ISO 15614-8:2002
(Main)Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure test — Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints
Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure test — Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints
This European Standard specifies requirements for the qualification testing of welding procedures for the arc welding of tube to tube-plate joints in metallic materials by manual, partly mechanized, mechanized or automatic processes. This standard is a part of a series of standards. Details of this series are given in prEN ISO 15607, Annex A. Qualification by tube to tube-plate joint tests can be used for all joints even if they are fully loaded or only seal welded as required in application standards. In such cases, one or more special test pieces should be made to simulate the production joint in all essential features, e.g. dimensions, restraint, heat sink effects. The test should be carried out prior to and under the conditions to be used in production. This standard applies to fusion welding of metallic materials for tube to tube-plate joints with gap. This standard does not apply to tube-sheets with forged end connections with welded tubes (external/internal bore welds). For welding of tube to tube-plate joints without gap welding procedure test should be defined in the specification. For other applications and/or requirements the standard can be used if required by the specification. Repair welding should be considered in the welding procedure test.
Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage sur les matériaux métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire — Partie 8: Soudage de tubes sur plaques tubulaires
La présente Norme européenne spécifie les exigences pour l'épreuve de qualification de modes opératoires pour le soudage à l'arc d'assemblages de tubes sur plaque tubulaire en matériaux métalliques avec des procédés manuels, semi-automatiques, automatiques ou mécanisés. La présente norme fait partie d'une série de normes. Les détails sur cette série de normes sont donnés dans l'Annexe A du prEN ISO 15607. La qualification par des épreuves pour assemblages de tubes sur plaque tubulaire peut être utilisée pour tous les assemblages, même si ces derniers sont entièrement soumis à une charge ou s'ils comportent seulement des soudures d'étanchéité comme l'exigent les normes d'application. Dans de telles situations, il convient de réaliser un ou plusieurs assemblages de qualification afin de simuler toutes les caractéristiques principales de l'assemblage de production, par exemple ses dimensions, le bridage, les effets de refroidissement. Il convient d'effectuer l'épreuve antérieurement à la production et dans les conditions utilisées en production. La présente Norme européenne s'applique au soudage par fusion des matériaux métalliques pour les assemblages de tubes sur plaque tubulaire avec jeu. La présente norme ne s'applique pas aux assemblages tubes sur plaque avec raccordements forgés sur des tubes soudés (soudures sur alésage intérieur/extérieur). Pour la réalisation d'assemblages de tubes sur plaque tubulaire sans jeu, il convient que l'épreuve de qualification du mode opératoire de soudage soit définie dans la spécification. Pour d'autres applications et d'autres exigences, la présente norme peut être utilisée si cela est prévu dans la spécification. Il convient d'inclure la réparation par soudage dans l'épreuve de qualification du mode opératoire de soudage.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15614-8
First edition
2002-04-01
Specification and qualification of welding
procedures for metallic materials —
Welding procedure test —
Part 8:
Welding of tubes to tube-plate joints
Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage sur les
matériaux métalliques — Épreuve de qualification d’un mode opératoire —
Partie 8 : Soudage de tubes sur plaques tubulaires
Reference number
ISO 15614-8:2002(E)
©
ISO 2002
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ISO 15614-8:2002(E)
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ISO 15614-8:2002(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 15614 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15614-8 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with ISO
Technical Committee TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee SC 10, Unification of requirements in
the field of metal welding, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
Throughout the text of this standard, read ".this European Standard." to mean ".this International Standard.".
ISO 15614 consists of the following parts, under the general title Specification and qualification of welding
procedures for metallic materials — Welding procedure test:
— Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys
— Part 2: Arc welding of aluminium and its alloys
— Part 3: Arc welding of cast iron
— Part 4: Arc welding of aluminium castings
— Part 5: Arc welding of titanium, zirconium and their alloys
— Part 6: Arc welding of copper and copper alloys
— Part 7: Corrosion resistant overlay, cladding restore and hardfacing
— Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints
— Part 9: Arc underwater hyperbaric wet welding
— Part 10: Underwater hyperbaric dry welding
— Part 11: Electron and laser beam welding
— Part 12: Spot, seam and projection welding
— Part 13: Flash and butt welding
Annex ZA forms a normative part of this part of ISO 15614. Annex A of this part of ISO 15614 is for information
only.
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ISO 15614-8:2002(E)
Annex ZA provides a list of corresponding International and European Standards for which equivalents are not
given in the text.
For the purposes of this part of ISO 15614, the CEN annex regarding fulfilment of European Council Directives has
been removed.
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Contents
page
Foreword.vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms, definitions and symbols.2
3.1 Terms and definitions.2
3.2 Symbols .2
4 Preliminary Welding Procedure Specification (pWPS) .3
4.1 General.3
4.2 Items for all welding processes.3
4.3 Items for particular welding processes .4
5 Qualification of welding procedure.5
6 Welding of test pieces .5
6.1 General.5
6.2 Type of test piece.5
7 Examination and testing . 7
7.1 Performance . 7
7.2 Acceptance levels. 9
8 Range of qualification .11
8.1 General.11
8.2 Related to the manufacturer .11
8.3 Related to the material .12
8.4 Common to all welding procedures.12
9 Welding, Procedure Qualification Record form (WPQR) .13
Annex A (informative) Welding Procedure Qualification Record form for tube to tube-plate joints
(WPQR).14
Annex ZA (normative) Corresponding International and European Standards for which equivalents are not
given in the text.19
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ISO 15614-8:2002(E)
Foreword
T his document (EN ISO 15614-8:2002) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 121 "Welding", the
secretariat of which is held by DS, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 44 "Welding and allied
processes".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text
or by endorsement, at the latest by October 2002, and conflicting national standards shall be withdrawn at the
latest by October 2002.
