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Que sont les numéros P ?

Les numéros P sont le système de classification des Métaux de Base utilisé dans la Section IX de l'ASME pour regrouper les matériaux par composition et caractéristiques de Soudabilité. Le système a été développé pour réduire le nombre de qualifications de mode opératoire requises tout en garantissant que les matériaux au sein du même groupe se comportent de manière similaire pendant le Soudage. Les numéros P apparaissent dans le QW/QB-422 de la Section IX, qui répertorie chaque Spécification de Métal de Base approuvée par l'ASME avec son numéro P et son numéro de groupe attribués.

Le système de numéros P couvre une gamme de matériaux beaucoup plus large que le Tableau 5.6 de D1.1, qui ne regroupe que les aciers de construction en groupes I à V. Les numéros P de l'ASME IX vont du numéro P 1 (Aciers au carbone) au numéro P 62 (alliages de zirconium), couvrant les métaux ferreux, les alliages de nickel, les alliages d'aluminium, les alliages de cuivre, le titane et les métaux réactifs. Chaque numéro P représente une famille de matériaux ayant un comportement de Soudage similaire, ce qui signifie qu'un mode opératoire qualifié sur un matériau du groupe produit généralement des résultats acceptables sur d'autres matériaux du même groupe.

Attributions principales des numéros P

P-Number 1 — Carbon Steels

The most commonly encountered group in pressure vessel and piping Fabrication. Includes SA-36 (structural plate), SA-516 Gr.60 and Gr.70 (pressure vessel plate), SA-106 Gr.B (seamless pipe), SA-105 (forgings), SA-53 (welded and seamless pipe), and SA-179 (heat exchanger tubing). P-Number 1 is subdivided into Groups 1 through 4 based on carbon content and Résistance level. Group 1 covers lower-carbon, lower-strength materials. Group 2 covers medium-carbon steels with higher Résistance à la Traction.

P-Number 3 — Alloy Steels (up to 0.75% Cr)

Covers low-alloy steels with chromium content up to 0.75% and total alloy content that exceeds P-Number 1 Limites. Includes SA-335 P1 and P2 (alloy pipe), SA-387 Gr.2 (alloy plate). These materials typically require Préchauffage and often require Traitement Thermique après Soudage (PWHT). A procedure qualified on P-Number 3 does not qualify for P-Number 1, and vice versa.

P-Number 4 — Alloy Steels (0.75% to 2% Cr)

Covers chromium-molybdenum steels in the 1Cr-0.5Mo and 1.25Cr-0.5Mo range. Includes SA-335 P11 and P12 (alloy pipe) and SA-387 Gr.11 (alloy plate). These materials require mandatory PWHT per the construction Code. The higher chromium content makes them more sensitive to Fissuration par hydrogène, requiring strict preheat and hydrogen control.

P-Number 5A — Alloy Steels (2.25% to 3% Cr)

Covers 2.25Cr-1Mo steels, the workhorse alloy for high-Température refinery and petrochemical service. SA-335 P22 (pipe) and SA-387 Gr.22 (plate) are the most common specifications. PWHT is mandatory. These materials are also subject to temper embrittlement concerns in long-term elevated-temperature service.

P-Number 5B — Alloy Steels (5% to 9% Cr)

Covers 5Cr-0.5Mo through 9Cr-1Mo steels, including SA-335 P5 and P9. These materials typically require mandatory PWHT per the construction code due to their air-hardening tendency.

P-Number 8 — Austenitic Stainless Steels

Covers the 300-series austenitic stainless steels including SA-240 Type 304 and 316 (plate), SA-312 TP304 and TP316 (pipe), SA-182 F304 and F316 (forgings). Austenitic stainless steels generally require no preheat and no PWHT. The welding concerns are sensitization (carbide precipitation at grain boundaries), Fissuration à chaud, and Déformation due to the higher coefficient of thermal expansion compared to carbon steels.

P-Number 9A/9B — Nickel Alloy Steels

Covers nickel steels used in cryogenic service. P-9A includes 2.5% Ni steels (SA-203 Grade A), P-9B includes 3.5% Ni steels (SA-203 Grades D and E). These materials are designed for low-temperature applications such as LNG storage and ethylene plants where carbon steels lose ductility.

P-Number 10 — Various Chromium Stainless Steels

P-Number 10 covers a broad range of chromium-containing stainless steels across multiple subgroups. P-10A and P-10B cover ferritic stainless steels (409, 410S Types). P-10H covers duplex and super duplex stainless steels (2205, 2507) that combine austenitic and ferritic microstructures. Duplex grades require careful Énergie de Soudage control to maintain the austenite-ferrite phase balance. P-10I and P-10J cover additional specialty grades. The subgroup distinction matters when the construction code requires impact Essai.

