Didier Vassal, vice-président de Victaulic OEM et Marine Services, a comparé les méthodes d'assemblage de tuyaux à brides et à rainures et a expliqué les avantages des joints de tuyaux rainurés par rapport aux brides. Des systèmes de tuyauterie efficaces sont essentiels pour une gamme de services requis sur les navires, y compris les systèmes secondaires 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, lorsque la qualité de la canalisation le permet, une alternative efficace au soudage/bridage des tuyaux est l'utilisation de 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 à bord 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, les boulons et les écrous s'étirent et perdent leur étanchéité d'origine en raison des fluctuations de pression, de la pression de service du système, des vibrations et de la dilatation et de la contraction thermiques. Lorsque ces boulons subissent une relaxation de couple, le joint perd son étanchéité à la compression, ce qui peut entraîner des degrés variables de fuite. Selon l'emplacement et la fonction du système de tuyauterie, les fuites peuvent être coûteuses et dangereuses, entraînant des temps d'arrêt et des risques pour la maintenance/réparation. Le joint doit être remplacé lors du démontage du joint, car au fil du temps, le joint adhère à la surface de la bride. 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 encore les temps d'arrêt pour maintenance. En raison de la force de connexion des boulons et de la dilatation et de la contraction du système, le joint de bride produira également une « déformation » de compression au fil du temps, ce qui est une autre cause de fuite. La conception des joints de tuyaux mécaniques fendus surmonte ces problèmes de performance. Tout d'abord, une rainure est formée à l'extrémité du tuyau, et le raccordement du tuyau est fixé par un joint, et un joint élastomère élastique et sensible à la pression est installé dans le joint. Le boîtier du raccord entoure complètement le joint, renforçant l'étanchéité et le maintenant en place, car le raccord s'engage et forme un verrouillage fiable dans la rainure du tuyau. La dernière technologie de raccord permet d'assembler entièrement des tuyaux jusqu'à 24 pouces (600 mm) de diamètre avec seulement deux écrous et boulons pour fixer les joints auto-contraignants. En raison de la relation de conception entre les tuyaux, les joints et le boîtier, les joints mécaniques forment un triple joint. Cette relation sera renforcée lorsque le système sera sous pression. Les joints rigides et flexibles sont disponibles sous deux formes : rigide et flexible. Les joints mécaniques de tuyaux à rainure ont passé la certification de type de la société de classification et peuvent remplacer les méthodes de connexion par soudage/bride dans 30 systèmes, en fonction des normes d'installation définies par chaque organisme de certification. Par exemple, utilisez des raccords rigides autour de zones telles que les collecteurs et les vannes, où ils sont plus faciles d'accès et de remplacement que les brides. En raison de la nature de leur conception, les raccords rigides offrent également une rigidité axiale et radiale comparable aux brides ou aux joints soudés. En plus du mouvement des tuyaux causé par la dilatation thermique ou les vibrations, les joints flexibles présentent des avantages dans les applications où un mouvement relatif entre le tuyau et la structure de support est prévu. La dilatation et la contraction exercent une pression sur les brides et les tuyaux, ce qui au fil du temps peut endommager le joint. Lorsque cela se produit, il existe un risque de fuite dans les joints. Le raccord flexible à rainure peut s'adapter au déplacement du tuyau sous forme de mouvement axial ou de déviation angulaire. Pour cette raison, ils sont très adaptés à l'installation de longues canalisations, en particulier entre les blocs. La haute mer peut provoquer le desserrage des brides au fil du temps, entraînant un risque de fuite et de séparation des canalisations. Les raccords rigides et flexibles présentent également les avantages de la réduction du bruit et de la réduction des vibrations, sans avoir 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 rainures mécaniques peut accélérer et simplifier l'installation et la maintenance, et améliorer l'efficacité du système de tuyauterie du navire. 