Aperçu des brides pour tubes

Aperçu des brides pour tubes

Bride de tuyau filetée

Figure 2 : Bride de tuyau filetée

Les brides pour tuyaux sont l'un des types de connexion les plus utilisés pour les tuyaux. Ces raccordements se composent de trois éléments différents : la bride du tuyau, un joint et le boulonnage. Ils sont utilisés pour diverses applications industrielles, classes de pression et milieux. Ils permettent de raccorder les tuyauteries d'un système, de connecter des composants tels que des vannes, des conteneurs, des récipients, et bien d'autres applications encore. Ces connecteurs bénéficient d'une connexion directe sans perte de débit ou de pression. Cet article explore les variantes les plus courantes de brides pour tuyaux, leurs utilisations et leurs applications les plus courantes.

Table des matières

Comment fonctionnent les brides de tuyaux ?

Les brides sont utilisées pour assembler les composants de la tuyauterie, tels que les tuyaux, les vannes, les raccords, les composants sous pression, etc. L'assemblage se fait à l'aide de boulons qui relient deux parties, avec un joint entre les deux pour garantir l'étanchéité de la connexion. La tuyauterie est raccordée à la bride au moyen d'un raccord fileté, d'une soudure telle que le raccord de la figure 2, ou d'un embout.

Les composants d'un raccord de tuyau à bride : tuyau (A), bride (B), joint (C), boulonnage (D) et soudure (E).

Figure 2 : Les composants d'un raccord de tuyau à bride : tuyau (A), bride (B), joint (C), boulonnage (D) et soudure (E).

Types standard de brides pour tuyaux

Bride filetée

Les brides filetées sont assemblées en utilisant le filetage mâle sur un tuyau et le filetage femelle à l'intérieur de l'alésage de la bride. En général, il n'est pas nécessaire de les souder ensemble, même si cela permet de renforcer la connexion. Si le raccord n'est pas soudé, il est recommandé d'utiliser un ruban adhésif pour filetage ou un produit d'étanchéité liquide. Ce type de bride est généralement utilisé pour des pressions relativement faibles et des températures basses, comme l'eau et l'air comprimé.

Dans les stations-service et autres lieux où le risque d'explosion est élevé, les brides filetées sont obligatoires. Le soudage dans ces environnements présenterait un danger important.

Bride filetée

Figure 3 : Bride filetée

Bride à collet de soudure

Une bride à collet de soudure possède un moyeu à long cône qui peut être soudé à un tuyau. Ce type de bride de tuyau est utilisé pour les applications à haute pression avec des températures élevées ou basses et offre un écoulement sans restriction du fluide dans la tuyauterie. Comme il n'y a pas d'obstruction, il n'y a pas de problèmes de turbulence, d'érosion ou de corrosion des joints. Le tuyau et la bride doivent être raccordés par une soudure bout à bout en V à pénétration complète. L'objectif de ce type de soudure est de transmettre la pleine capacité de charge des composants.

Exemple d'un raccord à bride avec col de soudure. Soudure bout à bout en V d'un tuyau à une bride (A), tuyau (B), bride (C) et boulonnage (D). welding-neck-flange.pngraccordement par bride à collet de soudure.

Figure 4 : Exemple d'un raccord à bride à col soudé. Soudure bout à bout en V du tuyau à la bride (A), tuyau (B), bride (C) et boulonnage (D).

Long col de soudure

Comme les brides à col soudé, bien que ces brides aient un col allongé qui n'est pas conique. Le col, dans ce cas, agit comme une extension de l'alésage. Les brides industrielles à col soudé sont utilisées dans les applications à haute pression et à haute température. Ces brides ont généralement les mêmes dimensions d'alésage que les tuyaux du même système, bien que cela puisse être ajusté selon les besoins.

Les applications comprennent celles des industries du pétrole, du gaz et de la pétrochimie. Ils sont souvent utilisés comme buses et pour remplacer des sections de tuyaux. Ils peuvent résister à des pressions plus élevées et trouvent leur utilité dans les conduites d'eau et les systèmes de tuyauterie d'usine. Les brides à souder à col long ont généralement une extrémité carrée au lieu du bord biseauté disponible sur les brides à col soudé.

Un joint de soudure bout à bout relie les brides du col soudé. Pour les applications à haute pression telles que les standpipes des plates-formes de forage, le soudage du col permet d'obtenir une connexion solide et constitue une bonne option pour les appareils à pression.

Brides à collet à souder

Figure 5 : Brides à collet à souder

Brides à enfiler

Ces brides sont semblables aux brides filetées en apparence, mais il n'y a pas de filetage à l'intérieur de la bride. Au lieu de cela, le tuyau est maintenu en place par deux soudures d'angle, une à l'extérieur de la bride et une à l'intérieur. Également appelées joints en T, ces soudures consistent en deux pièces de métal perpendiculaires l'une à l'autre. Le diamètre intérieur de la bride est légèrement supérieur au diamètre extérieur du tuyau. Cela permet au tuyau de se glisser dans la bride sans problème avant d'être soudé en place.