P-Number 11 — High-Nickel Low-Temperature Steels

Covers high-nickel steels for low-temperature and cryogenic service. P-11A covers high-strength quenched-and-tempered (Q&T) alloy steels. P-11A-1 specifically includes 9% Ni plate (SA-353, SA-553, SA-522), SA-333 Gr.8, and SA-420 WPL8 for LNG storage and cryogenic piping. Other P-11A subgroups (P-11A-2 through P-11A-5) cover Q&T plates and forgings such as SA-508, SA-533, SA-543, and SA-645. Note: 3.5% Ni castings (SA-352 LC3) are P-Number 9B, not P-11A. PWHT must be carefully controlled — excessive temperatures or holding times can degrade the toughness properties these steels are selected for. Toughness Exigences are mandatory for all P-11 materials.

Répertoire des groupes de numéros P

Le Tableau QW/QB-422 contient plus de 2 000 Spécifications de matériaux réparties dans environ 70 groupes de numéros P distincts. Le Tableau ci-dessous répertorie chaque famille de numéros P avec sa Catégorie de matériau, ses Spécifications typiques et le nombre de matériaux répertoriés.

Les numéros P non ferreux (P21+) n'utilisent pas de numéros de groupe selon le QW/QB-421.2. “—” indique l'absence de subdivision de groupe.

Explication des numéros de groupe

Au sein de chaque numéro P, les matériaux sont subdivisés en numéros de groupe en fonction des plages de composition et des niveaux de résistance. Le numéro de groupe devient une Variable essentielle uniquement lorsque le Code de construction de référence (Section I, Section VIII, B31.3, etc.) exige un Essai de résilience. Lorsque l'Essai de résilience est requis, le changement de numéro de groupe au sein du même numéro P nécessite un nouveau QMO. Lorsque l'Essai de résilience n'est pas requis, tous les groupes au sein d'un numéro P sont traités comme équivalents aux fins de la qualification.

Ce double traitement est spécifique à l'ASME IX et n'a pas d'équivalent dans D1.1 ou API 1104. Il reflète la philosophie de l'ASME selon laquelle les matériaux au sein du même numéro P ont une Soudabilité similaire, mais leur comportement en matière de ténacité après Soudage peut varier suffisamment pour justifier une qualification distincte lorsque l'Essai de résilience est spécifié.

“Le système de numéros P est l'épine dorsale de la qualification ASME IX. Si le numéro P est incorrect, l'ensemble du DMOS est invalide — peu importe la qualité apparente des soudures.”

— Norme CWI instruction, reflecting ASME IX QW-403 Variable essentielle requirements

Comparaison des numéros P avec les groupes de Métal de Base D1.1

D1.1 Tableau 5.6 organizes structural steels into five groups (I through V) based on strength and Soudabilité. This system is much simpler than ASME IX P-numbers because D1.1 covers only structural carbon and low-alloy steels, while ASME IX covers the full range of metallic materials used in pressure equipment. The rough equivalencies are P-Number 1 corresponding to D1.1 Groups I and II, and P-Number 3 corresponding to D1.1 Groups III and IV. D1.1 Group V (A913 Gr.80 HSLA steel) has no direct P-number equivalent because it is not commonly used in pressure equipment.

Les deux systèmes ne sont pas interchangeables. Une qualification selon le groupe I de D1.1 ne satisfait pas à une exigence de qualification ASME IX P-Numéro 1, et vice versa. Les Fabricants travaillant selon les deux Codes doivent conserver des dossiers de qualification distincts. Pour toute question concernant les groupes de Métal de Base D1.1 et les exigences de Préchauffage, utilisez le Calculateur de Préchauffage et vérifiez le groupe de votre acier à l'aide de votre Certificat Matière (MTR).

Domaines de validité

Un mode opératoire qualifié sur un Métal de Base au sein d'un numéro P établit un Domaine de validité. La règle clé est que le changement de numéro P est une Variable essentielle — il nécessite toujours un nouveau QMO. Au sein du même numéro P, le Domaine de validité dépend de la nécessité d'un Essai de résilience. Sans Essai de résilience, tous les groupes sont couverts. Avec Essai de résilience, seuls le groupe spécifique (et les groupes de moindre sévérité d'Essai de résilience) sont couverts.

Pour les assemblages de Métaux dissemblables (Soudage de deux numéros P différents), l'ASME IX QW-424 fournit des règles spécifiques. Une qualification distincte est requise pour chaque combinaison de numéros P. Une qualification P-1 à P-1 ne couvre pas un assemblage P-1 à P-8. La sélection du Métal d'Apport pour les assemblages dissemblables dépend des deux Métaux de Base et doit être compatible avec les deux numéros P. Le numéro F du Métal d'Apport est une Variable essentielle distincte.

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Données de référence de l'ASME BPVC IX:2025 — QW/QB-422, QW-424. Non affilié à l'ASME.