Brides à recouvrement sont des brides de tuyauterie de type libre utilisées avec un embout, également appelé embout à joint de recouvrement ou embout de tuyauterie à rodage. Contrairement aux brides à collerette à souder ou à emboîter, la bride elle-même n'est pas soudée directement au tuyau et n'entre normalement pas en contact avec le fluide du processus. L'embout est soudé à la conduite, tandis que la bride à recouvrement tourne librement derrière le recouvrement de l'embout pour simplifier l'alignement des boulons lors de l'installation.
Cette conception de bride est largement spécifiée pour l'acier inoxydable, l'acier inoxydable duplex, l'alliage de nickel, le titane, les tuyaux revêtus et d'autres systèmes de tuyauterie où le démontage fréquent, la tolérance à la corrosion, l'économie de matériaux ou l'alignement sur le terrain sont importants. Elle est couramment utilisée dans le traitement chimique, le traitement de l'eau, la tuyauterie marine, les usines pharmaceutiques, les services publics de qualité alimentaire, les modules offshore et les lignes de services publics non critiques nécessitant des inspections ou des nettoyages répétés.
Qu'est-ce qu'une bride à recouvrement ?
Une bride à recouvrement est un assemblage en deux parties composé d'un extrémité du talon et une bride libre. Le bout uni fournit la surface d'étanchéité et est soudé au tuyau. La bride libre fournit la charge de boulonnage et la force de serrage mécanique. Comme la bride peut tourner avant le boulonnage, les installateurs peuvent aligner les trous de boulons même si les bobines de tuyaux sont légèrement mal orientées.
Dans la plupart des applications, le matériau de l'embout correspond aux exigences de la tuyauterie et du fluide, tandis que la bride d'appui peut être fabriquée en acier au carbone ou dans un autre matériau économique, car elle est isolée du fluide de traitement. C'est pourquoi les joints à recouvrement sont particulièrement utiles dans les systèmes de tuyauterie en alliage coûteux.
Principaux avantages des brides à recouvrement
- Alignement facile des trous de boulons : la bride tourne librement, ce qui réduit le temps d'installation sur les bobines préfabriquées et les assemblages sur site.
- Coût inférieur de l'alliage : l'extrémité en contact avec le liquide peut être en acier inoxydable, en duplex ou en alliage de nickel, tandis que l'extrémité en contact avec le liquide peut être en acier inoxydable, en duplex ou en alliage de nickel. bride d'appui libre peuvent souvent être en acier au carbone.
- Anneau de bride réutilisable : lorsque l'embout ou le tronçon de tuyau est remplacé, la bride d'appui peut être réutilisée si elle reste acceptable du point de vue dimensionnel et mécanique.
- Démontage aisé : convient aux systèmes nécessitant un nettoyage, une inspection ou un retrait d'équipement périodiques.
- Idéal pour les canalisations de grand diamètre : un assemblage plus facile sur le site lorsque la rotation d'une lourde bobine de tuyau n'est pas pratique.
Types et configurations courants
Brides à recouvrement ASME
Les brides à recouvrement ASME sont généralement fabriquées conformément à la norme ASME B16.5 pour les diamètres nominaux de 1/2 à 24 et à la norme ASME B16.47 série A ou série B pour les diamètres supérieurs. Les pressions nominales typiques sont les suivantes Classe 150 à classe 2500, en fonction de la qualité du matériau, de la température et du code de conception.
Brides à recouvrement EN et DIN
Les brides libres européennes sont souvent fournies conformément aux normes EN 1092-1, DIN 2641, DIN 2642, DIN 2655, DIN 2656 ou à des dessins spécifiques à un projet. Les désignations de pression standard comprennent EN 1092-1 PN 6 à PN 100, Les dimensions de la face sont sélectionnées en fonction de la norme du joint et de l'embout.
Assemblages de bouts d'arbre à modèle court et à modèle long
Les embouts courts sont souvent utilisés dans les tuyauteries à basse pression ou compactes, tandis que les embouts longs offrent un col plus long et sont généralement choisis pour la compatibilité dimensionnelle ASME B16.9. L'alésage de la bride doit être compatible avec le rayon de l'embout pour éviter toute interférence lors de l'assemblage.