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. Étant donné que le nombre de trous sur la bride détermine l'une des nombreuses positions fixes, 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 n'a pas ce problème et l'installation est plus pratique. La tuyauterie et les pièces d'accouplement peuvent être tournées complètement à 360 degrés. Il n'y a pas de modèle de trou de boulon à aligner et le couplage peut être positionné n'importe où autour du joint. Le couplage peut être tourné autour du tuyau pour un accès facile aux boulons et un accès simplifié à l'équipement. En plus d'éliminer le désalignement lors de l'installation, la fonction d'orientation à 360 degrés du couplage et son profil plus petit par rapport aux brides rendent l'installation du système rainuré très adaptée aux espaces étroits. De plus, l'installateur peut positionner tous les boulons d'assemblage sur chaque joint dans la même position pour faciliter l'inspection et la maintenance du système. Les brides ont environ deux fois le diamètre extérieur du tuyau auquel elles sont connectées. En moyenne, les joints rainurés ne font que la moitié de cette taille. L'avantage de taille de la conception plus petite rend le système rainuré idéal pour les opérations à espace restreint, telles que la pénétration de ponts et de murs - un fait qui a été reconnu dès les années 1930, lorsque les joints 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 n'a pas besoin d'un couple de serrage allant jusqu'à 12 po (300 mm), les tuyaux rainurés peuvent être installés beaucoup plus rapidement que les brides. Contrairement aux brides qui doivent être soudées aux extrémités des tuyaux, les assemblages de vannes rainurées Aucune soudure n'est requise, ce qui réduit encore le temps d'installation et élimine les dommages thermiques potentiels à la vanne, tout en réduisant les risques de sécurité en éliminant le traitement thermique. Français La comparaison de la conduite de ballast DIN 150 installée avec les produits rainurés Victaulic et 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 60 raccords rigides, le temps nécessaire à l'installation de 52 brides à manchon coulissant et de coudes et tés soudés présente la plus grande différence de temps. Le raccord ne nécessite que deux boulons et le diamètre du tuyau peut atteindre 24 pouces (600 mm). En revanche, dans la gamme de tailles plus grandes, la bride nécessite au moins 20 jeux d'écrous et de boulons. De plus, la méthode Lan nécessite l'utilisation de clés spéciales pour le serrage en étoile qui prend du temps afin de mesurer et de garantir que les spécifications de couple correctes sont atteintes. La technologie du tube rainuré permet l'utilisation d'outils à main standard pour assembler le raccord, une fois que les patins de boulon d'accouplement du boîtier du raccord rencontrent la paire de métaux. Les raccords peuvent être installés correctement si le métal l'exige. 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 reconstruire si nécessaire. Serrez les joints. La même caractéristique du système de tuyauterie rainuré de maintenabilité est qu'il accélère l'installation - moins de boulons et aucune exigence de couple - et fait également de la maintenance ou de la modification du système une tâche rapide et simple. Par exemple, pour accéder aux pompes ou aux vannes, desserrez les deux boulons du raccord et retirez le boîtier et le joint du joint. Dans le système de bride, plusieurs boulons doivent être retirés. Lors du remontage de la bride, la même installation initiale chronophage est requise. La séquence de serrage des boulons. Comme ils n'ont pas besoin d'être resserrés, les raccords éliminent la plupart des travaux de maintenance quotidienne liés aux brides. Contrairement aux brides qui appliquent une contrainte variable sur les rondelles, les écrous et les boulons, les raccords remplacent les rondelles par une compression externe précise du joint de tuyau. De plus, comme le joint d'accouplement n'est pas affecté par une force de compression élevée, il n'a pas besoin d'être remplacé régulièrement, tandis que le joint de bride doit être remplacé lors du démontage et de la maintenance du système. Afin de réduire le bruit et les vibrations du système, le système de bride nécessite des soufflets en caoutchouc ou des tuyaux flexibles tressés. Ces composants peuvent tomber en panne en raison d'un étirement excessif et, dans des conditions d'usure normales, ils doivent être remplacés tous les 10 ans en moyenne, ce qui entraîne des coûts et des temps d'arrêt du système. Cependant, les joints de tuyaux rainurés mécaniques peuvent prolonger la durée de vie du