la vérification des matières premières. Dans la norme, on ne parle pas de mettre en place des procédures de fabrication similaires à un mode opératoire de fabrication pour assurer le contrôle des divers procédés de fabrication des raccords. Les exigences en matière de rapport sont moins strictes que celles de la norme MSS SP-75. La norme exige un certificat de conformité et des exigences en matière de rapport d’essai obligatoires limitées. L’acheteur a l’option d’ajouter des exigences en matière de rapport au bon de commande. Comme il est indiqué ci-dessous, cela crée un seuil limite pour la surveillance et la déclaration des paramètres du procédé de fabrication des raccords produits pour être ajoutés aux stocks du distributeur ou aux fins de revente sur le marché secondaire.

5.0 Stratégies d’assurance de la qualité

L’approvisionnement en matériaux et en biens a une incidence directe sur la qualité générale du pipeline achevé. Cela englobe l’approvisionnement en tubes de canalisation et en éléments (raccords, vannes, brides, fermetures, etc.). Il est primordial que les entrepreneurs, fournisseurs et la société pipelinière s’entendent pour fournir un produit de qualité.

Pendant l’approvisionnement en matériaux et la phase d’inspection, il faut étudier attentivement la provenance de la conduite et des raccords. Le fait d’acheter les conduites et les raccords en quantités brutes offre la souplesse nécessaire pour imposer des exigences techniques propres au projet qui excèdent les exigences minimales de la spécification appropriée de l’industrie. Par contre, les conduites et les raccords achetés du stock du distributeur ou du fabricant peuvent souvent contenir des matériaux qui ne respectent que les exigences minimales de la spécification appropriée de l’industrie. En outre, ces pièces n’auraient pas eu la chance de faire l’objet de vérifications et d’inspections supplémentaires en usine, pratiques courantes pour la production en usine de conduites et de raccords. Il a été prouvé que les pratiques rigoureuses de sélection préalable en usine et l’inspection préalable à l‘achat réduisent les risques associés aux raccords stockés. Grâce à la sélection préalable, il est possible de constater les insuffisances dans les installations de production (équipement usé, contrôle inadéquat des fours, mélange des réservoirs de trempe, etc.). Les inspections préalable à l’achat peuvent également permettre de déceler les problèmes liés à la géométrie, à l’épaisseur des parois, à la composition chimique et à la finition de chaque raccord, et ce, avant qu’il entre dans la chaîne d’approvisionnement.

DNV GL a rédigé un rapport pour la PHMSA qui fournit des conseils sur la construction de nouveaux pipelines, y compris la fabrication et l’achat de tubes de canalisation et d’éléments.^{Note de bas de page 6}  Les dix stratégies décrites ci-après sont une adaptation de l’annexe B du rapport de DNV GL et peuvent être appliquées directement à la fabrication et à l’achat des éléments.

5.1 Systèmes de gestion de la qualité (SGQ)

Les entrepreneurs et les fournisseurs, lorsque la société pipelinière l’exige, doivent élaborer leur propre système de gestion de la qualité (SGQ) qui doit s’harmoniser avec le SGQ de la société pipelinière. Si les matériaux et les biens sont achetés au nom de la société pipelinière par une tierce partie (un distributeur par exemple), le SGQ de la société pipelinière doit pouvoir être transféré et adopté par l’acheteur. Les procédés de fabrication doivent inclure, en plus du SGQ, des documents supplémentaires sur les procédés, des examens et des mesures pour faciliter l’atteinte des objectifs en matière de qualité, de calendrier, d’exécution et des objectifs globaux du projet y compris les exigences techniques et les exigences réglementaires. La présente section s’applique aux fabricants des conduites, les enduiseurs de conduite, soudeurs-assembleurs, les fabricants des éléments et aux autres parties qui fournissent des matériaux ou des projets, plutôt que des services.

Il est recommandé qu’à tout le moins, la société pipelinière exige que les fournisseurs de conduites et d’éléments sous pression, de même que les entrepreneurs en construction du pipeline et des installations, harmonisent leur SGQ avec le sien.

