Importance d'un couple approprié
Le couple de serrage des boulons appliqué lors de l'assemblage de la bride contrôle directement la contrainte de compression sur le joint. Si le couple est trop faible, le joint ne fermera pas correctement, entraînant des fuites. Si le couple est trop élevé, le joint peut être écrasé, les boulons peuvent céder ou la bride peut se déformer. La cohérence entre tous les boulons est tout aussi importante ; Un couple inégal produit une compression inégale du joint et des chemins de fuite localisés. Un joint à bride correctement serré répartit la charge uniformément sur toute la circonférence.
Matériaux et qualités de boulons
Les matériaux de boulonnage doivent correspondre aux conditions de service des brides. Les qualités de boulonnage les plus courantes comprennent :
| Qualité du boulon | Spécification | Plage de température | Application typique |
|---|---|---|---|
| Chrome-Moly | ASTM A193 B7 | -20 degrés F à 1 100 degrés F | Service à haute-température |
| Inox 304 | ASTM A193 B8 | -300 degrés F à 800 degrés F | Environnements corrosifs |
| Inox 316 | ASTM A193 B8M | -300 degrés F à 800 degrés F | Milieux contenant du chlorure- |
| Basse-température | ASTM A320 L7 | -150 degrés F à 700 degrés F | Service cryogénique |
| Haute-résistance | ASTM A193 B16 | -20 degrés F à 1 200 degrés F | Haute-température, haute-pression |
Les écrous doivent correspondre au matériau du boulon pour assurer la compatibilité des filetages selon ASTM A194. La limite d'élasticité du matériau du boulon détermine la contrainte maximale admissible du boulon, qui ne doit pas dépasser 50 à 70 % de la limite d'élasticité pour tenir compte des variations d'assemblage et des effets thermiques.
Tableau des couples de serrage des boulons
Les valeurs de couple varient en fonction du diamètre du boulon, du pas de filetage, de la qualité du matériau et de l'état de lubrification. Le tableau suivant présente les plages de couple typiques pour les goujons ASTM A193 B7 avec filetage lubrifié :
| Diamètre du boulon (po) | Fils par pouce | Plage de couple (pi-lbs) |
|---|---|---|
| 1/2 | 13 | 50 - 75 |
| 5/8 | 11 | 100 - 140 |
| 3/4 | 10 | 170 - 230 |
| 7/8 | 9 | 260 - 350 |
| 1 | 8 | 380 - 500 |
| 1-1/8 | 8 | 520 - 680 |
| 1-1/4 | 8 | 700 - 920 |
| 1-1/2 | 8 | 1200 - 1600 |
Confirmez toujours les valeurs de couple avec les recommandations du fabricant du joint. Le type de lubrification affecte de manière significative le couple requis pour atteindre une charge de boulon donnée, de sorte que les conditions de lubrification doivent être cohérentes sur tous les boulons de l'assemblage.
Séquence de serrage
La séquence de serrage est essentielle pour obtenir une compression uniforme du joint. Le modèle de boulonnage croisé standard-de l'industrie- commence au boulon supérieur, puis se déplace vers le boulon juste en face et continue dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à la paire opposée suivante. Le couple doit être appliqué en plusieurs passes : généralement 30 %, 60 % et 100 % du couple cible. Une passe finale vérifie que tous les boulons atteignent la valeur de couple maximale sans qu'aucun boulon ne tombe en dessous du minimum. Cette approche progressive évite la déformation du joint et assure une compression uniforme.
Calcul du couple
L'équation de couple de base est T=K x D x F, où T est le couple, K est le facteur d'écrou (sans dimension), D est le diamètre nominal du boulon et F est la charge cible du boulon. Le facteur d'écrou K varie en fonction du type de lubrification et de l'état du filetage : les valeurs typiques sont de 0,12 pour les filetages lubrifiés au PTFE-, de 0,15 pour les filetages recouverts de moly- et de 0,20 pour les filetages tels que-réçus (non-lubrifiés). La charge cible du boulon doit atteindre la contrainte minimale du joint spécifiée par le fabricant du joint, tout en maintenant la contrainte du boulon en dessous de 50 à 70 % de la limite d'élasticité.
Outils dynamométriques
Les clés dynamométriques manuelles conviennent aux boulons de petite à moyenne taille jusqu'à environ 1 pouce de diamètre. Des clés dynamométriques hydrauliques sont nécessaires pour les grands diamètres et les couples élevés, offrant un contrôle précis et des résultats cohérents. Les clés à chocs pneumatiques ne doivent être utilisées que pour un démarrage rapide, jamais pour l'application finale du couple. Les tendeurs de boulons offrent un contrôle de charge plus précis que les méthodes de couple en mesurant directement l'allongement des boulons. Tous les outils dynamométriques doivent être calibrés selon la norme ISO 6789 ou ASME B107.300 à intervalles réguliers.
Erreurs courantes
Un serrage excessif-entraîne l'écrasement du joint, la déformation des boulons ou la déformation de la bride. Un serrage insuffisant-entraîne une contrainte insuffisante sur le joint et des fuites. Sauter la séquence de serrage produit une compression inégale du joint et des fuites localisées. L'utilisation d'outils usés ou endommagés donne des valeurs de couple inexactes. Une lubrification incorrecte ou l'utilisation d'un mauvais facteur d'écrou peut entraîner des charges sur les boulons trop faibles ou trop élevées. Il est essentiel de suivre le tableau des couples de serrage et la séquence de serrage recommandés pour votre classe de bride et votre type de joint pour garantir la fiabilité du joint.
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