Options d'acier au carbone, d'acier inoxydable, de Duplex et d'alliage
Les brides à recouvrement peuvent être fabriquées en ASTM A105, A350 LF2, A182 F304, F316, F321, F347, F51, F53, F55, en acier allié et en alliage de nickel. Pour l'eau de mer, le chlorure, le gaz acide ou les services acides, les ingénieurs choisissent généralement l'embout en fonction de la résistance à la corrosion et la bride d'appui en fonction de la charge mécanique et de l'exposition à l'environnement.
Spécifications techniques
| Objet | Options typiques | Notes d'ingénierie |
|---|---|---|
| Normes | ASME B16.5, ASME B16.47, EN 1092-1, DIN, JIS, MSS SP-43 | Les normes relatives aux brides, aux embouts, aux joints et aux boulons sont identiques. |
| Gamme de tailles | NPS 1/2 à NPS 60, DN15 à DN1500 ou sur mesure | Les gros diamètres peuvent nécessiter des anneaux forgés, laminés ou soudés, en fonction du code. |
| Pression nominale | Classe 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 ; PN 6 à PN 100 | La valeur finale dépend du matériau, de la température, du type de joint et du code de conception. |
| Type de visage | Face du joint de recouvrement, interface de la face plate avec le recouvrement de l'extrémité du talon | La surface d'étanchéité du joint est normalement assurée par l'embout, et non par la bague de la bride libre. |
| Fabrication | Forgé, usiné, normalisé, trempé et revenu, recuit de mise en solution | Le traitement thermique est conforme à la qualité du matériau et aux exigences de service. |
| L'inspection | Contrôle dimensionnel, PMI, UT, MT, PT, dureté, MTC EN 10204 3.1 ou 3.2 | Les projets critiques peuvent nécessiter une inspection par une tierce partie et une traçabilité complète des numéros de chaleur. |
Comment les brides à recouvrement résolvent de réels problèmes d'ingénierie
Dans les tuyauteries préfabriquées, le décalage des trous de boulons est un problème fréquent sur le terrain. Avec les brides à collerette à souder ou à emboîter, la correction du désalignement peut nécessiter la coupe, la rotation et le ressoudage de la bobine. Un joint à recouvrement permet à la bague de la bride de tourner indépendamment, ce qui peut réduire les travaux d'installation.
Dans le cadre d'un projet d'eau de traitement inoxydable, l'entrepreneur en tuyauterie a remplacé les brides fixes en acier inoxydable par des embouts en 316L et des brides d'appui à joint de recouvrement en acier au carbone sur des conduites de DN200. Le résultat a été une réduction mesurée d'environ 28% du coût des matériaux liés aux brides et une diminution d'environ 35% des heures de reprise de l'alignement des brides au cours de l'assemblage des modules. Les économies réelles dépendent de la nuance de l'alliage, de la taille du tube, du taux de main-d'œuvre et de l'étendue de l'inspection.
Pour les systèmes en alliage résistant à la corrosion, la différence de coût devient plus significative. Sur les tuyauteries en alliage à forte teneur en nickel, l'utilisation d'embouts en alliage avec des brides d'appui en acier au carbone revêtu peut réduire le coût d'assemblage des brides de 201 à 451 tonnes par rapport aux brides à collet soudé en alliage complet, tout en maintenant la surface mouillée compatible avec le fluide de traitement.
Qualité de la fabrication et de l'usinage
La fiabilité des performances des brides à recouvrement dépend de la précision de l'usinage, du contrôle des dimensions de l'alésage, de la géométrie correcte du cercle de boulons et des surfaces de contact lisses. Au cours de la production, les ébauches forgées sont découpées, traitées thermiquement si nécessaire, usinées grossièrement, usinées en finition, percées, ébavurées, marquées et inspectées avant d'être emballées.
Les contrôles critiques de fabrication comprennent finition de la surface et alignement des trous de boulons, Le diamètre extérieur de la bride, le diamètre du cercle de boulons, l'épaisseur, les dimensions du moyeu, le jeu de l'alésage et la planéité de la face arrière. Si l'alésage de la bride est trop petit ou si le rayon est incompatible avec l'embout, la bride risque de ne pas se placer correctement derrière le recouvrement, ce qui entraînera une charge inégale et un risque de fuite.
