Didier Vassal, vice-président de Victaulic OEM and Marine Services, a comparé les méthodes de raccordement de tuyaux à brides et à rainures et a expliqué les avantages que les joints de tuyaux rainurés offrent par rapport aux brides. Des systèmes de tuyauterie efficaces sont essentiels pour une gamme de services requis sur les navires, y compris les systèmes auxiliaires tels que les systèmes de cale et de ballast, le refroidissement par eau de mer et d'eau douce, l'huile de lubrification, la protection contre les incendies et le nettoyage du pont. Pour ces systèmes autorisés par la qualité de la tuyauterie, une alternative efficace à l'utilisation de connexions mécaniques soudées est d'utiliser des joints mécaniques fendus, qui offrent une série d'avantages techniques, économiques et pratiques. Ceux-ci comprennent des performances améliorées, une installation et une maintenance plus rapides et plus simples, et un poids aérien réduit. Problèmes de performances Dans les joints de tuyaux à brides, deux brides d'accouplement sont boulonnées ensemble et le joint est comprimé pour former un joint. Comme les boulons et les écrous du joint à bride absorbent et compensent la force du système, au fil du temps, en raison des fluctuations de pression, de la pression de service du système, des vibrations et de la dilatation et de la contraction thermiques, les boulons et les écrous peuvent s'étirer et perdre leur étanchéité d'origine. Lorsque ces boulons subissent un relâchement de couple, le joint perd son étanchéité à la compression, ce qui entraîne des degrés variables de fuite. Selon l'emplacement et la fonction du système de tuyauterie, les fuites peuvent entraîner des coûts et des dangers élevés, entraînant des temps d'arrêt et des risques pour la maintenance/réparation. Après avoir retiré le joint, le joint devra être remplacé car il collera à la surface de la bride pendant un certain temps. Lors du démontage du joint, les joints doivent être grattés des deux surfaces de la bride, et ces surfaces doivent être nettoyées avant de remplacer les joints, ce qui augmente les temps d'arrêt pour maintenance. En raison de la force du boulon et de la dilatation et de la contraction du système, le joint de bride produira également une « déformation » par compression au fil du temps, ce qui est une autre cause de fuite. La conception du joint de tuyau mécanique rainuré surmonte ces problèmes de performance. Tout d'abord, une rainure est formée à l'extrémité du tuyau, et le raccord du tuyau est fixé par un raccord qui accueille un joint élastomère élastique et sensible à la pression. Le boîtier du raccord entoure complètement le joint, renforçant ainsi l'étanchéité et le fixant en place, car le raccord s'engage et forme un verrouillage fiable dans la rainure du tuyau. La dernière technologie de connexion permet d'assembler entièrement des tuyaux jusqu'à 24 pouces (600 mm) de diamètre avec seulement deux écrous et boulons pour sécuriser les joints autocontraignants. En raison de la relation de conception entre le tube, le joint et le boîtier, le joint mécanique crée une triple étanchéité, qui est renforcée lorsque le système est sous pression. Raccords rigides et flexibles Les raccords mécaniques fendus pour tuyaux sont disponibles sous des formes rigides et flexibles, toutes deux approuvées par la société de classification, et peuvent être utilisés à la place de la méthode de soudage/bride dans 30 systèmes, mais doivent être conformes à chaque norme d'installation établie par un organisme de certification. Les raccords rigides sont utilisés, par exemple, autour de zones telles que les collecteurs et les vannes, et ils sont plus faciles d'accès et de remplacement que les brides. Selon la nature de leur conception, les raccords rigides offrent également une rigidité axiale et radiale comparable aux brides ou aux joints soudés. Les raccords flexibles présentent des avantages dans les applications. Outre le mouvement des tuyaux dû à la dilatation thermique ou aux vibrations, un mouvement relatif entre le tuyau et la structure de support est également attendu. La dilatation et la contraction exercent une pression sur les brides et les tuyaux, ce qui peut endommager le joint au fil du temps. Lorsque cela se produit, les joints risquent de fuir. Le raccord flexible rainuré peut s'adapter au déplacement des tuyaux sous forme de mouvement axial ou de déviation angulaire. Par conséquent, ils sont idéaux pour l'installation de longues canalisations, en particulier entre de gros blocs où l'atmosphère océanique peut provoquer le desserrage des brides au fil du temps, entraînant des fuites et un risque de séparation des canalisations. Les raccords rigides et les raccords flexibles ont également l'avantage de réduire le bruit et les vibrations, éliminant ainsi le besoin de composants spéciaux de réduction du bruit et de soufflets en caoutchouc périssables ou d'articles similaires. L'utilisation de systèmes de tuyauterie à fentes mécaniques peut accélérer et simplifier l'installation et la maintenance, et augmenter