Bride à enfiler

Figure 6 : Bride à enfiler

Bride à soudure par emboîtement

Ces brides sont principalement utilisées pour les tuyaux de petite taille et à haute pression. Le tuyau est inséré dans la bride et maintenu par une soudure d'angle solide à l'extérieur de la bride de l'emboîture. Il doit y avoir un espace de dilatation entre l'épaulement et l'extrémité du tuyau. Ces brides ne conviennent pas aux environnements hautement corrosifs, car l'espace de dilatation entre l'extrémité du tuyau et l'épaulement de l'emboîture est sensible à la corrosion par fissuration.

Bride à soudure par emboîtement

Figure 7 : Tuyau à bride à soudure par emboîtement

Bride de joint à recouvrement

L'utilisation de brides à joint à recouvrement minimise efficacement le coût des raccordements dans les systèmes de pipelines en acier inoxydable ou en alliage de nickel. Ces brides sont toujours utilisées en combinaison avec des embouts, de sorte que la bride elle-même peut être constituée d'un matériau de qualité inférieure, moins cher, tel que l'acier au carbone, tandis que l'embout, qui entre en contact avec le fluide dans le système, peut être constitué du même matériau que le système de tuyauterie. Le tuyau peut être soudé en place avec une soudure bout à bout pour plus de solidité.

Composants d'un raccord à bride à recouvrement (à gauche) et d'une bride à recouvrement (à droite). Le tuyau est soudé par une soudure bout à bout à l'arrière de l'embout (B), la bride à recouvrement (A) glisse sur le tuyau (C) et est maintenue en place par la pression des boulons.Composants d'un raccord à bride à recouvrement (à gauche) et d'une bride à recouvrement (à droite).

Figure 8 : Composants d'un assemblage à bride à recouvrement (à gauche) et d'une bride à recouvrement (à droite). Le tuyau est soudé par une soudure bout à bout à l'arrière de l'embout (B), la bride du joint à recouvrement (A) glisse sur le tuyau (C) et est maintenue en place par la pression des boulons.

Bride aveugle

Les brides aveugles permettent de sceller ou de fermer une canalisation pour bloquer l'écoulement d'un fluide. Il est facile d'accéder au pipeline lorsque les brides aveugles sont déboulonnées, de sorte que l'opérateur peut effectuer des activités à l'intérieur de l'extrémité terminale du pipeline. Ceux-ci sont montés contre des joints plats de type "face".

Bride aveugle

Figure 9 : Bride aveugle

Autres types de brides

Outre les types de brides standard mentionnés ci-dessus, d'autres variétés ont été conçues pour des applications spécifiques. Nous abordons ci-dessous ces types spécifiques :

Nipoflange

Les Nipoflanges sont utilisées pour les branchements de canalisations à 90 degrés. Les Nipoflanges sont formées en combinant une bride à col soudé et un Nipolet forgé dans une seule pièce d'acier forgé. L'installation d'un Nipoflange consiste à souder la partie Nipolet sur le tuyau de départ et à boulonner la partie à bride sur le tuyau de branchement.

Bride de soudure

La conception d'une Weldoflange est similaire à celle d'une Nipoflange ; il s'agit de la combinaison d'une bride à col soudé et d'un raccord de branchement appelé Weldolet. Les Weldoflanges sont fabriqués à partir d'une seule pièce d'acier forgé solide.

Bride pivotante

La bride à anneau pivotant permet un alignement rapide des trous de boulons sur les brides correspondantes. Cette caractéristique est idéale pour l'installation de grands pipelines, de pipelines offshore et sous-marins qui transportent du pétrole, du gaz, des hydrocarbures et d'autres fluides exigeants dans des applications pétrochimiques. Les brides à pivot combinent un col de soudure sur un tuyau et le pivot sur l'autre tuyau. Ils sont ensuite reliés par la rotation de la bride pivotante sur le tuyau afin de pouvoir connecter facilement les boulons.

Bride d'expansion

Les brides d'extension sont utilisées pour augmenter l'alésage de la canalisation d'un point spécifique à un autre ou pour raccorder des tuyaux à d'autres dispositifs mécaniques tels que des pompes, des compresseurs et des vannes ayant des tailles d'entrée différentes. Les brides d'expansion ne peuvent augmenter l'alésage du tuyau de deux tailles au maximum. Une bride standard et un réducteur à soudure bout à bout doivent être utilisés pour les augmentations de diamètre des tuyaux.

Bride de réduction

La fonction d'une bride de réduction est opposée à celle d'une bride d'expansion. Une bride de réduction permet de réduire le diamètre du pipeline. Il n'est sûr de réduire l'alésage du tuyau de descente que d'une ou deux tailles ; sinon, il faut utiliser un réducteur à soudure bout à bout et une bride standard.

Bride Storz

Les raccords Storz sont souvent utilisés et désignés comme des raccords pour tuyaux d'incendie. Cependant, ils sont largement utilisés dans de nombreuses industries, notamment les raffineries, l'agriculture, la construction, la sécurité maritime et l'utilisation militaire, en raison de leur résistance à la corrosion, aux acides et à l'eau. La bride Storz comporte un raccord Storz d'un côté et une face plate de l'autre.