Pour l'acier inoxydable et les matériaux duplex, le contrôle du liquide de refroidissement lors de l'usinage, le décapage, la passivation et la prévention de la contamination sont importants. Les brides d'appui en acier au carbone peuvent être fournies avec une peinture noire, une huile antirouille, une galvanisation à chaud, un apprêt riche en zinc, un revêtement époxy ou des systèmes de revêtement spécifiés par le projet pour les applications marines ou extérieures.
Sélection des matériaux pour les acheteurs et les ingénieurs
La meilleure spécification de bride de joint à recouvrement équilibre la résistance à la corrosion, la résistance mécanique, la température de fonctionnement, le niveau d'inspection et le coût total installé. Les équipes chargées de la passation des marchés doivent éviter de sélectionner uniquement la bague de la bride sans confirmer la norme de l'embout, le type de joint, le matériau des boulons et le programme de tuyauterie.
- Pour les tuyauteries de process en acier inoxydable : Les embouts en 304/304L ou 316/316L avec des brides d'appui en acier au carbone ou en acier inoxydable sont courants.
- Pour les environnements chlorés : duplex F51, super duplex F53/F55, ou des alliages de nickel appropriés peuvent être nécessaires pour l'extrémité en contact avec le liquide.
- Pour le service à basse température : Les nuances d'acier inoxydable A350 LF2 ou soumises à des essais d'impact peuvent être spécifiées selon le code de conception.
- Pour les tuyaux doublés : confirmer les dimensions de recouvrement, l'épaisseur de la chemise, la compression du joint et le jeu de l'alésage de la bride.
- Pour un usage maritime : Le choix du revêtement des brides d'appui est souvent aussi important que le choix du matériau de base.
Normes et conformité
Les brides à recouvrement sont généralement fournies conformément aux normes reconnues en matière de brides de tuyauterie et aux spécifications du projet. Pour les systèmes ASME, les exigences dimensionnelles sont généralement basées sur les normes ASME B16.5 ou ASME B16.47. Les embouts sont souvent produits selon la norme ASME B16.9 ou MSS SP-43, en fonction de l'épaisseur de la paroi, du modèle et des conditions de service.
La documentation peut comprendre des certificats d'essai des matériaux, des registres de traitement thermique, des rapports dimensionnels, une identification positive des matériaux, des rapports d'examen non destructif, des rapports sur les revêtements et des listes d'emballage. Pour les projets réglementés, traçabilité des matériaux de la matière première à la bride finie doit être assurée par le marquage du numéro de chaleur et le contrôle du certificat.
Informations recommandées pour la commande
- Norme : ASME B16.5, ASME B16.47, EN 1092-1, DIN, JIS ou dessin
- Taille : NPS/DN et diamètre du tuyau ou épaisseur de la paroi
- Classe de pression : Classe, PN ou indice de projet
- Qualité du matériau : matériau de la bague de la bride et de l'extrémité de la tige si elles sont fournies en tant qu'ensemble
- Type d'embout : modèle court, modèle long, type A, type B ou type C, le cas échéant
- Revêtement ou traitement de surface : huile, peinture, galvanisation, époxy, décapage, passivation
- Niveau d'inspection : MTC 3.1, 3.2, PMI, NDE, essai d'impact, essai de dureté
- Quantité, conditions de livraison et méthode d'emballage
Considérations relatives à l'installation
Une installation correcte est essentielle pour la fiabilité de l'étanchéité. Avant l'assemblage, les installateurs doivent s'assurer que la surface de recouvrement de l'embout est propre, que le joint est compatible avec le fluide et la température, que la bague de la bride tourne librement et que les trous des boulons sont alignés sans forcer la mise en place du tuyau.
Les boulons doivent être serrés selon une séquence croisée et un couple contrôlé ou une méthode de tension lorsque cela est spécifié. Un serrage irrégulier peut déformer le recouvrement de l'extrémité de l'embout ou surcharger une partie du joint. Pour les tuyauteries de grand diamètre ou à paroi mince, le parallélisme de la bride et le support de la tuyauterie doivent être vérifiés afin d'éviter les charges de flexion au niveau du joint.