This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the
European Free Trade Association, and supports essential requirements of EU Directive(s).
Annex A is informative. Annex ZA is normative.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard : Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,
Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
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ISO 15614-8:2002(E)
1 Scope
This European Standard specifies requirements for the qualification testing of welding procedures for the arc
welding of tube to tube-plate joints in metallic materials by manual, partly mechanized, mechanized or automatic
processes.
This standard is a part of a series of standards. Details of this series are given in prEN ISO 15607, Annex A.
Qualification by tube to tube-plate joint tests can be used for all joints even if they are fully loaded or only seal
welded as required in application standards.
In such cases, one or more special test pieces should be made to simulate the production joint in all essential
features, e.g. dimensions, restraint, heat sink effects. The test should be carried out prior to and under the
conditions to be used in production.
This standard applies to fusion welding of metallic materials for tube to tube-plate joints with gap. This standard
does not apply to tube-sheets with forged end connections with welded tubes (external/internal bore welds). For
welding of tube to tube-plate joints without gap welding procedure test should be defined in the specification.
For other applications and/or requirements the standard can be used if required by the specification.
Repair welding should be considered in the welding procedure test.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For
dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European
Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the
publication referred to applies (including amendments).
EN 287-2, Approval testing of welders - Fusion welding - Part 2: Aluminium and aluminium alloys
EN 439, Welding consumables – Shielding gases for arc welding and cutting.
EN 571-1, Non destructive testing – Penetrant testing – Part 1 : General principles.
EN 1043-1, Destructive tests on welds in metallic materials – Hardness testing – Part 1 : Hardness test on arc
welded joints.
EN 1321, Destructive tests on welds in metallic materials – Macroscopic and microscopic examination of welds.
EN 1418, Welding personnel – Approval testing of welding operators for fusion welding and resistance weld
setters for fully mechanized and automatic welding of metallic materials.
EN 1435, Non destructive examination of welds – Radiographic examination of welded joints.
EN 1708-1, Welding – Basic weld joint details in steels – Part 1 : Pressurized components.
EN ISO 4063, Welding and allied processes – Nomenclature of processes and reference numbers
(ISO 4063:1998).
prEN ISO 9606-1, Approval testing of welders - Fusion welding - Part 1: Steels (ISO/DIS 9606-1:2000)
EN ISO 9606-3, Approval testing of welders – Fusion welding – Part 3: Copper and copper aloys
(ISO 9606-3:1999).
EN ISO 9606-4, Approval testing of welders – Fusion welding – Part 4: Nickel and nickel alloys
(ISO 9606-4:1999).
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ISO 15614-8:2002(E)
EN ISO 9606-5, Approval testing of welders – Fusion welding – Part 5: Titanium and titanium alloys, zirconium
and zirconium alloys (ISO 9606-5:2000).
prEN ISO 15607:2000, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials – General
rules (ISO/DIS 15607:2000).
CR ISO 15608, Welding – Guidelines for a metallic material grouping system (ISO/TR 15608:2000).
prEN ISO 15609-1:2000, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials – Welding
procedure specification – Part 1 : Arc welding (ISO/DIS 15609-1:2000).
prEN ISO 15614-1:2000, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding
procedure test – Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys
(ISO/DIS 15614-1:2000).
EN ISO 6520-1, Welding and allied processes - Classification of geometric imperfections in metallic materials –
Part 1: Fusion welding (ISO 6520-1:1998).
EN 29692, Metal-arc welding with covered electrode, gas-shielded metal-arc welding and gas welding - Joint
preparations for steels (ISO 9692:1992).
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this European standard, the terms and definitions given in prEN ISO 15607:2000 apply.
3.2 Symbols
For the purposes of this standard, the following symbols apply and are shown in Figure 1, 2 and 3:
a throat thickness (mm) (in this case, the minimal distance between root point and weld surface)
d pore size (mm)
p
d tube-outside diameter (mm)
a
d minimum distance between two pipes (mm), see Figure 2
l
g gap between tube and tube plate
s starting point of the root run
p
t tube-wall thickness (mm)
t cladding thickness (mm)
1
t tube-plate thickness (mm)
2
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ISO 15614-8:2002(E)
Figure 1 — Presentation of symbols in an example
4 Preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
4.1 General
The qualification for tube to tube-plate welding tests shall be based on a pWPS in accordance with prEN ISO
15609-1:2000. It shall specify the relevant parameters listed in 4.2 and 4.3.
4.2 Items for all welding processes
Details relating to the following items shall be recorded for all welding processes :
a) welding process, or processes when more than one is used in making a complete joint ;
b) tube-plate specification and thickness and details of any cladding and its thickness ;
c) tube specification, thickness and outside diameter ;
d) pitch type (square or triangular) and distance between pipes ;
e) joint geometry, actual borehole diameter and fit-up tolerances (sketch) in accordance with EN 29692 ;
f) cleaning and degreasing (time during the fabrication steps and type) ;
g) jigging or tacking, tacking position and expansion;
h) tube-plate and welding position ;
i) type and/or trade name of welding consumables ;
j) size (diameter) and wire lengths per run ;
k) pre-heating and interpass temperature, including method of control ;
l) welding speed (mechanized welding) ;
m) number and arrangement of runs, starting points of runs and weld dimensions (sketch) ;
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ISO 15614-8:2002(E)
n) welding sequence ;
o) post-weld heat treatment, including method of control ;
p) if necessary, the temperature and time recommended for drying/backing of welding consumables before use
;
q) any special features, including heat imput control requirements, any heat sinks effects or post-weld tube
expansion.
