Didier Vassal, vice-président de Victaulic OEM et Marine Services, a comparé les méthodes de raccordement à brides et de tuyaux rainurés 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 eau douce, les lubrifiants, la protection incendie et le nettoyage du pont. Pour ces systèmes, lorsque la qualité du pipeline le permet, une alternative efficace au soudage et au bridage consiste à utiliser des joints mécaniques à fentes, qui offrent une série d'avantages techniques, économiques et pratiques. Ceux-ci incluent des performances améliorées ; une installation et une maintenance plus rapides et plus simples et un poids réduit à bord. 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. À mesure que 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 ainsi que de la dilatation et de la contraction thermiques. Lorsque ces boulons subissent un relâchement de couple, le joint perd son joint de compression, ce qui peut entraîner divers degrés de fuite. En fonction de l'emplacement et de 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 avec le temps, le joint adhère à la surface de la bride. Lors du démontage du joint, les joints doivent être grattés des deux surfaces de bride, et ces surfaces doivent être nettoyées avant de remplacer les joints, ce qui augmente encore une fois le temps d'arrêt pour maintenance. En raison de la force de connexion des boulons et de l'expansion 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 des joints de tuyaux mécaniques à fentes surmonte ces problèmes de performances. Tout d'abord, une rainure est formée à l'extrémité du tuyau, le raccord de tuyau est fixé par un joint et un joint en élastomère élastique sensible à la pression est installé dans le joint. Le boîtier de couplage entoure complètement le joint, renforçant le joint et le maintenant en place, car le couplage s'engage et forme un verrouillage fiable dans la rainure du tuyau. La dernière technologie de couplage permet d'assembler entièrement des tuyaux jusqu'à 24 pouces (600 mm) de diamètre avec seulement deux écrous et boulons pour sécuriser les joints autocontraints. En raison de la relation de conception entre les tuyaux, les joints et le boîtier, les joints mécaniques forment une triple étanchéité. Cette relation sera renforcée lorsque le système sera mis sous pression. Les joints rigides et flexibles se présentent sous deux formes : rigides et flexibles. Les joints de tuyaux mécaniques 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 fixées par chaque organisme de certification. Par exemple, les raccords rigides sont utilisés 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 accouplements rigides offrent également une rigidité axiale et radiale comparable aux brides ou aux joints soudés. En plus du mouvement des tuyaux provoqué 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 attendu. L'expansion et la contraction exercent une pression sur les brides et les tuyaux, ce qui, avec le temps, peut endommager le joint. Lorsque cela se produit, il existe un risque de fuite au niveau des joints. L'accouplement flexible de type rainure peut s'adapter au déplacement du tuyau sous forme de mouvement axial ou de déviation angulaire. C’est pour cette raison qu’ils conviennent parfaitement à l’installation de longues canalisations, notamment entre des 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 accouplements rigides et flexibles présentent également les avantages de réduction du bruit et des vibrations, sans nécessiter de composants spéciaux de réduction du bruit ni de soufflets en caoutchouc périssables ou d'articles similaires. L'utilisation de systèmes de tuyauterie rainurée mécanique peut accélérer et simplifier l'installation et la maintenance, et améliorer l'efficacité du système de tuyauterie du navire. Facile à installer Lors de l'installation pour la première fois, les trous de boulons de la bride doivent être alignés avec précision, puis serrés pour fixer le joint. Les repères des trous de boulons à l'entrée et à la sortie de l'équipement doivent également être parfaitement alignés avec les brides des canalisations 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 boulons. 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 rainurée ne présente pas ce problème et l'installation est plus pratique. La tuyauterie et les pièces d'accouplement peuvent pivoter complètement à 360 degrés. Il n'y a pas de motif de trou de boulon à aligner et l'accouplement peut être positionné n'importe où autour du joint. Le raccord peut pivoter 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 de l'accouplement et son profil plus petit par rapport aux brides rendent l'installation du système de rainures 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 l'entretien du système. Les brides mesurent environ deux fois le diamètre extérieur du tuyau auquel elles sont raccordées. 