Introduction

L'hydrogène est de plus en plus central dans les stratégies mondiales de transition énergétique, et le Département de l'Énergie des États-Unis note que les pipelines sont une voie clé pour la livraison d'hydrogène. Environ 1 600 miles de pipelines d'hydrogène opèrent actuellement aux États-Unis, principalement détenus par des producteurs d'hydrogène commerciaux et concentrés près de grands utilisateurs comme les raffineries de pétrole et les usines chimiques. Alors que les projets d'hydrogène se développent, les ingénieurs EPC et les responsables des achats doivent comprendre les exigences spécifiques pour les composants de tuyauterie selon l'ASME B31.12, le code dédié aux tuyauteries et pipelines d'hydrogène.

Ce guide se concentre sur ce qu'un appel d'offres (RFQ) doit définir lors de l'approvisionnement en tubes en acier sans soudure et en raccords forgés à souder en emboîture pour le service hydrogène. Il ne remplace pas le code, mais constitue une liste de contrôle pratique pour vous aider à éviter les pièges courants.

Comprendre l'ASME B31.12

L'ASME B31.12, intitulé "Hydrogen Piping and Pipelines" (Tuyauteries et pipelines d'hydrogène), est applicable aux tuyauteries et pipelines manipulant de l'hydrogène gazeux, des mélanges d'hydrogène gazeux et du service d'hydrogène liquide. Le code s'applique jusqu'au joint inclus reliant la tuyauterie aux récipients sous pression et équipements associés, mais pas aux récipients et équipements eux-mêmes. Il couvre également l'emplacement et le type des éléments de support, mais pas la structure à laquelle ils sont fixés.

Le code est organisé en parties :

Partie GR – Exigences générales : définitions, matériaux, soudage, brasage, traitement thermique, formage, essais, inspection, examen, exploitation et maintenance.
Partie IP – Tuyauterie industrielle : exigences pour les composants, la conception, la fabrication, l'assemblage, l'érection, l'inspection, l'examen et les essais.
Partie PL – Pipelines : exigences pour les composants, la conception, l'installation et les essais des pipelines d'hydrogène.
Annexes obligatoires I à IX et Annexes non obligatoires A à F.

Chaque partie doit être utilisée conjointement avec la partie GR mais est indépendante des autres parties. Le joint reliant une tuyauterie régie par deux parties différentes doit être soumis exclusivement aux exigences d'une seule partie. Le code n'est pas destiné à être appliqué rétroactivement aux systèmes d'hydrogène existants.

Considérations clés pour l'appel d'offres (RFQ)

Lors de la préparation d'un appel d'offres (RFQ) pour des composants de tuyauterie hydrogène, vous devez définir les éléments suivants :

1. Conditions de service et partie du code

Spécifiez si le composant est destiné à une tuyauterie industrielle (partie IP) ou à un pipeline (partie PL). Cela détermine les exigences de conception, de matériau et d'essai. Incluez la pression de service, la température et la concentration d'hydrogène (pur ou mélange). Pour le service d'hydrogène liquide, des exigences supplémentaires à basse température s'appliquent.

2. Spécification et qualification du matériau

Le service hydrogène peut provoquer une fragilisation de l'acier et des soudures, comme le note le DOE. Par conséquent, la sélection du matériau est critique. L'appel d'offres (RFQ) doit spécifier la nuance de matériau exacte et la norme (par exemple, ASTM A106 pour les tubes sans soudure, ASTM A105 pour les raccords forgés). Cependant, ne supposez pas qu'un matériau conventionnel est automatiquement qualifié pour l'hydrogène. Le code de conception, les conditions de service, les performances du matériau, le soudage et les essais nécessitent tous un examen du projet. Le fournisseur doit démontrer que le matériau et le processus de fabrication sont adaptés au service hydrogène, souvent par des essais supplémentaires ou une documentation.

3. Exigences de conception et de fabrication

Référencez l'ASME B31.12 pour la conception et la fabrication. L'appel d'offres (RFQ) doit exiger la conformité à la partie applicable (IP ou PL) et à toute spécification supplémentaire du projet. Incluez les exigences pour le soudage, le traitement thermique et le formage. Pour les raccords forgés à souder en emboîture, assurez-vous que les dimensions et les classes de pression du raccord répondent aux conditions de conception.