4.3 Items for particular welding processes
Details relating to the items given in 4.3 a) to 4.3 d) shall be recorded for these particular processes, in addition
to the items given in 4.2. The reference numbers of welding processes relate to EN ISO 4063.
a) Manual metal arc welding (111)
alternating or direct current and polarity ;
current.
b) MIG welding, MAG welding, solid wire or cored wire, with or without separate gas shield (114), (131), (135),
(136), (137)
shielding gas designation in accordance with EN 439 and flow rate ;
arc voltage ;
wire feed speed or current ;
for pulsed welding : the pulse time and frequence, pulsed current and background current.
c) TIG welding (141)
shielding gas designation in accordance with EN 439 and flow rate ;
alternating currrent (AC) or direct current (DC) and polarity ;
current in ampere ;
for pulsed welding : the pulse time and frequency, pulsed current and background current ;
whether filler metal is used.
d) Mechanized or automatic welding
all items detailed in b) or c) and the following items if necessary :
arc length or arc voltage ;
where filler metal is used its rate of addition or wire feed speed relating to the wire diameter
(see 4.2j));
other pre-programmed welding variables such as :
pre- and post-gas purge times ;
changes in current level ;
current slope up and down rates ;
welding travel speed and degree of overlap ;
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when considering front face welding, the following additional information :
radius of electrode rotation ;
electrode angle relative to the tube axis ;
For all other welding processes, the welding parameters shall be specified.
5 Qualification of welding procedure
The qualification of welding procedure for the tube to tube-plate welding shall be carried out by an examiner or
examining body related to the appropriate application standard or specification.
6 Welding of test pieces
6.1 General
Procedure test pieces shall be produced in accordance with 6.2 and shall simulate the joint geometry to be used
in production or a similar geometry within the requirements of clause 4. Welders shall be qualified in accordance
with prEN ISO 9606-1, EN 287-2, EN ISO 9606-3, EN ISO 9606-4 or EN ISO 9606-5. For welding operators, the
qualification can be carried out during the tests in accordance with EN 1418.
6.2 Type of test piece
6.2.1 Joint preparation and joint construction
Examples of joint preparation according to EN 29692 and joint construction are given in EN 1708-1.
6.2.2 Tube ends welded on triangular pitch
Where tube end welds are involved on a triangular pitch, a minimum of 10 tube ends with an outside diameter
smaller than 40 mm ( 40 mm) or a minimum of 7 tube ends (area A) with an outside diameter greater than or
equal to 40 mm ( 40 mm), shall be welded as shown in Figure 2.
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ISO 15614-8:2002(E)
Key
d Minimum distance between two pipes
l
s Starting point of the root run
p
A-A/B-B Ground sections of a test specimen (examples for the location of the cut lines)
Figure 2 — Test piece for tube ends on triangular pitch
6.2.3 Tube ends welded on square pitch
Where tube end welds are involved on a square pitch, a minimum of 12 tube ends with an outside diameter
smaller than 40 mm ( 40 mm) or a minimum of nine tube ends (area A) with an outside diameter greater than or
equal to 40 mm ( 40 mm) shall be welded as shown in Figure 3.
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ISO 15614-8:2002(E)
Key
d Minimum distance between two pipes
l
s Starting point of the root run
p
A-A/B-B Ground sections of a test specimen (examples for the location of the cut lines)
Figure 3 — Test piece for tube ends on square pitch
7 Examination and testing
7.1 Performance
7.1.1 General
For a welding procedure to be qualified the same test piece representing the welding procedure test shall comply
with 7.1.2 to 7.1.6 and, when required, with the push-out tests described in 7.1.7.
7.1.2 Visual examination
After appropriate cleaning and if required any post-weld heat treatment, and prior to the cutting of test
specimens, the test piece shall be examined visually 100 %.
The welds shall show uniform contour without excessive reinforcement, with the bores of the tube free from any
spatter and shall be in accordance with Table 1.
7.1.3 Penetrant examination
The external surfaces of all welds shall be subjected to a 100 % penetrant examination in accordance with
EN 571-1.
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ISO 15614-8:2002(E)
7.1.4 Radiographic examination
All test welds, except those for push-out tests, shall be radiographed in accordance with EN 1435. An example is
given in Figure 4. In this case, the tube-plate shall be reduced in thickness of 5 mm to 12 mm.
Dimensions in millimetres
Key
1) Ray source
2) Radiated marcasite (steel/lead)
3) Film
4) Film cassette
5) Stopper
Figure 4 — Performance of the radiographic examination
7.1.5 Macroscopic examination
After visual and non-destructive examination, the test piece shall be sectioned as shown in Figures 2 and 3, by
sawing or machining and exposing two starting points of the root runs. The macroscopic examination specimens
shall be prepared and examined in accordance with EN 1321.
Macroscopic examinations of additional sections to assess compliance with the acceptance levels in 7.2 shall be
carried out where radiography reveals imperfections other than gas pores.
7.1.6 Hardness test
A hardness row normally HV 10 in accordance with EN 1043-1 shall be carried out only for the steel groups 2, 3,
4, 5, 6 and 7 in accordance with CR ISO 15608 and for dissimilar metal joints between austenitic and ferritic
steels.
The hardness shall be recorded for the weld metal, both parent metals and the heat-affected zones.