5.2 Élaboration des modes opératoires de fabrication

Lorsque la société pipelinière ou la norme citée en référence l’exige, le fournisseur doit fournir un mode opératoire de fabrication expliquant en détail les procédés de fabrication, les méthodes d’assurance de la qualité, les activités de contrôle de la qualité, y compris les points d’arrêt, de même qu’une description des vérifications géométriques, des essais des matériaux et des essais non destructifs applicables. Le mode opératoire de fabrication devrait être évalué avant le début de la production pour s’assurer qu’il est conforme aux exigences techniques du client, aux normes de l’industrie et à l’utilisation prévue du produit (sulfureux, température élevée, arctique, etc.). Les exceptions faites aux exigences techniques par le fournisseur devraient être examinées attentivement afin d’évaluer la probabilité que le rendement du produit final satisfera aux critères du projet.

Une réunion préalable à la production devrait être tenue pour déterminer les rôles et responsabilités du fabricant, de l’acheteur ou des inspecteurs de surveillance. Le procès-verbal de la réunion devrait être conservé et tout changement convenu incorporé au mode opératoire de fabrication avant le début de la production. Lorsque des matériaux doivent être achetés périodiquement du stock du distributeur, on s’attend à ce que la société transmette les exigences du système de gestion de la qualité (SGQ) au fournisseur dans un délai suffisamment long pour lui permettre de communiquer les exigences du SGQ au fabricant et de coordonner la préparation des audits, des inspections et des documents connexes, le cas échéant. Les distributeurs et les fournisseurs devraient tenir un registre des caractéristiques du produit d’origine, du mode opératoire de fabrication et du plan d’inspection et d’essai lorsque cela est requis pendant la production (p. ex. les raccords fabriqués conformément à la norme SP-75 de la MSS) et de tout procès-verbal de réunion préalable à la production. Des plans de rechange pour consigner les données et les renseignements relatifs aux essais, aux propriétés et à l’inspection des matériaux peuvent être nécessaires si certaines dispositions du SGQ ne sont pas pratiques pour les éléments achetés moins souvent ou ayant moins d’impact sur le risque associé au projet.

Le mode opératoire de fabrication devrait clairement préciser les fournisseurs des matières premières, des matières consommables et des éléments constitutifs ainsi que les pratiques de gestion de la qualité appliquées pendant la production de ces matériaux. Le mode opératoire de fabrication devrait également exposer en détail les exigences relatives aux documents fournis par les fournisseurs des matières premières, des matières consommables et des éléments constitutifs à l’appui du SGQ du fabricant.

Le mode opératoire de fabrication devrait faire état de chaque étape du procédé de fabrication et décrire l’opération de façon suffisamment détaillée pour vérifier et confirmer que le procédé satisfait aux normes de l’industrie, aux exigences réglementaires et aux spécifications de l’acheteur. Les contrôles et points de consigne du procédé de fabrication devraient être indiqués aux fins de surveillance pendant la production. À titre d’exemples, les sections d’un mode opératoire de fabrication comprennent, sans toutefois s’y limiter :

• les options de mesure de contrôle de la qualité sélectionnées pour améliorer la qualité;
• les exigences en matière de formation et de compétence pour le personnel qui effectue l’activité;
• les exigences en matière d’inspection;
• les exigences en matière de formation et de compétence pour le personnel responsable de l’inspection;
• les registres applicables.

Le plan qualité doit faire mention de la procédure ou des exigences techniques documentées pour la tâche. En outre, le personnel qui effectue la tâche ou l’inspection devrait être en mesure de comprendre et de suivre avec compétence la procédure et le plan qualité et d’auto-vérifier son travail, s’il y a lieu. Cependant, l’auto-vérification ne remplace pas convenablement l’inspection effectuée par d’autres membres du personnel qui n’étaient pas directement concernés par l’exécution de la tâche de fabrication. Si des problèmes de qualité sont relevés, les travaux doivent être interrompus ou l’élément doit être mis en quarantaine et le problème doit être signalé au personnel compétent. Selon le projet, le personnel responsable de l’activité et de l’inspection peut être à l’emploi de la société pipelinière, de l’entrepreneur ou du fournisseur. Il faudrait envisager de procéder à de nombreux examens des tâches ou des activités, au besoin.

