Qu’est-ce qu’une bride de tuyauterie ?
Une bride de tuyauterie est un type de raccord de tuyauterie, une “bride” plate fixée aux tuyaux ou à l’équipement.
Les brides de tuyauterie sont utilisées pour les joints entre tuyaux et entre équipements et tuyaux. Il existe également des brides utilisées à d’autres fins que les joints de tuyauterie, qui se distinguent par le terme “tuyau”, mais qui sont souvent appelées “brides” sans le terme “tuyau”.
Les brides de tuyauterie se caractérisent par leur facilité de démontage et leurs propriétés d’étanchéité élevées. Lors de l’entretien, les boulons et les écrous qui maintiennent les brides de tuyauterie ensemble peuvent être desserrés et enlevés pour permettre de démonter facilement les joints et de nettoyer la tuyauterie.
Si toute la tuyauterie est construite avec des tuyaux soudés, l’entretien ne peut pas être effectué sans couper les tuyaux.
Utilisations des brides de tuyauterie
Les brides de tuyauterie sont utilisées dans de nombreuses installations de tuyauterie. Les fluides présents dans les tuyaux sont l’air, les gaz, l’eau, les produits chimiques, les aliments, la vapeur et l’huile.
Par rapport à d’autres raccords de tuyauterie, les brides de tuyauterie peuvent être utilisées de manière répétée et garantissent un haut degré d’étanchéité. Elles peuvent également être facilement démontées et remontées, c’est pourquoi les brides de tuyauterie sont souvent utilisées pour raccorder les tuyaux utilisés dans les navires, les chemins de fer et les usines.
Les brides de tuyauterie sont notamment utilisées pour raccorder des tuyaux dans de nombreux cas où le fluide circulant dans les tuyaux est utilisé dans des conditions particulières, telles que la haute température, la basse température, la haute pression ou le vide.
Principe des brides de tuyauterie
Les brides de tuyauterie sont généralement utilisées pour assembler des brides de tuyauterie entre elles ou entre des brides de tuyauterie et des brides, par exemple sur des équipements. Lors de l’assemblage de tuyaux, une bride de tuyauterie est utilisée en insérant un joint (matériau d’étanchéité) entre deux brides de tuyauterie et en serrant les deux brides de tuyauterie ensemble à l’aide de boulons et d’écrous.
Il en va de même pour l’assemblage de tuyaux et d’équipements, par exemple en insérant un joint entre la bride du tuyau et la bride de l’équipement et en serrant à l’aide de boulons et d’écrous.
Le joint améliore l’étanchéité des surfaces de jonction des brides. Les joints sont parfois appelés garnitures ou feuilles de garniture, mais ils représentent la même chose sur le plan fonctionnel.
Le nombre de boulons et d’écrous utilisés pour serrer une bride de tuyauterie est spécifié dans les normes en fonction du diamètre nominal de la bride de tuyauterie (une mesure de la taille de la bride, la même mesure que la taille du tuyau) et de la pression nominale (la pression nominale de la bride de tuyauterie).
Il existe différents types de joints utilisés sur les brides de tuyauterie. Le joint approprié doit également être choisi en fonction de la température et de la pression du fluide utilisé.
Types de brides de tuyauterie
Les brides de tuyauterie sont classées en différents types de brides, principalement en fonction de leur forme, de la pression du fluide utilisé, de la méthode de raccordement des tuyaux, du type de joint, etc.
Voici quelques exemples de types de brides de tuyauterie :
1. Bride à souder insérée (SOH)
Les brides soudées par insertion, également appelées brides à glissement, sont installées en insérant le tuyau dans le trou de la bride, puis en l’attachant et en le fixant au moyen d’une soudure d’angle entre la partie supérieure de la bride et la surface extérieure du tuyau, et entre la partie inférieure du trou de la bride et la surface extérieure du tuyau. Il s’agit de la bride la plus couramment utilisée.
2. Bride soudée par emboîtement (SW)
Les brides à emboîtement, également appelées brides à souder, sont montées en insérant le tuyau jusqu’à la marche située à l’arrière du trou de la bride, puis en soudant la surface supérieure de la bride à la surface extérieure du tuyau. Si la température du fluide utilisé est élevée, un espace plus grand que l’expansion thermique du tuyau est soudé entre la marche du trou de la bride et la face d’extrémité du tuyau.
Cela empêche le tuyau de se dilater et de s’étirer sous l’effet de la chaleur du fluide, de heurter la marche du trou de la bride et d’endommager la soudure sous l’effet de la force de réaction.
3. Brides soudées bout à bout (WN)
Les brides soudées bout à bout, également appelées brides à collet soudé, sont souvent utilisées pour les tuyaux de plus grand diamètre (par exemple, 2-1/2B et plus) en raison de leur résistance supérieure. Bien qu’il ne soit pas facile de fixer le tuyau et la bride de manière droite et concentrique et de les souder ensemble, il s’agit d’une méthode d’assemblage de brides très fiable.