7.1.7 Push-out or pull-out test
If required by the specification, push-out or pull-out tests can be required.
8 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 15614-8:2002(E)
7.2 Acceptance levels
7.2.1 General
It should be appreciated that the following details are being used for the qualification testing of welding
procedures and as such may be different from those specified for a particular application.
7.2.2 Visual examination
Table 1 — Visual examination
N° Imperfection/ EN ISO Remarks Limits for imperfections
designation 6520-1
reference N°
1 Cracks 100 all types of cracks not permitted
2 Crater crack 104 not permitted
3 Surface pore 2017 all types of pores, they are visible not permitted
open end on the surface
crater pipe 2024
4 Burn through of not permitted
tube wall
x 0,5 mm for tubes,
5 Overlap 506
d 25 mm outside diameter
a
and
x 1 mm for tubes,
d > 25 mm outside diameter
a
6 Burn down of Not permitted; where it reduces
tube end (only the weld below its required
fillet welds) dimensions
7 Undercut 5011 0,1 t
7.2.3 Penetrant examination
Any indication of dimensions in the weld metal or heat-affected zone is not acceptable.
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ISO 15614-8:2002(E)
7.2.4 Radiographic examination
Table 2 — Radiographic examination
N° Imperfection/ EN ISO Remarks Limits for
designation 6520-1 imperfections
reference N°
8 Cracks 100 all types of cracks not permitted
9 Elongated 2015 not permitted
cavities, 2016
wormholes
10 Clustered 2013 not permitted
(localized)
cavities
11Gas pores 2011
uniformly
distributed,
2012
d 0,25 t
p
porosity, linear
porosity
2014
max. 1 mm
- per tube joint max. two pores with pore size d
p
permitted
- distance between two pores min. distance 2 x d in
p
direction of circumference
12 Solid 300 not permitted
inclusions
13 Lack of fusion 401 not permitted
14Lack of 402 not permitted
penetration
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ISO 15614-8:2002(E)
7.2.5 Macroscopic examination
Table 3 — Macroscopic examination
N° Imperfection/ EN ISO Remarks Limits for
designation 6520-1 imperfections
reference N°
8
see Table 2
to
14
15 Weld a 0,9 t
thickness
The throat dimension a is equal to the radius of the
largest circle totally inscribed in the weld whose centre
is situated in the root of weld
7.2.6 Hardness values
The results from the hardness test shall meet the requirements given in prEN ISO 15614-1:2000, Table 2.
7.2.7 Push-out or pull-out load
The requirements should be defined in the specification.
8 Range of qualification
8.1 General
All the conditions of validity stated below shall be met independently of each other. Changes outside of the
ranges specified shall require a new welding procedure test.
8.2 Related to the manufacturer
A qualification of a WPS obtained by a manufacturer is valid for welding in workshops and sites under the same
technical conditions and quality control of that manufacturer.
© ISO 2002 – All rights reserved 11
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ISO 15614-8:2002(E)
8.3 Related to the material
8.3.1 Parent metal
For the purposed of this standard, the groups of materials listed in CR ISO 15608 shall apply. For the range of
1)
qualification the relevant part of prEN ISO 15614 shall be used.
8.3.2 Tube-plate and tube dimensions
For all geometrical details the ranges of qualification are given in Table 4.
Table 4 — Range of qualification for geometrical details
Test piece Range of approval
Designation
in mm in mm
Cladding thickness
t 3 t
1 1
t 3
3
1
Tube-plate thickness
t 35 t
2 2
t 35 35
2
Tube-wall thickness
t 0,5 t to 2 t
- manual welding
Tube-wall thickness
t
t 0,2 t
– mechanized or automatic
welding
d
Tube-outside diameter d
a
a
8.3.3 Tube pitch
The qualification of a welding procedure using a particular pitch of tubes shall include qualification for any other
type of pitch provided that the minimum distance between two pipes d (see Figures 2 and 3) is not reduced to
l
below that used in the qualified welding procedure.
8.4 Common to all welding procedures
8.4.1 Welding process
The qualification is valid only for the welding process used in the welding procedure test. In a multi-process
procedure test the qualification is only valid for the order used during the qualification test.
8.4.2 Welding position of tube-plate
The qualification is only valid for the welding position used in the welding procedure test.
8.4.3 Type of joint
The qualification is only valid for the type of welded joints used in the welding procedure test.
1)
As long as relevant parts are under preparation the range of qualification should be in accordance with the specification.
12 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 15614-8:2002(E)
8.4.4 Filler metal, classification
The qualification range of filler metals covers other filler metals as long as they are :
either in the same group of tensile properties. Change in the type of coating will entail new qualification of
the welding procedure ;
or within the same nominal chemical composition.
8.4.5 Filler metal, dimensions
The qualification given is for the diameters of electrodes or for the diameters of wires or for special consumables,
e.g. inserts, used in the welding procedure test.
8.4.6 Type of current
The qualification given is for the type of current (alternating, direct or pulsed current) and polarity used in the
welding procedure test.
8.4.7 Heat imput
The requirements of this clause only apply when the control of heat imput is specified.
When hardness requirements apply, the lowest limit of heat imput is that used in welding procedure test or may
be 25 % greater than that used in welding the test piece.
8.4.8 Pre-heat temperature
The lower limit of qualification is the pre-heat temperature used at the start of the welding procedure test.
8.4.9 Interpass temperature
The upper limit of qualification is the nominal interpass temperature reached in the welding procedure test.