Variantes de faces de brides de tubes

Le choix du type de face aura un impact significatif sur les performances et la durée de vie des brides. Le revêtement d'une bride détermine à la fois le type de joint requis pour l'installation et les caractéristiques du joint qu'elle crée. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des variantes de visage les plus courantes.

Variantes de faces : Face plate (FF), face surélevée (RF), joint à recouvrement (LJ), joint annulaire (RTJ), mâle et femelle (M&F) pipe-flange-face-types.png

Figure 10 : Variantes de visage : Face plate (FF), face surélevée (RF), joint à recouvrement (LJ), joint annulaire (RTJ), mâle et femelle (M&F)

  • Face plate (FF) : Une bride à face plate présente une surface plane et régulière combinée à un joint à face pleine couvrant une grande partie de la surface de la bride.
  • Face relevée (RF) : Ces brides sont équipées d'un petit anneau surélevé autour de l'alésage et d'un joint à l'intérieur du cercle de l'alésage.
  • Joint à recouvrement (LJ) : L'assemblage à recouvrement signifie que la face de l'embout est également celle de la bride, ce qui la rend similaire à la face surélevée.
  • Face de joint annulaire (RTJ) : Les rainures et les zones en relief de ces brides correspondent. Cette conception fournit un réservoir pour la colle à joints et permet aux brides de s'aligner automatiquement pendant l'installation.
  • Hommes et femmes (M&F) : Le joint est fixé par des rainures et des sections surélevées correspondantes, comme pour les brides à rainure et languette. Contrairement aux brides à languette et rainure, celles-ci retiennent le joint sur la face femelle, ce qui permet un positionnement plus précis et une gamme plus complète d'options pour les matériaux de joints.
  • Finition de l'étanchéité : De nombreux types de visages ont une finition dentelée ou lisse. Il est important de choisir entre les options car cela déterminera le joint optimal pour une étanchéité fiable. Les joints métalliques sont mieux utilisés avec des faces lisses, tandis que les joints souples bénéficient de faces dentelées.

Matériaux courants des brides de tuyaux

L'acier au carbone, l'acier au carbone à haute limite d'élasticité, l'acier allié, l'acier inoxydable, l'acier duplex et l'acier super duplex sont les matériaux les plus couramment utilisés pour les brides de tuyaux. Toutefois, les alliages de nickel tels que l'Inconel, l'Incoloy, l'Hastelloy et le Monel sont également utilisés pour certaines applications. Pour plus d'informations sur les propriétés chimiques de ces matériaux, consultez notre page sur la résistance chimique.

Acier au carbone

Les brides fabriquées en acier au carbone ont d'excellentes propriétés chimiques et mécaniques. En plus d'avoir une excellente résistance à la fatigue, une grande solidité, une résistance chimique supérieure et une grande ténacité, l'acier au carbone est également très résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte. Cela en fait un matériau idéal pour les tuyaux de raccordement.

Acier allié

Par rapport à l'acier au carbone, l'acier allié contient une quantité plus importante de chrome et de molybdène. Pour les applications nécessitant des pressions et des températures élevées, l'acier allié est idéal. Par rapport à l'acier au carbone, l'acier allié est plus résistant à la corrosion.

Acier duplex

Les aciers duplex combinent les phases austénite et ferrite. L'acier duplex est résistant à la corrosion et plus rigide que l'acier ferritique. Le matériau est très résistant à la corrosion dans les environnements de chlorure et de soufre. En raison de ses propriétés magnétiques, l'acier duplex peut être utilisé dans de nombreuses applications industrielles complexes.

Acier inoxydable

Le nickel (Ni), le chrome (Cr) et le molybdène (Mo) distinguent l'acier inoxydable des autres matériaux. L'acier inoxydable est populaire en raison de sa résistance supérieure à la corrosion. Il peut être utilisé pour fabriquer des brides de tuyaux de toutes tailles et de tous types. Découvrez l'acier inoxydable dans notre site 304 vs. comparaison avec l'acier inoxydable 316.

Classification et pression nominale des brides de tuyaux

La pression nominale d'une bride de tuyau, parfois appelée classe, # ou Lbs, est la pression maximale admissible qu'une bride de tuyau peut supporter à des températures croissantes. Il existe sept pressions nominales différentes pour les brides : 150, 300, 400, 600, 900, 1500 et 2500 selon la norme ANSI/ASME B16.5.

Cela devient particulièrement important lorsqu'il s'agit de choisir la bonne bride pour votre application. Par exemple, si nous prenons deux brides ayant le même alésage, 10 pouces, le même matériau, l'acier au carbone, mais des pressions nominales différentes, 300# et 1500#, alors.. :

  • La bride de classe inférieure sera moins robuste, plus petite et plus légère
  • La bride la plus élevée sera plus solide, plus grande et plus lourde
  • Le 300# est prévu pour une pression de 50,1 bar à 50° C
  • Le 1500# est prévu pour une pression de 250,6 bars à 50° C