l'efficacité du système de tuyauterie embarqué. Facile à installer Lors de la première installation, les trous de boulon de la bride doivent être alignés avec précision, puis serrés pour fixer le joint. Les index des trous de boulons sur l'entrée et la sortie de l'équipement doivent également être parfaitement alignés avec les brides des tuyaux à raccorder à l'équipement. Dans le cas de l'une des multiples positions fixes déterminées uniquement par le nombre de trous sur la bride, seul le raccord ou la vanne peut être tourné pour correspondre aux trous de boulon. De plus, l'autre extrémité du tuyau à bride doit également être alignée avec sa bride d'accouplement, ce qui augmente encore la difficulté d'assemblage et le risque de désalignement. Le système de tuyauterie rainuré ne présente pas ce problème et peut être installé plus facilement, et le tuyau et les composants d'accouplement peuvent être tournés à 360 degrés. Il n'est pas nécessaire d'organiser le motif des trous de boulons et le couplage peut être orienté à n'importe quelle position autour du joint. Le couplage peut tourner autour du tuyau pour accéder facilement aux boulons et simplifier l'accès à l'équipement. En plus d'éliminer le désalignement pendant le processus d'installation, la fonction d'orientation à 360 degrés du couplage et le profil plus petit par rapport à la bride font de l'installation du système de rainure un choix idéal pour les espaces étroits. De plus, l'installateur peut aligner tous les boulons d'assemblage de chaque joint dans la même position pour simplifier l'inspection et la maintenance du système. La bride mesure environ deux fois le diamètre extérieur du tuyau auquel elle est connectée. En moyenne, les raccords rainurés ne font que la moitié de cette taille. L'avantage de taille de la conception plus petite en fait un choix idéal pour les systèmes à auges, adapté aux travaux dans un espace limité, comme la pénétration des ponts et des murs. Ce fait remonte aux années 1930, lorsque les raccords Victaulic ont été utilisés pour la première fois dans les chantiers navals britanniques. Vitesse d'assemblage Étant donné que le raccord comporte moins de boulons et que le couple requis ne dépasse pas 12 pouces (300 mm), l'installation de tuyaux rainurés est beaucoup plus rapide que l'installation de brides. Contrairement aux brides qui doivent être soudées aux extrémités des tuyaux, les composants de vanne rainurés ne nécessitent pas de soudage, ce qui réduit encore le temps d'installation, élimine les dommages thermiques potentiels à la vanne et réduit les risques de sécurité en éliminant les opérations à haute température. Une comparaison des conduites de ballast DIN 150 installées à l'aide de produits rainurés Victaulic avec les méthodes de connexion traditionnelles montre que le temps d'installation total requis a été réduit de 66 % (150,47 heures-homme et 443,16 heures-homme). Par rapport à l'installation de 60 raccords rigides, le temps requis pour installer 52 brides coulissantes, coudes à souder et tés présente la plus grande différence. Le raccord ne nécessite que deux boulons pour atteindre une taille de tuyau de 24 pouces (600 mm). À titre de comparaison, dans la gamme de tailles plus grandes, la bride nécessite au moins 20 jeux d'écrous et de boulons. De plus, la bride nécessite l'utilisation d'une clé étoile qui prend du temps à serrer avec une clé spéciale pour mesurer et garantir que la spécification de couple correcte est atteinte. La technologie du tube rainuré permet d'utiliser des outils manuels standard pour assembler le raccord, et une fois que le patin de boulon d'accouplement du boîtier du raccord touche le métal sur métal, le joint peut être correctement installé. Une simple inspection visuelle peut confirmer l'assemblage correct. En revanche, les brides ne fournissent pas de confirmation visuelle : la seule façon de garantir un assemblage correct est de remplir et de pressuriser le système, de vérifier les fuites et de resserrer les joints si nécessaire. Facilité d'entretien Le système de tuyauterie rainurée présente les mêmes caractéristiques d'installation accélérée - moins de boulons et aucune exigence de couple - et fait également de la maintenance ou des modifications du système une tâche rapide et simple. Pour accéder à la pompe ou à la vanne, par exemple, desserrez les deux boulons du raccord et retirez le boîtier et le joint du joint. Dans le système à bride, plusieurs boulons doivent être retirés. Lors de la réinstallation de la bride, la même procédure de serrage des boulons qui prend du temps doit être effectuée lors de l'installation initiale. Comme il n'est pas nécessaire de resserrer, le raccord permet d'économiser beaucoup de travaux de maintenance de routine liés aux brides. Contrairement aux brides où des contraintes variables sont appliquées aux rondelles, aux écrous et aux boulons, les raccords maintiennent les rondelles depuis l'extérieur du joint de tuyau avec des forces de compression précises. De plus, comme le joint d'accouplement ne supporte pas une pression