4. Bride filetée (TR)
Les brides filetées, également appelées brides taraudées, sont fabriquées en enfilant un tuyau doté d’un filetage à l’extrémité dans une bride et en le fixant en place. Elles sont faciles à installer, mais peuvent fuir de la partie filetée si le fluide utilisé est sous haute pression. Elles sont utilisées pour des diamètres relativement petits et lorsque le fluide utilisé est à basse pression et à basse température.
5. Bride à joint libre (LJ)
Les brides libres, également connues sous le nom de brides libres ou brides à recouvrement, sont montées en installant un tuyau avec une extrémité “à bride”, appelée embout, dans le trou de la bride. Le tuyau se caractérise par le fait qu’il est possible d’en modifier la direction en desserrant l’écrou de la bride.
Bien que l’installation de la tuyauterie soit facile à travailler, les propriétés d’étanchéité ne sont pas relativement élevées, de sorte que le fluide utilisé doit être à basse pression et à basse température.
6. Bride de fermeture (BL)
Une bride de fermeture, également appelée bride aveugle, est installée pour empêcher les fuites de fluide lorsque le fluide est fermé à l’extrémité du tuyau ou lorsque la bride est temporairement détachée.
7. Bride ajustées (MF)
Les brides ajustées, également appelées brides “mail” et “fee mail”, sont une combinaison de deux types de brides avec des géométries de siège différentes : “mail seat” (MF-M) et “fee mail seat” (MF-F). Les rainures des brides s’emboîtent l’une dans l’autre pour assurer un centrage précis.
8. Bride à gorge (TG)
Combinaison d’une bride à gorge convexe et d’une bride à gorge concave (TG-G). Elles se caractérisent par leurs excellentes propriétés d’étanchéité.
Comment choisir une bride de tuyauterie ?
Les critères de calcul des contraintes pour la sélection d’une bride de tuyauterie sont spécifiés dans la norme JIS B2205 “Critères de calcul pour les brides de tuyauterie” pour les brides de tuyauterie boulonnées avec joints d’étanchéité. Cependant, la sélection des brides de tuyauterie n’est généralement pas calculée et vérifiée sur la base des calculs ci-dessus, mais plutôt sur la base d’une bride dont la pression nominale est sélectionnée dans le tableau en fonction de la pression de service et de la température maximales du fluide à utiliser.
Dans les normes JIS, la pression nominale est indiquée par K (kilo), qui signifie kgf/cm2. Ainsi, une pression nominale de 10 K indique 10 kgf/cm2.
Autres informations sur les brides de tuyauterie
1. Type de joint
Joint en feuille
Joint en fibre de carbone, etc. rempli de caoutchouc et moulé en forme de feuille plate, coupé aux dimensions de la surface d’assise de la bride de tuyauterie.
Joint spiralé
Joint fabriqué par superposition d’un anneau métallique de section en V et d’un matériau de remplissage (matériau tampon), qui est ensuite enroulé et moulé en forme de spirale.
Joint annulaire
Joint métallique de section ovale ou octogonale, fabriqué à partir de matériaux tels que l’acier doux, l’acier inoxydable ou le Monel. Principalement utilisé dans les normes JPI de l’industrie pétrolière.
2. Brides de tuyauterie standards
Les normes JIS, ANSI/ASME et autres pour les brides de tuyauterie sont énumérées ci-dessous :
- JIS B2220 Brides de tuyauterie en acier
- JIS B2202 Dimensions des sièges de joints des brides de tuyauterie
- JIS B2239 Brides de tuyauterie en fonte
- JIB B2240 Brides de tuyauterie en alliage de cuivre
- JIB B2241 Brides de tuyauterie en alliage d’aluminium
- JIB B2290 Brides pour équipements sous vide
- JPI-7S-15 Brides pour l’industrie pétrolière
- JPI-7S-43 Bride de grand diamètre pour l’industrie pétrolière
- Brides et raccords de tuyauterie ANSI/ASME B16.5
- ANSI/ASME B16.47 Brides en acier de grand diamètre
- ISO 7005-1 Brides de tuyauterie – Partie 1 : Brides en acier pour systèmes de tuyauterie industriels et généraux
Au Japon, les normes JIS et JPI (Japan Petroleum Institute JPI) sont principalement appliquées dans les secteurs du raffinage du pétrole et de la pétrochimie, La plupart des spécifications sont identiques.
3. Forme du siège du joint des brides de tuyauterie
Il existe deux types de géométrie de siège de joint : face pleine (FF) et face plate (RF). Le siège à face pleine est utilisé sur les brides dont la pression nominale est inférieure ou égale à 10 K, par exemple, tandis que le siège plat est la forme de siège la plus couramment utilisée.