• les exigences techniques et exigences relatives aux matériaux;
• les exigences relatives à la fabrication des matières premières;
• la réception des matériaux et des matières consommables;
• les exigences relatives à l’entreposage et au marquage des matériaux;
• la mise en forme, le coulage ou le forgeage;
• le soudage ou l’assemblage;
• le traitement thermique;
• l’essai d’acceptation ainsi que les procédures et la production de rapports relatives aux essais non destructifs;
• les mesures géométriques et la production de rapports connexes;
• l’essai des matériaux et la production de rapports connexes;
• les procédures de réparation et de réusinage;
• l’élimination des matériaux non conformes;
• la finition ou le revêtement;
• les documents sur les matériaux finis et le suivi des matériaux;
• l’expédition et la manutention.

Le mode opératoire de fabrication doit tenir compte de l’installation et de l’étalonnage de l’équipement et des instruments de mesure d’essai non destructif utilisés au cours du procédé de fabrication. Les procédures d’installation et d’étalonnage doivent être établies pour tout l’équipement d’essai non destructif utilisé pendant la production. Les exigences de qualification du personnel correspondantes doivent être énumérées pour chaque opération. Dans le cas où le fabricant fait appel à des essais non destructifs, à des instruments de mesure ou à des essais de matériaux pour la vérification du contrôle de la production, des renseignements ou des matières premières, le mode opératoire de fabrication doit préciser le niveau d’inspection et de distribution des résultats.

5.3 Élaboration des plans d’inspection et d’essai

Lorsque la société pipelinière ou la norme citée en référence l’exige, les tâches requises pour la fabrication des matériaux doivent comprendre un plan d’inspection et d’essai élaboré pour établir les activités ou des processus assujettis à la surveillance et à l’examen des documents lorsqu’une activité d’observation ou de vérification est requise, lorsque la mise à l’essai du produit est requise ou lorsque la production doit être interrompue en attente d’une autorisation de poursuivre.

Un plan d’inspection et d’essai est essentiel à l’établissement d’un programme d’inspection et d’essai uniforme que toutes les parties (inspecteurs, fabricants et auditeurs) peuvent suivre pendant la production. Le rendement uniforme des activités permet aux événements de qualité d’être mesurables.

Au minimum, un plan d’inspection et d’essai est généralement élaboré pour chaque élément sous pression du réseau pipelinier. Le plan d’inspection et d’essai devrait comprendre selon le cas : la fréquence des essais, les critères d’acceptation, les exigences d’étalonnage, la qualification du personnel, la production de rapports et la conservation des documents. Des renseignements supplémentaires s’il y a lieu devraient comprendre :

• la séparation des matériaux non conformes;
• les dispositions relatives à la réalisation de nouveaux essais, la conservation des éprouvettes;
• les essais supplémentaires des matériaux semblables.

5.4 Traçabilité de fabrication

Les normes actuelles de l’industrie n’exigent pas la traçabilité des matières premières comme les dalles, les tôles et les produits consommables pour le soudage. Les détails et les renseignements supplémentaires concernant les non-conformités de matériau précises énumérées ci-dessus sont manquants outre l’identification des numéros de coulée. Il n’est pas nécessaire de tracer jusqu’à la tôle-mère les pratiques de laminage des tôles thermomécaniques nécessaires pour obtenir des matériaux de base haute résistance. Une amélioration à apporter aux exigences techniques de la société et aux normes actuelles consisterait à inclure le suivi des tôles distinctes. Les problèmes d’épaisseur et de qualité des parois peuvent être résolus au cours du processus de réception des matériaux si toutes les tôles provenant d’une tôle-mère précise peuvent être identifiées. De même, les problèmes de séparation d’axe et de propriétés variables dans une tôle donnée, comme il est indiqué dans la fabrication des conduites, peuvent être considérés comme un risque dans la fabrication des éléments à haute résistance^{Note de bas de page 7}.

Il faudrait envisager l’enregistrement de l’identification unique de chaque élément de fabrication, matière première ou matière consommable. Les identificateurs individuels peuvent être regroupés pour former un identificateur unique utilisant un système de suivi approprié. Les documents de contrôle de la qualité comme les données de traitement thermique, les données d’essai de pression, les résultats des essais non destructifs, les éprouvettes et les résultats des essais mécaniques et métallurgiques devraient être traçables jusqu’aux produits finis.

Le contrôle des matières premières, des matières consommables et des produits finis tout au long du procédé de fabrication est essentiel à l’identification et à la séparation des matériaux non conformes. De plus, la traçabilité permet l’examen des éléments similaires au cas où des non-conformités sont décelées.