8.4.10 Post-weld heat treatment
Welding procedure test with heat treatment does not include welding procedure test without heat treatment and
vice versa. The temperature range used for the welding procedur
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15614-8
Première édition
2002-04-01
Descriptif et qualification d’un mode
opératoire de soudage sur les matériaux
métalliques — Épreuve de qualification
d’un mode opératoire —
Partie 8:
Soudage de tubes sur plaques tubulaires
Specification and qualification of welding procedures for metallic
materials — Welding procedure test —
Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints
Numéro de référence
ISO 15614-8:2002(F)
©
ISO 2002
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ISO 15614-8:2002(F)
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Imprimé en Suisse
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ISO 15614-8:2002(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 15614 peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 15614-8 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes, sous-comité SC 10, Unification des prescriptions dans la
technique du soudage des métaux, conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN
(Accord de Vienne).
Tout au long du texte de la présente norme, lire «…la présente norme européenne…» avec le sens de «…la
présente Norme internationale…».
L'ISO 15614 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Descriptif et qualification d'un mode
opératoire de soudage sur les matériaux métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire:
— Partie 1: Soudage à l'arc et aux gaz des aciers et soudage à l'arc des nickels et alliages de nickel
— Partie 2: Soudage à l'arc de l'aluminium et de ses alliages
— Partie 3: Soudage à l'arc des fontes moulées
— Partie 4: Soudage à l'arc des pièces moulées en aluminium
— Partie 5: Soudage à l'arc sur titane, zirconium et leurs alliages
— Partie 6: Soudage à l'arc du cuivre et des alliages de cuivre
— Partie 7: Soudage par rechargement
— Partie 8: Soudage de tubes sur plaques tubulaires
— Partie 9: Soudage hyperbare en pleine eau
— Partie 10: Soudage hyperbare en caisson
— Partie 11: Soudage par faisceau d'électrons et par faisceau laser
— Partie 12: Soudage par points, à la molette et par brossages
— Partie 13: Soudage bout à bout par étincelage
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ISO 15614-8:2002(F)
L'annexe ZA constitue un élément normatif de la présente partie de l'ISO 15614. L'annexe A est donnée
uniquement à titre d'information.
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 15614, l’annexe CEN concernant le respect des Directives du
Conseil européen a été supprimée.
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ISO 15614-8:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos.vi
1 Domaine d’application.1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles .2
3.1 Termes et définitions.2
3.2 Symboles .2
4 Descriptif d'un mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P) .3
4.1 Généralités.3
4.2 Informations concernant tous les procédés de soudage.3
4.3 Informations concernant des procédés de soudage particuliers.4
5 Qualification du mode opératoire de soudage .5
6 Soudage des assemblages de qualification .5
6.1 Généralités.5
6.2 Type de l’assemblage de qualification .5
7 Examens, contrôles et essais. 7
7.1 Exécution. 7
7.2 Critères d'acceptation . 8
8 Domaine de validité .11
8.1 Généralités.11
8.2 Par rapport au constructeur .11
8.3 Par rapport au matériau .12
8.4 Dispositions communes à tous les modes opératoires de soudage .12
9 Procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage (PV-QMOS) .14
Annexe A (informative) Procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage de tubes sur
plaque tubulaire (PV-QMOS).15
Annexe ZA (normative) Normes internationales et européennes correspondantes pour lesquelles
des équivalents ne sont pas donnés dans le texte.20
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ISO 15614-8:2002(F)
Avant-propos
Le présent document (EN ISO 15614-8:2002) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 121 "Soudage" dont
le secrétariat est tenu par le DS, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 44 "Soudage et techniques
connexes".
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit
par entérinement, au plus tard en octobre 2002, et toutes les normes nationales en contradiction devront être
retirées au plus tard en octobre 2002.
Le présent document a été élaboré dans le cadre d'un mandat donné au CEN par la Commission Européenne et
l'Association Européenne de Libre Échange et vient à l'appui des exigences essentielles de la (de) Directives(s)
UE.
L'annexe A est informative. L'annexe ZA est normative.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont
tenus de mettre cette Norme européenne en application: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,
Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République
Tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse.
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ISO 15614-8:2002(F)
1 Domaine d’application
La présente Norme européenne spécifie les exigences pour l'épreuve de qualification de modes opératoires pour le
soudage à l'arc d'assemblages de tubes sur plaque tubulaire en matériaux métalliques avec des procédés
manuels, semi-automatiques, automatiques ou mécanisés.
La présente norme fait partie d’une série de normes. Les détails sur cette série de normes sont donnés dans
l’Annexe A du prEN ISO 15607.
La qualification par des épreuves pour assemblages de tubes sur plaque tubulaire peut être utilisée pour tous les
assemblages, même si ces derniers sont entièrement soumis à une charge ou s'ils comportent seulement des
soudures d'étanchéité comme l’exigent les normes d'application.
Dans de telles situations, il convient de réaliser un ou plusieurs assemblages de qualification afin de simuler toutes
les caractéristiques principales de l'assemblage de production, par exemple ses dimensions, le bridage, les effets
de refroidissement. Il convient d’effectuer l'épreuve antérieurement à la production et dans les conditions utilisées
en production.
La présente Norme européenne s'applique au soudage par fusion des matériaux métalliques pour les assemblages
de tubes sur plaque tubulaire avec jeu. La présente norme ne s’applique pas aux assemblages tubes sur plaque
avec raccordements forgés sur des tubes soudés (soudures sur alésage intérieur/extérieur). Pour la réalisation
d'assemblages de tubes sur plaque tubulaire sans jeu, il convient que l'épreuve de qualification du mode opératoire
de soudage soit définie dans la spécification.