4. Inspection et essais

Définissez l'inspection et les essais requis, tels que l'essai hydrostatique, les essais non destructifs (RT, UT, PT, MT) et la traçabilité des matériaux. L'appel d'offres (RFQ) doit spécifier si une inspection par un tiers est requise et quelles normes s'appliquent (par exemple, ASME V pour les essais non destructifs). Pour le service hydrogène, des essais d'étanchéité supplémentaires peuvent être nécessaires pour contrôler la perméation et les fuites.

5. Documentation

Exigez des certificats de réception matière (CRM) conformes à l'EN 10204 3.1 ou 3.2, ainsi que toute documentation spécifique à l'hydrogène. Le fournisseur doit fournir la preuve de conformité à l'ASME B31.12, y compris les calculs de conception et les rapports d'essai.

Vérifications lors de l'achat

Avant d'émettre un appel d'offres (RFQ), vérifiez les points suivants :

Capacité du fournisseur : Le fournisseur a-t-il de l'expérience avec les composants de tuyauterie hydrogène ? Demandez des références et des études de cas.
Disponibilité du matériau : Confirmez que le matériau spécifié est disponible dans les tailles et quantités requises.
Conformité au code : Assurez-vous que le fournisseur connaît l'ASME B31.12 et peut fournir une documentation de conformité.
Système qualité : Vérifiez si le fournisseur est certifié ISO 9001 ou similaire, et s'il dispose d'un manuel qualité traitant du service hydrogène.

Risques courants et comment les atténuer

Fragilisation par l'hydrogène : C'est une préoccupation majeure. Atténuez-la en spécifiant des matériaux ayant une résistance prouvée, en contrôlant la dureté et en utilisant des procédures de soudage appropriées.
Perméation et fuites : Les molécules d'hydrogène sont petites et peuvent fuir à travers les joints et les soudures. Spécifiez des essais d'étanchéité et utilisez des conceptions de joints et de garnitures appropriées.
Documentation inadéquate : Sans CRM appropriés et certificats de conformité au code, le composant peut être rejeté lors de l'inspection. Exigez une documentation complète dès le départ.
Mélange de recherche et d'approbation : Le DOE discute du mélange d'hydrogène dans les pipelines de gaz naturel comme domaine de recherche. Ne supposez pas qu'un composant est approuvé pour le service hydrogène simplement parce qu'il est utilisé dans le gaz naturel. Vérifiez toujours la conformité à l'ASME B31.12 et aux spécifications du projet.

Entrées de l'appel d'offres (RFQ) : ce qu'il faut inclure

Votre appel d'offres (RFQ) doit inclure :

Nom et emplacement du projet
Code et édition applicables (par exemple, ASME B31.12-2023)
Partie (IP ou PL) et conditions de service (pression, température, concentration d'hydrogène)
Spécification et nuance du matériau
Taille, épaisseur de paroi et extrémités (par exemple, biseautées pour soudure bout à bout, en emboîture)
Quantité et calendrier de livraison
Exigences d'inspection et d'essai
Exigences de documentation (CRM, rapports d'essais non destructifs, etc.)
Toute exigence spéciale (par exemple, ténacité à basse température, limites de dureté)

Points d'inspection et de documentation

Lors de l'inspection, vérifiez :

Traçabilité des matériaux : Les CRM doivent correspondre aux marquages sur les composants.
Conformité dimensionnelle : Vérifiez par rapport à l'ASME B16.9 pour les raccords à souder bout à bout ou l'ASME B16.11 pour les raccords à souder en emboîture, selon le cas.
Résultats d'examen visuel et d'essais non destructifs : Assurez-vous qu'il n'y a pas de fissures, porosités ou autres défauts.
Certificats d'essai hydrostatique : Confirmez la pression et la durée de l'essai.
Marquage : Les composants doivent être marqués conformément à la MSS SP-25 ou comme spécifié.

Conclusion

La tuyauterie hydrogène nécessite une spécification et une vérification minutieuses. L'ASME B31.12 fournit le cadre, mais l'acheteur doit s'assurer que chaque composant répond au code et aux exigences du projet. En définissant les conditions de service, les qualifications des matériaux et les besoins d'inspection dans votre appel d'offres (RFQ), vous pouvez réduire les risques et garantir un fonctionnement sûr et fiable.

Pour l'approvisionnement, envisagez nos tubes en acier sans soudure et raccords forgés à souder en emboîture, qui peuvent être fournis avec la documentation nécessaire. Vérifiez toujours l'adéquation à l'hydrogène avec votre équipe d'ingénierie.