À titre d’exemples d’éléments à considérer dans un système de suivi mentionnons, sans toutefois s’y limiter, les joints de conduite, les raccords, les pièces coulées, les pièces forgées, les tôles, les produits consommables pour le soudage, les numéros de coulée, les numéros de lot et les numéros de série des éléments. Les procédés de fabrication et de contrôle qui font appel à plusieurs stations, à plusieurs conducteurs d’équipement ou à de nombreuses pièces d’équipement distinctes devraient assurer une traçabilité jusqu’aux produits finis. À titre d’exemples, mentionnons les postes de soudure, les fours, les machines à dresser, les chaînes de montage, les machines de traction et les postes d’inspection.

En ce qui concerne les éléments fournis par un distributeur, la traçabilité diminue davantage. Les distributeurs offrent un service précieux dans la chaîne d’approvisionnement globale. Les raccords individuels sont souvent nécessaires à la dernière minute pour les projets de maintenance ou les projets plus modestes. Dans bien des cas, il n’est pas pratique de commander un cycle de fabrication pour de petites quantités dont les caractéristiques sont particulières. Cependant, l’obtention de données de fabrication supplémentaires pour les raccords du stock du distributeur serait profitable au processus de détermination de la qualité des matériaux. Les normes de l’industrie peuvent être améliorées pour inclure les matières premières, le traitement thermique et les données d’essai traçables pour ces produits qui ne sont pas propres au projet. En outre, les meilleures pratiques d’approvisionnement de l’exploitant de pipeline, y compris un examen préalable à l’achat du REMC, un examen non destructif supplémentaire et une sélection préalable en usine rigoureuse peuvent être bénéfiques pour le processus d’approvisionnement.

La traçabilité de fabrication devrait être maintenue après l’installation de la tuyauterie ou de l’élément. Des identificateurs uniques attribués aux conduites et aux éléments et liés aux emplacements géospatiaux et aux registres de traçabilité de fabrication facilitent le choix de l’emplacement et l’évaluation futurs des conduites ou des éléments liés à des problèmes de rendement possibles. L’exploitant de pipeline peut utiliser un logiciel de suivi qui s’intègre aux systèmes du fabricant et maintient la traçabilité des produits de la matière première à l’emplacement d’installation.

5.5 Inspection des matériaux

Les exigences en matière d’inspection et d’essai des matériaux sont précisées dans le mode opératoire de fabrication et le plan d’inspection et d’essai propres aux matériaux qui sont fabriqués et au procédé de fabrication. Toutes les observations et vérifications et tous les essais et examens de documents nécessaires doivent être terminés et acceptés avant que les matériaux ou les produits soient considérés comme des produits finis et mis à la disposition du projet. Une surveillance devrait être programmée et mise en œuvre pour assurer une inspection complète de la production. Les processus qui sont observés sont d’ordinaire mieux contrôlés, et l’inspection peu fréquente peut donner lieu à des aperçus qui ne sont pas représentatifs de la pleine production.

Des écarts ou des conditions perturbantes au cours du procédé de fabrication peuvent entraîner l’introduction de défauts dans le produit fini ou la perte de traçabilité. Les attentes en matière de rendement de la production, comme les pièces par quart de travail, les essais terminés, le produit livré ou les réparations, devraient être établies pour assurer la surveillance d’état. Des écarts par rapport à ces mesures au cours du procédé de fabrication peuvent indiquer une condition perturbante justifiant un examen plus approfondi. Des points d’arrêt peuvent être établis pour permettre l’essai ou l’observation parallèlement au procédé de fabrication.

5.6 Vérification des matières premières

Dans le cadre des entrevues menées auprès des sociétés pipelinières, un exploitant de pipeline a indiqué qu’il y a peu ou pas de traçabilité des éléments fournis par le distributeur concernant les aciéries et les tôleries, contrairement à la traçabilité en place pour les tubes de canalisation. L’examen du rapport sur les essais des matériaux (REM) et l’analyse chimique après approvisionnement laissent entendre que les compositions chimiques faiblement alliées peuvent poser problème, car lorsqu’elles sont combinées à des pratiques variables de traitement thermique, il peut en résulter des matériaux dont les propriétés ne sont pas conformes aux normes.