Pour d’autres applications et d’autres exigences, la présente norme peut être utilisée si cela est prévu dans la
spécification.
Il convient d’inclure la réparation par soudage dans l'épreuve de qualification du mode opératoire de soudage.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions issues d'autres publications.
Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées
ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces
publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.
Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y
compris les amendements).
EN 287-2, Epreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 2 : Aluminium et ses alliages.
EN 439, Produits consommables pour le soudage — Gaz de protection pour le soudage et le coupage à l'arc.
EN 571-1, Essais non destructifs — Examen par ressuage — Partie 1 : Principes généraux.
EN 1043-1, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de dureté — Partie 1 : Essai de
dureté des assemblages soudés à l'arc.
EN 1321, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Examen macroscopique et microscopique
des assemblages soudés.
EN 1418, Personnel en soudage — Epreuve de qualification des opérateurs soudeurs pour le soudage par fusion
et des régleurs en soudage par résistance pour le soudage totalement mécanisé et automatique des matériaux
métalliques.
EN 1435, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par radiographie des assemblages soudés.
EN 1708-1, Soudage — Descriptif de base des assemblages soudés en acier — Partie 1 : Composants soumis à
la pression.
EN ISO 4063, Soudage et techniques connexes — Nomenclature et numérotation des procédés (ISO 4063:1998).
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ISO 15614-8:2002(F)
prEN ISO 9606-1, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 1 : Aciers
(ISO/DIS 9606-1:2000).
EN ISO 9606-3, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 3 : Cuivre et ses alliages
(ISO 9606-3:1999).
EN ISO 9606-4, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 4 : Nickel et ses alliages
(ISO 9606-4:1999).
EN ISO 9606-5, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 5 : Titane et ses alliages,
zirconium et ses alliages (ISO 9606-5:2000).
prEN ISO 15607:2000, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Règles générales (ISO/DIS 15607:2000).
CR ISO 15608, Soudage — Lignes directrices pour un système de groupement des matériaux métalliques
(ISO/TR 15608:2000).
prEN ISO 15609-1:2000, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Descriptif d'un mode opératoire de soudage — Partie 1 : Soudage à l'arc (ISO/DIS 15609-1:2000).
prEN ISO 15614-1:2000, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage — Partie 1 : Soudage à l'arc et aux gaz
des aciers et soudage à l'arc des nickels et alliages de nickel (ISO/DIS 15614-1:2000).
EN ISO 6520-1, Soudage et techniques connexes — Classification des défauts géométriques dans les soudures
des matériaux métalliques — Partie 1 : Soudage par fusion (ISO 6520-1:1998).
EN 29692, Soudage à l'arc avec électrode enrobée, soudage à l'arc sous protection gazeuse et soudage aux
gaz — Préparations de joint sur acier (ISO 9692:1992).
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme européenne, les termes et définitions donnés dans le
prEN ISO 15607:2000 s'appliquent.
3.2 Symboles
Pour les besoins de la présente norme, les symboles suivants s'appliquent et sont montrés dans les Figures 1, 2
et 3 :
a épaisseur de gorge (mm) (dans ce cas, la distance minimale entre le point de racine et la surface de
la soudure)
d taille de soufflures (mm)
p
d diamètre extérieur du tube (mm)
a
d distance minimum entre deux tubes (mm), voir la Figure 2
l
g distance entre le tube et la plaque tubulaire
s point de départ de la passe de fond
p
t épaisseur de paroi du tube (mm)
t épaisseur du placage (mm)
1
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t épaisseur de la plaque tubulaire (mm)
2
x recouvrement (mm)
Figure 1 — Présentation des symboles dans un exemple
4 Descriptif d'un mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
4.1 Généralités
La qualification pour les épreuves de soudage d'assemblages de tubes sur plaque tubulaire doit être basée sur un
DMOS-P conformément au prEN ISO 15609-1:2000. Elle doit spécifier les paramètres appropriés listés en 4.2
et 4.3.
4.2 Informations concernant tous les procédés de soudage
Les détails se rapportant aux paramètres suivants doivent être enregistrés pour tous les procédés de soudage :
a) procédé de soudage ou procédés de soudage lorsque plusieurs procédés sont utilisés pour réaliser un
assemblage complet ;
b) spécification et épaisseur de la plaque tubulaire et, éventuellement, détails concernant le placage et son
épaisseur ;
c) spécification, épaisseur et diamètre extérieur des tubes ;
d) type de disposition (en carré ou en triangle) et distance entre deux tubes ;
e) forme du joint, diamètre réel de l'alésage et tolérances d'accostage (schéma) conformément à l’EN 29692 ;
f) nettoyage et dégraissage (préciser à quels stades de la mise en œuvre, ainsi que le type) ;
g) montage ou pointage, position de pointage et dudgeonnage ;
h) position de la plaque tubulaire et position de soudage ;
i) type et/ou marque commerciale des produits consommables ;
j) dimension (diamètre) et longueurs de fil par passe ;
k) température de préchauffage et température entre passes, y compris la méthode de contrôle ;
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ISO 15614-8:2002(F)
l) vitesse de soudage (soudage mécanisé) ;
m) nombre et disposition des passes, points de départ des passes et dimensions de la soudure (schéma) ;
n) séquence de soudage ;
o) traitement thermique après soudage, y compris méthode de contrôle ;
p) si nécessaire, température et durée recommandées pour le séchage ou l'étuvage préalable des produits
consommables pour le soudage ;
q) toutes dispositions particulières, y compris les exigences relatives au contrôle de l’énergie de soudage, tout
effet de refroidissement ou dudgeonnage du tube après soudage.
