Une bride de tuyau est un composant mécanique qui relie les tuyaux, les vannes, les pompes et les équipements pour former un système de tuyauterie complet. Les brides assurent une étanchéité étanche-grâce à l'action combinée des joints et des boulons, tout en permettant l'assemblage, le démontage et l'accès à la maintenance tout au long du cycle de vie du système. Ce guide complet couvre tous les aspects de la sélection des brides, depuis les types de base et les pressions nominales jusqu'aux normes de matériaux et aux processus de fabrication.
Qu'est-ce qu'une bride de tuyau ?
Une bride de tuyau est un raccord en forme de disque-qui crée une connexion sécurisée et étanche-entre deux sections de tuyau ou entre un tuyau et tout équipement à bride. Le joint à bride se compose de deux brides d'accouplement avec un joint entre elles, maintenues ensemble par des boulons ou des goujons. Lorsque les boulons sont serrés, le joint se comprime et remplit les irrégularités de surface microscopiques sur les faces de la bride, créant ainsi un joint étanche à la pression.
Les brides sont largement utilisées dans les industries pétrolières et gazières, de traitement chimique, de production d'électricité, de traitement de l'eau, marine et pharmaceutique. Ils permettent aux ingénieurs de concevoir des systèmes de tuyauterie qui peuvent être assemblés, inspectés, nettoyés, modifiés et démontés sans couper ni souder de tuyaux. Cette maintenabilité constitue un avantage essentiel par rapport aux connexions soudées en permanence.
Présentation des types de brides courants
Il existe huit principaux types de brides, chacune conçue pour répondre à des exigences spécifiques en matière de tuyauterie. Le choix entre eux dépend de la pression de fonctionnement, de la température, de la taille du tuyau, de la méthode de fixation et de la fréquence de maintenance.
| Type de bride | Caractéristique clé | Meilleure application | Plage de pression |
|---|---|---|---|
| Col à souder (WN) | Moyeu conique pour la répartition des contraintes | Haute-pression, haute-température | Classe 150-2500 |
| À enfiler-(SO) | Se glisse sur le tuyau, deux soudures d'angle | Services publics à basse-pression | Classe 150-600 |
| Aveugle | Disque plein, sans alésage | Fermeture d'extrémité de tuyau, test | Classe 150-2500 |
| Soudure par emboîtement (SW) | Contre-alésage pour tube-de petit alésage | Petites conduites à haute-pression | Classe 150-2500 |
| Fileté | Filetages NPT internes | Aucune-zones dangereuses pour les soudures | Classe 150-300 |
| Joint à recouvrement | Anneau lâche sur l'extrémité du talon | Démontage fréquent | Classe 150-600 |
| Réduire | Deux diamètres d'alésage différents | Transitions de taille de tuyau | Classe 150-600 |
| Orifice | Trous de prise de pression pour la mesure du débit | Comptage des transactions commerciales | Classe 300-2500 |
Les brides à col soudé sont le choix préféré pour les conditions de service sévères car leur moyeu conique répartit les contraintes mécaniques en douceur du tuyau vers le corps de la bride. Les brides à enfiler-offrent une alternative-à moindre coût pour les systèmes à basse pression-critiques non-. Les brides aveugles fournissent des fermetures d'extrémité robustes pour les tests de pression et les futurs points d'expansion. Les brides à souder et les brides filetées servent à des canalisations de petit diamètre-où les contraintes d'espace ou de sécurité limitent le soudage.
Pressions nominales des brides (classe 150-2500)
Le revêtement de la bride est la surface d'étanchéité qui entre en contact avec le joint. Une sélection appropriée des revêtements est essentielle pour obtenir un joint-sans fuite. Les cinq types de revêtement standard servent chacun à différents systèmes de joints et conditions de pression.
Face surélevée (RF)est le revêtement le plus courant, avec une surface surélevée qui concentre la charge du boulon sur le joint. La hauteur typique de la face surélevée est de 1/16 de pouce pour la classe 150-300 et de 1/4 de pouce pour la classe 400-2500.Face plate (FF)s'étend sur toute la face de la bride et est utilisé avec des équipements en fonte ou à face plate-pour éviter la rupture de la bride due à la contrainte des boulons.Joint de type anneau (RTJ)comporte une rainure usinée avec précision-qui accepte un joint annulaire métallique, créant un joint métallique-sur-métal pour un service à haute-pression et-température.Homme et Femme (M&F)etLanguette et rainure (T&G)les revêtements offrent un alignement à centrage automatique et une protection anti-éclatement pour les produits chimiques et les fluides dangereux.
