Principe d'étanchéité et caractéristiques de la bride plate à souder

Introduction

Les brides sont des composants de pipeline essentiels utilisés pour joindre les sections de tuyaux tout en permettant un démontage facile.. La bride de soudage à face plate est un style couramment utilisé, trouver une application fréquente dans les industries qui transfèrent des fluides via des réseaux de canalisations. En tant qu'élément principal d'enveloppe de pression, les brides doivent présenter des capacités d'étanchéité robustes pour garantir des joints étanches même dans des conditions de service difficiles. Cet article vise à fournir un aperçu détaillé du principe d'étanchéité et des caractéristiques clés qui régissent les performances des brides plates à souder.. En comprenant les mécanismes sous-jacents à l’étanchéité, le style de bride peut être correctement spécifié et installé pour assurer une intégrité structurelle à long terme.

Principe d'étanchéité

L'obtention d'une étanchéité efficace au sein de l'assemblage bride-tuyau repose sur les actions combinées des charges de compression., contact superficiel intime, et déformation plastique. Lors du boulonnage d’une paire de brides ensemble, le serrage des boulons produit des forces radiales vers l'extérieur qui tirent fermement les faces plates les unes contre les autres. Les faces jointes subissent alors une déformation élastique et plastique limitée en fonction des propriétés du matériau et des charges imposées.. cependant, des imperfections de surface microscopiques subsistent et si elles ne sont pas modifiées, elles pourraient permettre des fuites.

Un élément d’étanchéité essentiel est le « joint », généralement un anneau ou une rondelle découpée dans un matériau flexible mais compressible comme les élastomères, graphite, ou des métaux. Installé entre les faces de la bride, le serrage provoque la compression du joint et son écoulement dans les vides ou les crevasses le long des surfaces d'étanchéité. Surtout, il se déforme plastiquement et durcit plutôt que de simplement se comprimer élastiquement. Ce « flux de joint » bloque physiquement les passages de fluide à travers toute irrégularité en se coinçant étroitement dans chaque vallée microscopique.. Lors du chargement supprime, Les forces de serrage résiduelles et la charge durcie maintiennent l'intégrité de l'étanchéité sous des pressions et des températures changeantes..

Sélection des matériaux

Les matériaux des composants de bride influencent directement la robustesse et la durée de vie d'une conception d'étanchéité donnée.. Les matériaux courants sont:

• Corps de bride: acier au carbone (ASTM A105), acier faiblement allié, inoxydable duplex/super duplex pour la résistance à la corrosion. La clé est une ténacité adéquate tout au long de la durée de vie.

• Verrouillage: Les boulons standard en acier au carbone suffisent pour de nombreuses tâches non corrosives. Pour les services offshore/acides, boulons en alliage avec résistance/résistance à la corrosion comme A193 B7, ASTM A490 est utilisé.

-Joint: Caoutchouc plus doux inséré dans un tissu pour les basses pressions sous 300 psi, Fibre d'amiante enroulée en spirale pour des pressions plus élevées jusqu'à 1 500 psi, feuilles flexibles de graphite ou de PTFE pour >= 1 500 psi, y compris les applications à haute température.

Les combinaisons de matériaux doivent éviter les incompatibilités telles que la corrosion galvanique et prendre en compte la compressibilité des joints avec les pressions.. Des spécifications appropriées garantissent l'intégrité structurelle et les performances d'étanchéité pendant des décennies de service.

Finitions de la face de la bride

La finition de la face a un impact direct sur la zone de contact d'étanchéité et les caractéristiques d'écoulement du joint.:

• Visage usiné (MF): Norme 125-250 Surface Ra microinch avec bords tranchants pour une meilleure étanchéité métal-métal. cependant, difficile à usiner de grandes brides.

• Face soudée (WF): La surface telle que soudée a une rugosité plus élevée 80-160 Ra microinch mais les bords arrondis facilitent l'installation du joint. Potentiel d’étanchéité légèrement inférieur à celui du MF.

• Face finie aveugle (Meilleure amie): Un usinage spécial creuse le renfort de soudure, laissant une surface de type MF. Offre le meilleur de l'étanchéité MF et des avantages d'installation facilitée du WF. Plus cher que les autres finitions.

Une rugosité de surface plus élevée augmente la surface de contact du métal pour le scellement, mais doit être uniforme et contrôlée.. La netteté des bords influence également la compression initiale du joint et sa vulnérabilité aux coupures lors des cycles d'assemblage/démontage.. Une sélection de finition appropriée équilibre performance et économie.

Styles et configurations de brides

Avec des visages finis, la morphologie de la bride externe a un impact sur la flexibilité de la tuyauterie, accès commun, et répartition du stress à long terme:

• COU SOUDURE (WN): Le col tubulaire intégré soudé dans le tuyau crée un joint plus solide. cependant, moins d'espace d'installation à l'intérieur de la bride par rapport aux types à enfiler.

• Glisser sur (ALORS): Boulonné directement sur l'extrémité du tuyau. Plus d'espace à l'intérieur mais un petit cou crée des augmentations de stress locales. Souvent utilisé avec des anneaux d'accompagnement pour la flexibilité de la tuyauterie.

• Joint de recouvrement (LJ): Boulonné sur deux extrémités de tuyau adjacentes. Dimensions similaires à celles à enfiler, mais des contraintes plus élevées se développent à l'intersection du tuyau et de la bride..

• socket Weld (SW): Douille femelle intégrée soudée dans l'extrémité du tuyau pour boulonner le capuchon à face plate. Fournit le plus grand jeu interne et la plus faible résistance des articulations.

La sélection appropriée des brides prend en compte les contraintes des joints, accessibilité requise, charges de pipeline, contraintes de fabrication/installation, et l'intégrité tout au long de la vie. Les diamètres d'alésage standardisés facilitent l'inventaire.

Installation et intégrité des brides

Des procédures d'installation et d'assemblage correctes s'avèrent cruciales pour des performances fiables d'étanchéité des brides à long terme:

• Nettoyer les faces des brides et appliquer un composé anti-grippage sur les surfaces des boulons coulissants pour éviter le grippage.

• Centrer et comprimer correctement le joint entre les faces sans torsion ni rouleau en utilisant des lubrifiants si nécessaire.

• Serrez les boulons à la main selon un schéma croisé, puis serrez les boulons à plusieurs reprises selon les spécifications par étapes tout en vérifiant la compression uniforme.. Évitez de trop/sous-serrer.

• Effectuer un test de fuite final sur le joint avant d'appliquer des finitions et des revêtements externes. Vérifier périodiquement pendant le fonctionnement.

• Pensez aux inserts de soufflet, protecteurs ou dispositifs de retenue pour services vibratoires ou sismiques atténuant les contraintes d'assise/de retrait.

• Inspecter régulièrement les brides dans le cadre de la maintenance préventive, remplacement des joints, boulons ou brides montrant des signes de dommages, corrosion ou usure.

Conclusion

Comprendre les principes d'étanchéité et les caractéristiques des brides plates à souder permet leur application fiable pour le transfert de fluides via des réseaux de canalisations. Sélection des matériaux, Finition de surface, la configuration des brides et les procédures d'installation affectent toutes directement l'intégrité du joint à long terme. Lorsqu'il est correctement spécifié, fabriqué et entretenu, les brides offrent une étanchéité robuste sous pression, même dans des conditions de service difficiles, soutenant les industries vitales. Les progrès de la métallurgie, les tests et inspections non destructifs garantissent également les performances des brides à long terme.