système. Leur capacité à s'adapter aux vibrations du système réduit le risque de défaillance des joints sans nécessiter de produits spéciaux nécessitant un entretien ou un remplacement régulier. Les rondelles élastiques à ressort incluses dans les raccords flexibles et rigides sont très durables et peuvent supporter une pression de travail et une charge cyclique énormes. Le système peut être mis sous pression et décompressé à plusieurs reprises sans fatigue du joint en élastomère. L'ensemble de soupape de réduction de poids est généralement composé de composants de bride. Cependant, cette méthode de connexion ajoutera inutilement du poids au système de tuyauterie. Un ensemble de vanne à bride de 6 pouces (150 mm) se compose d'une vanne papillon à oreilles. Il est construit, connecté à une bride à col soudé, avec huit boulons et écrous de chaque côté de la vanne, pesant environ 85 livres. Un ensemble de vanne de 6 pouces (150 mm) utilise une vanne papillon à extrémité rainurée, un tuyau à extrémité rainurée et deux joints rigides pour connecter l'ensemble. Son poids est d'environ 35 livres, ce qui représente 58 % de moins qu'un ensemble à bride. Par conséquent, l'ensemble de vanne rainuré est un substitut idéal pour l'industrie de la construction navale. Une comparaison des conduites de ballast DIN 150 installées ci-dessus montre que lorsque des produits rainurés Victaulic sont utilisés à la place de la méthode de connexion traditionnelle, le poids est réduit de 30 % (2 164 livres contre 3 115 livres). Par rapport à 60 raccords rigides, 52 brides à manchon coulissant, des ensembles de boulons et des rondelles entraînent une augmentation du poids du système de soudage/bride. L'utilisation de raccords de tuyaux rainurés au lieu de brides peut réduire le poids et convient aux tuyaux de différentes tailles. L'ampleur de la réduction dépend du diamètre du tuyau et du type de raccords utilisés. Lors d'un test utilisant un raccord Victaulic 77 (le raccord le plus lourd de la série) pour connecter le tuyau, le poids total d'installation du composant rainuré était bien inférieur à celui de deux brides à manchon coulissant PN10 légères. La perte de poids est enregistrée comme suit : 4 po (100 mm) - 67 % ; 12 po (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 types de brides plus lourds peut facilement atteindre une réduction de poids de 70 %. Par exemple, l'ensemble de brides de 24 pouces (600 mm) utilisé dans le système TG2 pèse 507 livres, mais des composants similaires utilisant des raccords Victaulic ne pèsent que 88 livres. Français Les chantiers navals qui utilisent de préférence des raccords rainurés au lieu de brides sur certains systèmes ont constaté que les navires de soutien offshore ont perdu 12 tonnes de poids et les navires de croisière 44 tonnes de poids. Les avantages économiques apportés par la technologie des auges aux armateurs sont évidents : le poids plus léger signifie plus de marchandises ou de passagers et moins de consommation de carburant. Cela facilite également la manipulation du système de tuyauterie du navire. Tendance de développement En raison de la vitesse d'installation rapide, de la grande facilité d'entretien et du poids léger, les systèmes de tuyaux en auge peuvent offrir des avantages plus significatifs que les produits à brides similaires. Ces caractéristiques, associées à des avantages supplémentaires tels que la fiabilité, la facilité d'alignement et des risques de sécurité réduits, ont incité les armateurs, les ingénieurs et les chantiers navals à choisir des systèmes mécaniques rainurés au lieu de brides. Cette tendance croissante à l'utilisation de la technologie rainurée est soutenue par les fournisseurs d'équipements tels que les échangeurs de chaleur, les refroidisseurs de caisses et les refroidisseurs, ainsi que les fabricants de vannes et de compresseurs, dont beaucoup proposent désormais des produits avec des raccords d'extrémité rainurés. La gamme de services qui peuvent utiliser des joints de tuyaux rainurés ne cesse d'augmenter. S'appuyant sur son application réussie dans les systèmes d'eau, Victaulic poursuit sa longue histoire d'innovation pour développer des joints résistants au feu et obtenir l'homologation de type pour les services de carburant offshore.
(Publié dans l'édition d'avril 2014 de Maritime Reporter et Engineering News - http://magazines.marinelink.com/Magazines/MaritimeReporter)
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Heure de publication : 25 octobre 2021