Normes de matériaux de bride
La sélection des matériaux est l’une des décisions les plus importantes en matière de spécifications de brides. Le matériau doit résister à la pression de fonctionnement, à la température et à l’environnement chimique tout en restant économique et réalisable.
ASTMA105est le matériau standard en acier au carbone pour les brides-à usage général fonctionnant entre -20 degrés F et 1 000 degrés F.ASTM A182 F304/F316les aciers inoxydables austénitiques offrent une résistance à la corrosion pour les environnements chimiques et marins.ASTM A350 LF2est un acier au carbone testé-pour une utilisation à basse-température jusqu'à -50 degrés F.ASTM A182 F11/F22/F91Les alliages chrome-molybdène supportent des températures élevées-jusqu'à 1 100 degrés F avec une excellente résistance au fluage.ASTM A182 F51/F53Les qualités duplex et super duplex offrent une résistance élevée et une résistance à la corrosion pour les applications marines et de gaz acide.
| Norme matérielle | Taper | Plage de température | Application typique |
|---|---|---|---|
| ASTMA105 | Acier au carbone | -20 degrés F à 1 000 degrés F | Service général |
| ASTM A182 F304 | Acier inoxydable | -425 degrés F à 1 500 degrés F | Environnements corrosifs |
| ASTM A182 F316 | Acier inoxydable | -425 degrés F à 1 500 degrés F | Milieux contenant du chlorure- |
| ASTM A350 LF2 | Acier au carbone à basse-température | -50 degrés F à 650 degrés F | GNL, cryogénique |
| ASTM A182 F22 | Chrome-Moly | 0 degré F à 1 100 degrés F | Service hydrogène |
| ASTM A182 F91 | Chrome-Moly-V | 0 degré F à 1 200 degrés F | Service de fluage à haute-température |
| ASTM A182 F51 | Duplex SS | -50 degrés F à 600 degrés F | Gaz marin, acide |
Fabrication de brides
Les brides sont fabriquées selon trois procédés principaux : le forgeage, le moulage et la découpe à partir de plaques.Forgeageest la méthode la plus courante pour les brides ASME B16.5, produisant un flux de grain supérieur aligné avec le contour de la bride pour une résistance et une résistance à la fatigue maximales.Fonderieest plus économique pour les formes complexes et les grands volumes de production, mais produit des propriétés mécaniques inférieures avec un risque plus élevé de porosité interne.Plaque découpéeles brides sont usinées à partir de tôles d'acier laminées pour de grands diamètres au-delà des capacités de forgeage standard.
Le traitement thermique est appliqué en fonction des exigences du matériau : la normalisation soulage les contraintes internes, le recuit ramollit le matériau pour l'usinage et la trempe et le revenu augmentent la résistance et la dureté. Un traitement thermique approprié garantit que la bride répond aux exigences de propriétés mécaniques de la spécification du matériau applicable.
Normes de bride
Plusieurs normes internationales régissent les dimensions des brides, les pressions nominales et les matériaux.ASME B16.5est la norme la plus largement utilisée pour les brides de NPS 1/2 à 24, définissant des dimensions basées sur les pouces-avec des classes de pression de 150 à 2 500.EN 1092-1est la norme européenne utilisant les dimensions métriques et les indices PN (PN2,5 à PN400).JISB2220est la norme japonaise utilisant les notes K- (5 000 à 40 000).GB/T9112est la norme nationale chinoise pour les brides de tuyaux en acier. Comprendre la norme applicable à l'emplacement de votre projet est essentiel, car les brides de différentes normes ne sont pas directement interchangeables.
Comment sélectionner la bonne bride
La sélection efficace des brides suit un processus systématique. Tout d’abord, déterminez la pression et la température de conception à partir des conditions de procédé pour établir la classe de pression requise. Deuxièmement, sélectionnez le type de revêtement en fonction du système de joint et des exigences d’étanchéité. Troisièmement, choisissez un matériau compatible avec le milieu de traitement, les conditions ambiantes et la plage de température. Quatrièmement, sélectionnez le type de bride en fonction de la méthode de fixation du tuyau (soudé, fileté ou desserré) et des exigences d'entretien. Enfin, vérifiez que la combinaison sélectionnée répond à toutes les exigences du code et aux normes de l’industrie applicables.
L'essentiel à retenir est que la sélection correcte des brides nécessite d'évaluer les exigences de pression, de température, de fluide et de maintenance ensemble plutôt que isolément. Une bride adaptée uniquement à la pression peut échouer si le matériau est incompatible avec le milieu de traitement ou si le type de revêtement ne convient pas au système de joint.
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