D’autres examens de l’industrie pipelinière ont été effectués et les résultats ont été documentés. Chevron a procédé à un examen et a mis à l’essai diverses brides à la suite d’incidents récents^{Note de bas de page 8}. Son analyse a révélé que les limites des compositions chimiques sont trop permissives dans la norme MSS SP-75 et incomplètes dans la norme ASTM A694. Lorsqu’un micro-alliage d’acier haute résistance faiblement allié (HSLA) est utilisé, les procédés de traitement thermique traditionnels, comme la trempe et le revenu, sont mal appliqués. Les mesures de protection de la qualité précisées dans les normes de l’industrie ne suffisent pas à déceler tous les problèmes potentiels, et l’utilisation d’éprouvettes ou la mise à l’essai des matières de base peut ne pas représenter fidèlement les propriétés des produits finis.

Becht Engineering et Paulin Research Group (Becht) ont réalisé des essais d’éclatement sur des tés à souder fabriqués conformément à la norme ASME B16.9. Ces essais ont révélé que les techniques de fabrication et les critères d’acceptation permis par la norme peuvent avoir pour conséquence la fabrication de tés dont les sections sont plus minces et ne satisfont pas aux exigences des essais d’éclatement.^{Note de bas de page 9}  Becht a affirmé qu’il était probable que les règles actuelles permettent aux fabricants à la recherche d’un avantage économique d’utiliser un matériau moins résistant qui est plus facile à former et d’utiliser des conduites plus minces également plus faciles à former. Cette pratique peut se traduire par la présence d’une quantité insuffisante de matériaux dans les zones de fourche et par une marge réduite quant à la capacité de confinement de la pression. Becht a indiqué que dans certains cas, des fabricants utilisent 87,5 % de l’épaisseur nominale comme critère d’épaisseur minimale. Cette pratique est généralement conforme à la norme B16.9 à cause de l’imprécision apparente des exigences des « analyses mathématiques » du paragraphe 2.2.

Des recommandations ont été présentées aux comités sur la norme B16. Toutefois, l’importance des propriétés dimensionnelles des matières premières par rapport aux procédés de fabrication des autres éléments n’a pas été abordée. Les études de cas susmentionnées ont révélé des cas où des coudes présentaient une épaisseur de paroi inférieure à celle précisée. Les normes actuelles ne prévoient pas la traçabilité jusqu’aux tôles-mères, ce qui limite la capacité d’identifier et de mettre en quarantaine les tôles non conformes aux normes avant la fabrication de l’élément

5.7 Qualification du procédé de fabrication

Les procédés de fabrication sont souvent élaborés en fonction d’essais de qualification. Dans de nombreux cas, les produits d’essai sont fabriqués et testés à l’aide de nombreux procédés et matériaux de base. De cette façon, les fabricants élaborent des procédés qui sont propres à leurs usines, à l’équipement installé et à leurs fournisseurs de matières premières. Cette méthode se traduit par des procédés propres à chaque usine. Dans le cas des exigences relatives à la composition chimique et au traitement thermique, les directives des normes de l’industrie sous forme de valeurs maximales ou minimales sont satisfaites, mais les cibles réelles sont dans le procédé de fabrication. Les écarts par rapport aux paramètres de production de qualification, comme la charge du four, le temps de maintien dans le four, la température ou l’agitation des agents de trempe, peuvent se traduire par la fabrication de produits de qualité inférieure même si les exigences des normes de l’industrie sont satisfaites. Cet effet est aggravé en cas de nombreux écarts par rapport aux paramètres de production. La composition chimique peut créer des aciers sensibles aux faibles écarts dans le procédé comme les températures de normalisation et de trempe. De même, les écarts dans l’épaisseur des parois, les modèles de charge du four et l’état des supports du four peuvent avoir une incidence sur le temps de maintien dans le four. L’effet cumulatif des écarts devrait être abordé dans le plan d’inspection et d’essai qui surveille les processus précis pour confirmer la conformité au procédé de fabrication. De nombreux écarts peuvent déclencher des essais supplémentaires ou un contrôle de la production.