4.3 Informations concernant des procédés de soudage particuliers
Les détails se rapportant aux informations données en 4.3 a) à 4.3 d) doivent être enregistrés pour ces procédés
particuliers, en plus des informations données en 4.2. Les numéros de références des procédés de soudage se
rapportent à l’EN ISO 4063.
a) Soudage manuel à l'arc avec électrode enrobée (111)
courant alternatif ou courant continu et polarité ;
intensité ;
b) soudage MIG, soudage MAG, fil plein ou fil fourré, avec ou sans protection gazeuse externe (114), (131),
(135), (136), (137)
désignation du gaz de protection conformément à l’EN 439 et débit ;
tension à l'arc ;
vitesse de dévidage du fil ou intensité ;
pour le soudage pulsé : temps et fréquence de pulsation, courant pulsé et courant de fond ;
c) soudage TIG (141)
désignation du gaz de protection conformément à l’EN 439 et débit ;
courant alternatif (CA) ou courant continu (CC) et polarité ;
intensité ;
pour le soudage pulsé : temps et fréquence de pulsation, courant pulsé et courant de fond ;
métal d'apport éventuel ;
d) soudage mécanisé ou automatique
toutes les informations détaillées en b) ou en c) et les informations suivantes si nécessaire :
longueur d'arc ou tension à l'arc ;
lorsqu'un métal d'apport est utilisé, la vitesse de dépôt ou la vitesse de dévidage du fil par rapport au
diamètre du fil [voir 4.2 j] ;
autres variables de soudage préprogrammées telles que :
temps de purge avant et après soudage ;
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ISO 15614-8:2002(F)
modifications du niveau d’intensité ;
vitesses de montée et de réduction de l'intensité ;
vitesse de soudage et longueur de recouvrement ;
pour le soudage de la face endroit, les informations suivantes :
rayon de rotation de l'électrode ;
angle de l'électrode par rapport à l'axe du tube.
Pour tous les autres procédés de soudage, les paramètres de soudage doivent être spécifiés.
5 Qualification du mode opératoire de soudage
La qualification du mode opératoire de soudage pour les assemblages de tubes sur plaque tubulaire doit être
effectuée par un examinateur ou par un organisme d'examen par rapport à la norme d'application ou à la
spécification.
6 Soudage des assemblages de qualification
6.1 Généralités
Les assemblages de qualification du mode opératoire doivent être réalisés conformément à 6.2 et doivent simuler
la géométrie de l'assemblage utilisé en production ou une géométrie similaire respectant les exigences de
l'article 4. Les soudeurs doivent être qualifiés conformément au prEN ISO 9606-1, à l’EN 287-2, à l’EN ISO 9606-3,
à l’EN ISO 9606-4 ou à l’EN ISO 9606-5. Pour les opérateurs en soudage, la qualification peut être effectuée
pendant les épreuves conformément à l'EN 1418.
6.2 Type de l’assemblage de qualification
6.2.1 Préparation du joint et réalisation de l'assemblage
Des exemples de préparation de joint selon l’EN 29692 et de réalisation d'assemblages sont indiqués dans
l'EN 1708-1.
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ISO 15614-8:2002(F)
6.2.2 Extrémités de tubes soudées suivant une disposition en triangle
Lorsqu'il s'agit de souder des extrémités de tubes suivant une disposition en triangle, un minimum de 10 extrémités
de tubes ayant un diamètre extérieur inférieur à 40 mm ( 40 mm) ou bien un minimum de sept extrémités de tubes
(zone A) ayant un diamètre extérieur supérieur ou égal à 40 mm ( 40 mm) doivent être soudées comme indiqué à
la Figure 2.
Légende
d = distance minimum entre deux tubes
l
s = point de départ de la passe de fond
p
A-A/B-B = coupes d'éprouvettes (exemples d'emplacement des lignes de coupe)
Figure 2 — Assemblage de qualification pour extrémités de tubes disposées en triangle
6.2.3 Extrémités de tube soudées suivant une disposition en carré
Lorsqu'il s'agit de souder des extrémités de tubes suivant une disposition en carré, un minimum de 12 extrémités
de tubes ayant un diamètre extérieur inférieur à 40 mm ( 40 mm) ou bien un minimum de neuf extrémités de
tubes (zone A) ayant un diamètre extérieur supérieur ou égal à 40 mm ( 40 mm) doivent être soudées comme
indiqué à la Figure 3.
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ISO 15614-8:2002(F)
Légende
d = distance minimale entre deux tubes
l
s = point de départ de la passe de fond
p
A-A/B-B = coupes d'éprouvettes (exemples d'emplacement des lignes de coupe)
Figure 3 — Assemblage de qualification pour extrémités de tubes disposées en carré
7 Examens, contrôles et essais
7.1 Exécution
7.1.1 Généralités
Pour la qualification d'un mode opératoire de soudage, le même assemblage de qualification représentant
l'épreuve de qualification du mode opératoire de soudage doit satisfaire aux 7.1.2 à 7.1.6 et, si exigés, aux essais
de déboîtement par poussée décrits en 7.1.7.
7.1.2 Contrôle visuel
Après un nettoyage adapté et après le traitement thermique après soudage, si celui-ci est exigé, et avant le
découpage des éprouvettes, l'assemblage de qualification doit faire l'objet d'un contrôle visuel à 100 %.