élevée, il n'est pas nécessaire de le remplacer selon le programme d'entretien régulier, et le joint de bride doit être remplacé lorsque le système est démonté pour l'entretien. Afin de réduire le bruit et les vibrations du système, le système de bride doit utiliser des soufflets en caoutchouc ou des tuyaux tressés. Ces éléments peuvent tomber en panne en raison d'un étirement excessif et, en cas d'usure normale, ils doivent être remplacés en moyenne tous les 10 ans, ce qui peut entraîner des coûts et des temps d'arrêt du système. Cependant, les joints de tuyaux avec rainures mécaniques peuvent prolonger la durée de vie du système. Ils ont la capacité de s'adapter aux vibrations du système et de réduire le risque de défaillance des joints sans avoir besoin de produits spéciaux qui nécessitent un entretien ou un remplacement régulier. Les rondelles élastiques à ressort contenues dans les raccords flexibles et rigides sont très durables et peuvent supporter des pressions de service élevées et des charges périodiques. Le système peut être pressurisé et décompressé à plusieurs reprises sans fatigue du joint en élastomère. Les composants de vanne légers sont généralement composés de composants à bride. Cependant, cette méthode de connexion ajoute un poids inutile au système de tuyauterie. Un ensemble de vanne à bride de 6 pouces (150 mm) se compose d'une vanne papillon à oreilles. La vanne papillon est reliée à une bride à col soudé et huit boulons et écrous sont reliés de chaque côté de la vanne, pesant environ 85 livres. Un ensemble de vanne de 6 pouces (150 mm) utilise une vanne papillon avec une extrémité rainurée, un tuyau avec une extrémité rainurée et deux raccords rigides pour relier ces composants. Le poids est d'environ 35 livres, ce qui est 58 % plus léger que l'ensemble à bride. . Par conséquent, l'ensemble de vanne rainuré est un choix idéal pour l'industrie de la construction navale. Lors de l'utilisation de produits rainurés Victaulic au lieu de la méthode de connexion traditionnelle, la comparaison ci-dessus de la ligne de ballast DIN 150 installée montre une réduction de poids de 30 % (2 164 livres contre 3 115 livres). 52 brides coulissantes, jeux de boulons et rondelles, tandis que 60 raccords rigides représentent beaucoup de poids dans le système de soudage/bride. Sur les canalisations de différentes tailles, le poids peut être réduit en utilisant des joints de tuyaux rainurés au lieu de brides. L'ampleur de la réduction dépend du diamètre du tuyau et du type de joints utilisés. Dans un test utilisant un raccord Victaulic Style 77 (le raccord le plus lourd de la gamme) pour connecter le tuyau, l'installation totale de l'assemblage rainuré par rapport à deux brides coulissantes PN10 plus légères Le poids est nettement inférieur. La perte de poids est enregistrée comme suit : 4 pouces (100 mm) - 67 % ; 12 pouces (300 mm) - 54 % ; 20 pouces (500 mm) - 60,5 %. L'utilisation de raccords flexibles plus légers de type 75 ou de type 07 rigides et/ou de brides plus lourdes peut facilement atteindre une réduction de poids de 70 %. Par exemple, le kit de brides de 24 pouces (600 mm) utilisé dans le système TG2 pèse 507 livres, tandis que des composants similaires utilisant des connecteurs Victaulic ne pèsent que 88 livres. Grâce au système choisi, le chantier naval, qui utilise des raccords rainurés plutôt que des brides, a réduit le poids des navires de soutien offshore de 12 tonnes et celui des navires de croisière de 44 tonnes. Les avantages économiques de la technologie des rainures pour les armateurs sont évidents : la réduction du poids signifie une augmentation du nombre de marchandises ou de passagers et une réduction de la consommation de carburant. Cela facilite également la manipulation du système de tuyauterie du navire. La tendance évolutive Les systèmes de tuyauterie rainurés présentent de plus grands avantages que les systèmes de tuyauterie à brides en raison de leur rapidité d'installation, de leur facilité d'entretien et de leur poids réduit. Ces caractéristiques, associées à d'autres avantages tels que la fiabilité, l'alignement facile et les risques de sécurité réduits, ont incité les armateurs, les ingénieurs et les chantiers navals à choisir des systèmes mécaniques rainurés au lieu de brides. La tendance croissante à l'utilisation de la technologie des rainures est soutenue par les fournisseurs d'équipements (tels que les échangeurs de chaleur, les refroidisseurs de boîtes et les refroidisseurs) ainsi que par les fabricants de vannes et de compresseurs, dont beaucoup proposent désormais leurs produits avec des raccords d'extrémité rainurés. La gamme de services pouvant utiliser des raccords de tuyaux rainurés ne cesse de s'élargir. Grâce à son application réussie dans les systèmes d'eau, Victaulic poursuivra sa longue histoire d'innovation pour développer des joints résistants au feu et obtenir la certification de type pour leur utilisation dans les services de carburant offshore.
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Date de publication : 13 mai 2021