Problèmes d'installation courants à vérifier
- Mauvais rayon de l'extrémité de l'embout causant une interférence avec l'alésage de la bride
- Matériau de la bride d'appui ne convenant pas à une exposition à la corrosion externe
- Joint sélectionné pour une bride à face surélevée au lieu de la géométrie d'étanchéité réelle de l'extrémité du talon.
- Le poids de la bobine du tuyau n'est pas supporté, ce qui entraîne une rotation ou une flexion au niveau de l'articulation.
- Longueur de boulon incorrecte en raison de l'épaisseur combinée de la bride et du recouvrement de l'extrémité de l'embout.
Bride à recouvrement vs. bride à collet soudé et bride à emboîtement
| Fonctionnalité | Bride à recouvrement | Bride à collet soudé | Bride à emboîter |
|---|---|---|---|
| Raccordement des tuyaux | Utilisé avec un embout soudé ; la bride reste libre | Soudure bout à bout directement sur le tube | Soudure d'angle sur le tube |
| Alignement des boulons | Excellent grâce à la bride tournante | Fixé après soudage | Fixé après soudage |
| Contact avec les fluides | L'embout est en contact avec le fluide, ce qui n'est généralement pas le cas de la bague de la bride. | L'alésage de la bride est en contact avec le fluide | L'alésage de la bride peut entrer en contact avec le fluide |
| Économie matérielle | Élevée pour les systèmes d'alliage coûteux | Plus faible lorsque la bride en alliage complet est requise | Modéré |
| Rigidité mécanique | Inférieur au collet de la soudure en cas de flexion ou de fatigue sévère | Excellent | Modéré |
| Meilleure utilisation | Service corrosif, démontage, tuyauterie sensible à l'alignement | Haute pression, haute température, service cyclique critique | Services publics généraux à pression faible à moyenne |
Quand ne pas utiliser les brides à recouvrement
Les brides à recouvrement ne sont pas le meilleur choix pour tous les services. Elles sont généralement moins rigides que les brides à collet soudé et ne sont pas recommandées pour les charges cycliques importantes, les moments de flexion externes élevés, les vibrations extrêmes ou les systèmes à haute pression très critiques, à moins que la conception n'ait été vérifiée par l'ingénieur responsable.
Dans les applications à haute température, il faut tenir compte de la dilatation thermique différentielle entre l'embout et la bride d'appui. Dans les environnements extérieurs ou marins, les brides d'appui en acier au carbone doivent être recouvertes d'un revêtement approprié ou protégées contre la corrosion, même si elles ne sont pas en contact avec le fluide du procédé.
Points d'examen technique avant approbation
- Pression et température nominales de l'ensemble de la bride
- Compatibilité entre la norme de la bride et la norme de l'embout fileté
- Largeur d'assise du joint et charge de boulon requise
- Charges externes provenant des supports de tuyauterie, de la dilatation thermique, des vibrations ou des buses de l'équipement
- Risque de corrosion sur la bride d'appui non mouillée
- Exigences du code de projet telles que ASME B31.3, ASME B31.1, EN 13480, ou spécifications du client
Résumé du produit
Les brides à recouvrement constituent un raccordement pratique et économique pour les systèmes de tuyauterie qui nécessitent un alignement facile, un démontage fréquent ou des composants en contact avec le fluide résistants à la corrosion. Lorsqu'elles sont correctement adaptées à l'embout, au joint, aux boulons, à la qualité du matériau et aux exigences d'inspection, elles peuvent réduire les travaux d'installation et le coût total de l'alliage tout en maintenant des performances fiables pour les joints de brides.
Pour un approvisionnement précis, spécifiez la norme de la bride, la taille, la classe de pression, le matériau, le type d'embout, le schéma de tuyauterie, le revêtement, le niveau d'inspection et les exigences en matière de documentation. Cela permet de s'assurer que l'assemblage de brides à recouvrement fourni est adapté à la conception de la tuyauterie et qu'il fonctionne comme prévu sur le terrain.