Les soudures doivent avoir un contour uniforme sans surépaisseur excessive, ne pas présenter de projections à
l'intérieur des tubes et doivent être conformes au Tableau 1.
7.1.3 Contrôle par ressuage
Les surfaces externes de toutes les soudures doivent faire l'objet d'un contrôle par ressuage à 100 %, effectué
conformément à l’EN 571-1.
7.1.4 Contrôle par radiographie
Toutes les soudures d'épreuve, sauf celles soumises à l'essai de déboîtement par poussée, doivent être
radiographiées conformément à l’EN 1435. Un exemple est donné à la Figure 4. Dans ce cas, l'épaisseur de la
plaque tubulaire doit être ramenée dans une plage comprise entre 5 mm et 12 mm.
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ISO 15614-8:2002(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 Source de rayonnement
2 Marcassite radiée (acier/plomb)
3 Film
4 Cassette
5 Masque
Figure 4 — Exemple de l’exécution du contrôle par radiographie
7.1.5 Examen macroscopique
Après le contrôle visuel et le contrôle non destructif, l'assemblage de qualification doit être découpé comme indiqué
aux Figures 2 et 3, par sciage ou par usinage et en mettant en évidence deux points de départ de soudure. Les
éprouvettes d'examen macroscopique doivent être préparées et examinées conformément à l'EN 1321.
Lorsque la radiographie révèle des défauts autres que des soufflures, un examen macroscopique sur des coupes
supplémentaires pour évaluer la conformité aux critères d'acceptation de 7.2 doit être effectué.
7.1.6 Essai de dureté
Une filiation de dureté HV 10 conformément à l'EN 1043-1 doit être effectuée seulement pour les groupes d'aciers
2, 3, 4, 5, 6 et 7 conformément au CR ISO 15608 ainsi que pour les assemblages dissemblables en aciers
austénitiques et ferritiques.
Les valeurs de dureté doivent être enregistrées pour le métal fondu, les deux métaux de base et les zones
affectées thermiquement.
7.1.7 Essai de déboîtement par poussée ou par traction
Si cela est demandé par la spécification, des essais de déboîtement par poussée ou par traction peuvent être
exigés.
7.2 Critères d'acceptation
7.2.1 Généralités
Il convient d'utiliser les détails suivants pour l'épreuve de qualification de modes opératoires de soudage qui
peuvent être différents de ceux spécifiés pour une application particulière.
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ISO 15614-8:2002(F)
7.2.2 Contrôle visuel
Tableau 1 — Contrôle visuel
N° Défaut N° de référence Remarques Limites admises pour les
de défauts
l’EN ISO 6520-1
1 Fissures 100 tous types de fissures non admises
2 Fissure de cratère 104 non admise
3 Piqûre débouchante 2017 tous types de piqûres visibles sur la non admise
Retassure de cratère 2024 surface
4 Trou dans la paroi du non admis
tube
5 Débordement 506 x 0,5 mm pour les tubes
de diamètre extérieur, d
a
25 mm
et
x 1 mm pour les tubes de
diamètre extérieur,
d > 25 mm
a
6 Affaissement de non admis lorsqu'il entraîne
l'extrémité des tubes une réduction des
(seulement pour les dimensions de la soudure
soudures d'angle) en dessous des valeurs
exigées
7 Caniveau 5011 0,1 t
7.2.3 Contrôle par ressuage
Aucune indication de dimensions dans le métal fondu ou dans la zone affectée thermiquement n'est acceptable.
© ISO 2002 – Tous droits réservés 9
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ISO 15614-8:2002(F)
7.2.4 Contrôle par radiographie
Tableau 2 — Contrôle par radiographie
N° Défaut N° de référence Remarques Limites
de admises
l’EN ISO 6520-1 pour les
défauts
8 Fissures 100 Tous types de fissures non admises
9 Soufflures 2015 non admises
allongées, 2016
soufflures
vermiculaires
10 Nid de 2013 non admis
soufflures
11 Soufflures 2011 d 0,25 t
p
sphéroïdales,
1 mm max.
soufflures 2012
sphéroïdales
uniformément
réparties,
soufflures 2014
alignées
— pour chaque assemblage de tube, au maximum deux
soufflures de diamètre d sont admissibles
p
— écart minimum entre deux soufflures 2 x d pris dans le
p
sens de la circonférence
12 Inclusions 300 non admises
solides
13 Manque de 401 non admis
fusion
14 Manque de 402 non admis
pénétration
10 © ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 15614-8:2002(F)
7.2.5 Examen macroscopique
Tableau 3 — Examen macroscopique
N° Défaut N° de référence Remarques Limites admises
de l’ pour les défauts
EN ISO 6520-1
8 à voir Tableau 2
14
15 Epaisseur
a 0,9 t
de soudure
La gorge a est égale au rayon du plus grand cercle totalement
inscrit dans la soudure dont le centre est situé à la racine de
la soudure
7.2.6 Valeurs de dureté
Les résultats obtenus au cours des essais de dureté doivent satisfaire aux exigences données dans le
prEN ISO 15614-1:2000, Tableau 2.
7.2.7 Effort de déboîtement par poussée ou par traction
Il convient que les exigences soient définies dans la spécification.
8 Domaine de validité
8.1 Généralités
Toutes les conditions de validité présentées ci-dessous doivent être respectées indépendamment les unes des
autres. Les changements en dehors des domaines spécifiés doivent exiger une nouvelle épreuve de qualification
de mode opératoire de soudage.
8.2 Par rapport au constructeur
Une qualification d'un DMOS obtenue par un constructeur est valable
...
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