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 de rainures idéal pour les opérations dans des espaces restreints, telles que la pénétration des ponts et des 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 l'accouplement comporte moins de boulons et n'exige pas un couple allant jusqu'à 12q (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 ensembles de vannes rainurées ne nécessitent aucune soudure, 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. La comparaison de la ligne de ballast DIN 150 installée avec les produits rainurés Victaulic et les méthodes de connexion traditionnelles montre que le temps total d'installation requis a été réduit de 66 % (150,47 heures-homme et 443,16 heures-homme). Par rapport à 60 raccords rigides, le temps nécessaire pour installer 52 brides à manchon coulissant et coudes et tés soudés montre 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 grande, 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 fastidieux en étoile afin de mesurer et de garantir que les spécifications de couple correctes sont atteintes. La technologie des tubes rainurés permet l'utilisation d'outils manuels standard pour assembler l'accouplement, une fois que les patins de boulons correspondants du boîtier d'accouplement rencontrent la paire métallique. Les raccords peuvent être installés correctement si le métal l'exige. Une simple inspection visuelle peut confirmer le bon assemblage. En revanche, les brides n'apportent pas de confirmation visuelle : la seule façon de garantir un assemblage correct est de remplir et de mettre le système sous pression, de vérifier les fuites et de le reconstruire si nécessaire. Serrer les joints. La même caractéristique du système de tuyauterie rainurée 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 simple et rapide. Par exemple, pour accéder aux pompes ou aux vannes, desserrez les deux boulons de l'accouplement et retirez le boîtier et le joint du joint. Dans le système à bride, plusieurs boulons doivent être retirés. Lors du remontage de la bride, la même installation initiale fastidieuse est nécessaire. La séquence de serrage des boulons. Puisqu’ils n’ont pas besoin d’être resserrés, les accouplements éliminent la majeure partie de l’entretien quotidien lié aux brides. Contrairement aux brides qui appliquent une contrainte variable sur les rondelles, les écrous et les boulons, les accouplements 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 à bride nécessite un soufflet en caoutchouc ou des tuyaux flexibles tressés. Ces composants peuvent tomber en panne en raison d'un étirement excessif et, dans des conditions normales d'usure, 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 mécaniques des tuyaux rainurés 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 avoir recours à des produits spéciaux nécessitant un entretien ou un remplacement régulier. Les rondelles élastiques incluses dans les accouplements flexibles et rigides sont très durables et peuvent résister à d'énormes pressions de travail et charges cycliques. Le système peut être mis sous pression et décomprimé à plusieurs reprises sans fatigue du joint en élastomère. L'ensemble soupape de réduction de poids est généralement composé de composants à bride. Cependant, cette méthode de connexion ajoutera du poids inutile au système de tuyauterie. Un ensemble de vanne à bride de 6 pouces (150 mm) se compose d'une vanne papillon à ergot. Il est construit, relié à une bride à col soudé, avec huit boulons et écrous de chaque côté de la vanne, pesant environ 85 livres. Un ensemble de vannes de 6 pouces (150 mm) utilise une vanne papillon à extrémité rainurée, un tuyau d'extrémité rainuré et deux joints rigides pour connecter l'ensemble. Son poids est d'environ 35 livres, soit 58 % de moins que l'ensemble de bride. Par conséquent, l’ensemble de vannes rainurées constitue un substitut idéal pour l’industrie de la construction navale. Une comparaison des canalisations 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 lb contre 3 115 lb). Par rapport à 60 accouplements rigides, 52 brides à manchon coulissant, jeux de boulons et rondelles entraînent une augmentation du poids du système de soudage/bride. L'utilisation de joints 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 joints 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 légères à manchon coulissant PN10. La perte de poids est enregistrée comme suit : 4q (100 mm) 67 % ; 12q (300 mm) 54 % ; 20 pouces (500 mm) 60,5 %. L'utilisation d'accouplements flexibles plus légers de type 75 ou rigides de type 07 et/ou de types à brides plus lourdes peuvent facilement atteindre une réduction de poids de 70 %. Par exemple, le jeu de brides de 24 pouces (600 mm) utilisé dans le système TG2 pèse 507 livres, mais les composants similaires utilisant des raccords Victaulic ne pèsent que 88 livres. Les chantiers navals qui utilisent de préférence des accouplements rainurés plutôt que des brides sur certains systèmes ont enregistré que les navires de soutien offshore ont réduit leur poids de 12 tonnes et que les navires de croisière ont réduit leur poids de 44 tonnes. Les avantages économiques apportés par la technologie des auges aux armateurs sont évidents : la réduction du poids signifie plus de marchandises ou de passagers et moins de consommation de carburant. Cela facilite également la manipulation du système de tuyauterie Shipos. Tendance de développement En raison de la vitesse d'installation rapide, de la forte facilité d'entretien et de la légèreté, les systèmes de canalisations 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 la réduction des risques de sécurité, ont incité les armateurs, les ingénieurs et les chantiers navals à choisir des systèmes mécaniques rainurés plutôt que des brides. Cette tendance croissante à utiliser la technologie rainurée 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 des produits avec des connexions d'extrémité rainurées. La gamme de services pouvant utiliser des joints de tuyaux rainurés ne cesse de croître. 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 une approbation de type pour les services de carburant offshore.
(Publié dans l'édition d'avril 2014 de Maritime Reporter and Engineering News-http://magazines.marinelink.com/Magazines/MaritimeReporter)
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Heure de publication : 25 juin 2021