5.8 Améliorations à l’inspection et aux essais

Les sociétés pipelinières qui ont connu des problèmes de matériaux ont trouvé des façons d’améliorer l’inspection et les essais à la fois pour les installations de fabrication et les distributeurs. Les essais de matériaux sont d’ordinaire effectués à l’aide d’éprouvettes qui subissent des opérations de mise en forme et un traitement thermique semblables. Les éprouvettes sont souvent composées de la même matière première (p. ex. une tôle) soudée ou fixée à un raccord de production. Cela peut prendre la forme d’une languette de soudage dans le cas d’un matériau formé et soudé. Les points suivants peuvent être considérés comme des points à inclure dans les exigences techniques ou les ententes commerciales des sociétés pour garantir que les essais sont représentatifs des produits finis :

• Augmenter la fréquence des essais par lot pour garantir que les résultats des essais sont disponibles pour tous les lots de traitement thermique.
• Préciser l’emplacement des éprouvettes pour les essais par lot, y compris l’emplacement dans les charges de four.
• Réaliser des essais d’uniformité de four supplémentaires pour assurer des réglages de température et un étalonnage de l’équipement adéquats.
• Réaliser des essais destructifs sur les éléments finis pour vérifier l’exactitude des essais effectués sur les éprouvettes.
• Effectuer des essais de dureté et des essais métallographiques pour compléter les essais par lots.
• Limiter le recours à d’autres essais ou traitements thermiques sans l’approbation préalable de la société.
• Exiger des diagrammes ou des registres de toutes les températures et de tous les temps de maintien de traitement thermique dans la documentation finale.
• Exiger la traçabilité afin d’assurer un suivi précis de chaque raccord depuis la matière première jusqu’aux produits finis.
• Prévoir de la documentation sur la matière première, les paramètres du procédé et les résultats d’essai des raccords pour les distributeurs.
• Imposer des procédures de charge, de soutien et d’empilement pour le four, y compris l’utilisation de supports ou de pieds.
• Imposer des exigences et des calculs pour les temps de maintien de traitement thermique.
• Imposer des exigences de limite de température, d’agitation et de temps de traitement de trempe.
• Imposer des restrictions minimales relatives aux compositions chimiques des matériaux pour les produits à haute résistance.

5.9 Approvisionnement

Les protocoles d’approvisionnement actuels de l’industrie dépendent souvent des exigences techniques des sociétés pipelinières pour combler les lacunes dans les normes de l’industrie. Cela désavantage les exploitants de pipeline ayant des exigences techniques exhaustives, qui sont alors placés dans une situation défavorable sur le plan de la concurrence en raison de coûts d’approvisionnement plus élevés. Le risque opposé est que des matériaux non conformes ne soient pas rapidement décelés et soient autorisés à être utilisés. L’approvisionnement en assemblages fabriqués (plateformes de comptage) ou en installations construites clés en main (stations de pompage) peut mettre en jeu l’achat de raccords à ajouter à l’ensemble par une autre partie.

Dans le cadre des entrevues menées auprès des sociétés pipelinières, un exploitant de pipeline a indiqué que les éléments sont souvent achetés auprès de distributeurs à partir d’une liste de fabricants pré-qualifiés. Les fabricants peuvent être enlevés de la liste advenant le cas où des matériaux qui ne répondent pas aux normes ou des matériaux non conformes sont décelés au cours du processus d’acceptation et d’essai relatif à l’approvisionnement.

Des politiques et des procédures en matière d’approvisionnement, comprenant la pré-qualification et la révision périodique des fabricants, devraient être élaborées pour assurer que les stratégies de qualité des exploitants de pipeline sont transmises à toutes les parties dans la chaîne d’approvisionnement.

5.10 Acceptation et essai

L’une des sociétés pipelinières interrogées a indiqué qu’un processus d’essai avant et après achat a été adopté pour les éléments fournis par un distributeur. Des REM sont demandés et examinés en fonction des caractéristiques chimiques exigées par la société pipelinière avant l’émission du bon de commande final. Avant la livraison au chantier, l’exploitant de pipeline effectue une inspection visuelle de l’élément et procède à un examen aux particules magnétiques des extrémités de la conduite et de tout endroit suspect. En plus des vérifications faites aux endroits décelés par l’inspection visuelle, l’épaisseur de la paroi fait l’objet d’une vérification ponctuelle. La société pipelinière ne permet pas le remplacement de matériaux à haute limite d’élasticité dont les parois sont plus minces en partie pour éviter les problèmes de soudabilité sur le terrain. La valeur de carbone équivalent est examinée au stade d’évaluation du REM par rapport aux exigences techniques de la société pipelinière et aux normes de la CSA et de l’API.

6.0 Conclusion

Les aciers à micro-alliage à forte résistance sont très sensibles aux changements apportés aux procédés de fabrication, notamment le laminage thermomécanique et le traitement thermique. Cette sensibilité aggrave les petites déviations lors des procédés de fabrication comme la température de trempe. En vue de minimiser le risque de matériaux non conformes, le procédé de qualification initiale, souvent appelé contrôle de première production, sert de fondement pour tout procédé de fabrication subséquent et tout mode opératoire de fabrication, s’il y a lieu.

Les limites des compositions chimiques sont trop permissives dans la norme MSS SP-75 et incomplètes dans la norme ASTM A694. Lorsqu’un micro-alliage d’acier haute résistance faiblement allié (HSLA) est utilisé, les procédés de traitement thermique traditionnels, comme la trempe et le revenu, peuvent être mal appliqués.

Dans certains cas, les fabricants utilisent 87,5 % de l’épaisseur nominale comme critère d’épaisseur minimale. Cette pratique est généralement conforme à la norme B16.9 à cause de l’imprécision apparente des exigences des « analyses mathématiques » du paragraphe 2.2.

Les variables comme le traitement thermique et les températures de trempe, les temps d’entreposage, les configurations de la charge du four, etc. doivent être suffisamment détaillés afin de permettre un contrôle de la qualité. Les essais de qualification initiaux doivent être rigoureux et doivent définir clairement les propriétés relevées par rapport aux caractéristiques du produit. Enfin, le mode opératoire de fabrication et le plan d’inspection et d’essai doivent suffisamment bien définir le procédé de sorte qu’une inspection efficace et approfondie puisse être réalisée. Les déviations au procédé doivent être cernées rapidement, et des essais supplémentaires doivent être réalisés afin d’en définir l’incidence. Un système robuste de traçabilité doit permettre à tous les matériaux touchés par une perturbation du procédé d’être cernés et isolés afin d’empêcher qu’ils entrent dans la chaîne d’approvisionnement.

Le défaut des éléments de se conformer aux normes et aux spécifications, faisant l’objet du présent rapport, découle directement de lacunes relatives au contrôle des procédés de fabrication. Ces non-conformités n’ont pas été cernées au moyen des protocoles établis du plan d’inspection et d’essai, soit pendant le contrôle de la production ou lors des essais d’acceptation du matériel.

Des améliorations aux normes actuelles de l’industrie sont recommandées afin de combler les écarts repérés entre les normes, les procédés de fabrication et le rendement escompté des composants (voir le tableau 2). Les exploitants et/ou distributeurs de pipelines devraient améliorer les spécifications des produits et être plus rigoureux en matière de traçabilité, de surveillance des procédés et d’essai des produits.

Annexe A
Analyse des lacunes

Une analyse des lacunes a été réalisée afin de comparer les normes choisies à une liste de critères. Les critères sont les suivants :

• fabrication du matériel :
  • points visés et limites de la composition chimique;
  • carbone équivalent;
  • identification du traitement thermique;
  • exigences de coulage des brames, identification des brames et traçabilité;
  • exigences pour tôles, exigences d’essai, identification et traçabilité;
  • exigences d’expédition et de manutention des tôles;
  • traitement thermique;
  • mise en forme;
  • soudure;
  • essais hydrostatiques;
  • taille et dimensions;
  • exigences relatives aux nuances;
  • exigences relatives au marquage;
  • expédition et manutention;
• contrôle de la qualité :
  • exigences relatives à la commande des produits;
  • caractéristiques techniques relatives aux procédé du fabricant;
  • plan d’inspection et d’essai;
  • rapport d’essai du matériel certifié (REMC);
  • réception et identification du matériel;
  • examen non destructif (END);
  • défauts;
  • tests subséquents;
  • inspection finale;
• traçabilité.

La comparaison obtenue est présentée dans le tableau ci-après. Les processus de qualification de l’exploitant n’ont pas été pris en compte, tout comme la procédure liée au transport de gaz corrosif.
Les normes suivantes ont été respectées :

• CSA Z662-15 – Réseaux de canalisations de pétrole et de gaz
• CSA Z245.1-14 – Tubes en acier pour canalisation
• CSA Z245.11-13 – Raccords en acier
• MSS SP-75 (2014), High Strength, Wrought, Butt-Welding Fitting

Date de modification :

2021-09-22