Conception de filets

Les filetages sont souvent utilisés pour connecter des tuyaux et des raccords. Ces connexions filetées existent en différents modèles et peuvent s'adapter à diverses tailles et formes. Elles sont étanches et offrent un soutien mécanique contre la gravité. Consultez notre article sur le jeu de tarauds et filières pour apprendre à créer des filetages sur mesure.

Spécifications de conception des filets

Un filet est un coin enroulé autour d'une forme cylindrique ou conique, qui forme un joint en s'accouplant à un autre filet. Les fils ont de nombreuses tailles et formes pour répondre à des besoins variés. Il est important d'assurer la compatibilité des filetages et une bonne étanchéité pour obtenir un joint fiable. Les fils sont identifiés par leurs caractéristiques de conception. Lors de la sélection d'un produit comportant des filets, il est important de comprendre quelques spécifications relatives aux filets :

• Filets mâle et femelle
• Filets à droite et à gauche
• Conique
• Diamètre
• Angle
• Pas et filets par pouce (TPI)
• Démarrage
• Formulaire

Filets mâle et femelle

Tous les raccords filetés correspondants se composent d'un type de filetage mâle (extérieur) et d'un type de filetage femelle (intérieur). Dans un assemblage donné, les filetages doivent avoir les mêmes caractéristiques de conception pour garantir une étanchéité et/ou des performances mécaniques adéquates. En général, les raccords filetés des vannes sont des raccords femelles, comme le montre la figure 2 à droite.

Filets à droite et à gauche

La partie hélicoïdale (ou spirale) d'un fil peut être droitière ou gauchère. La plupart des fils sont des droitiers et suivent la règle de la poignée droite. Cette règle stipule que lorsqu'un fil est engagé dans une connexion, il se déplace vers le haut lorsqu'il est tourné vers la main droite. Les lettres "LH" dans une spécification de filetage désignent un filetage pour gauchers qui est tourné dans le sens de la main gauche pour faire monter le filetage. La figure 3 montre les différences ainsi que la règle de droite.

Conique

L'hélice d'un fil s'enroule autour d'une tige conique ou cylindrique. Un filetage sur une tige conique, comme on le voit à gauche de la figure 4, crée un filetage conique. Un fil sur une forme cylindrique, comme on le voit à droite de la figure 4, crée un fil droit ou parallèle. L'angle de conicité est l'angle entre la forme conique et l'axe central du tuyau.

Un raccord à filetage conique crée une étanchéité par la compression et la déformation des filets mâle et femelle l'un dans l'autre. D'autre part, les filetages droits ne créent pas de joint étanche sur les filets et sont souvent rendus étanches par des joints toriques ou des joints d'étanchéité.

Diamètre

Le diamètre principal d'un filet (figure 5 étiquetée E) est le plus grand des deux diamètres extrêmes du profil du filet. Pour les filetages extérieurs, le diamètre principal est le diamètre de crête à crête à travers l'axe du filet. Pour les filetages intérieurs, le diamètre principal est de racine à racine. Pour les deux types de filets, le diamètre mineur (figure 5 étiquetée C) est opposé : externe, de racine à racine, et interne, de crête à crête. La profondeur d'un filet (figure 5 étiquetée F) est la différence entre le diamètre principal et le diamètre secondaire. Le diamètre primitif (Figure 5 étiqueté D) est mesuré à partir d'une ligne qui croise les flancs d'un filet et se situe à mi-chemin entre les diamètres majeur et mineur.

Angle

L'angle de filetage, ou angle de flanc, (figure 5 étiquetée B) est l'angle entre les flancs du filet. Les angles de filetage les plus couramment utilisés sont 60° et 55°.

Pas et filets par pouce (TPI)

Le pas (figure 5 étiquetée A) est la distance entre les crêtes de deux fils consécutifs. Le nombre de filets par pouce (TPI) est la réciproque du pas. Par exemple, un filet avec un TPI de 12 a une taille de pas d'un pouce. Alors que le TPI décrit les filetages impériaux, le pas est souvent utilisé pour les filetages métriques et est indiqué en mm.

Démarrage

Le nombre de départs d'un fil détermine le nombre de crêtes enroulées autour de celui-ci pour créer le fil. Le nombre de départs détermine le nombre de filets qu'une vis déplace lorsqu'elle est tournée de 360°. Les filetages à départ unique sont les filetages de tuyaux les plus courants. La figure 6 est codée par couleur pour montrer la différence dans le nombre de crêtes par départ.

Formulaire

La section transversale d'un fil est appelée sa forme. Les fils peuvent être triangulaires, carrés, trapézoïdaux ou d'autres formes (figure 7). Les fils de forme triangulaire sont également appelés fils en V. Bien que les fils en V soient représentés comme triangulaires, dans la pratique, la pointe et la rainure du fil ne peuvent pas avoir une arête parfaitement nette et sont donc tronquées (coupées court) à des degrés divers. Un fil en V pointu est un fil dont les pointes des triangles ne sont pas tronquées.

Étanchéité d'un raccord fileté

Lors de la connexion de deux filetages, il est essentiel de prendre en compte le joint hydraulique qu'ils vont créer. Les filetages parallèles et coniques peuvent être combinés pour créer deux types de raccords : les filetages d'assemblage et les filetages à vis longue (de fixation).

Filets d'assemblage

Le raccord fileté par emboîtement crée une étanchéité à la pression en comprimant les filets l'un contre l'autre. Pour ce faire, les filets mâles coniques sont couplés à des filets femelles parallèles ou coniques. Dans ce type de joint, un joint positif est créé en déformant les filets l'un dans l'autre par un serrage à la clé pour assurer un couple correct. Cela signifie que des montages et démontages répétés peuvent déformer les filets. Il est donc essentiel de vérifier que ce type de joint ne présente pas de fuites et que les filetages ne sont pas endommagés.

Un revêtement d'étanchéité ou une pâte à joint sur les filets, comme un ruban d'étanchéité pour filets ou un mastic pour tuyaux, est souvent utilisé dans ce type de raccordement (figure 8). En cas d'utilisation d'un ruban d'étanchéité, deux tours de mastic suffisent. Veuillez noter qu'un joint torique ne peut pas être utilisé avec un filetage mâle conique car il ne permet pas de serrer complètement le filetage. Certains filetages précis sont connus sous le nom de "dry fit" ou "dry seal" et ne nécessitent aucun matériau d'étanchéité. Dans ces joints, l'étanchéité à la pression est uniquement créée par la compression des filets et est particulièrement utilisée pour créer un joint étanche au gaz ou lorsque le produit d'étanchéité pourrait contaminer ou réagir avec le fluide (par exemple, l'oxygène).

Les filetages d'assemblage peuvent devenir susceptibles de fuir en raison du serrage et du desserrage lors de la réparation ou de l'assemblage. Lorsqu'un filetage mâle conique est serré sur un filetage femelle parallèle, l'étanchéité n'est assurée qu'à la base de l'orifice femelle avec 1-2 filets en raison de la différence de conicité. Cela signifie que la zone où la crête du filetage mâle et la racine du filetage femelle se rencontrent peut former un chemin de fuite en spirale. C'est notamment le cas des raccords BSPT. Les filetages BSPT sont généralement utilisés pour les applications à basse pression et ne sont pas recommandés pour les systèmes à moyenne ou haute pression. Ce problème peut être résolu si les filetages mâle et femelle sont coniques (par exemple, les raccords NPT ).

Vis longue ou filets de fixation

Dans ce type de joint, une étanchéité fiable est créée par la compression d'un matériau souple (un joint torique ou une rondelle) ou d'un joint plat entre l'épaulement du tuyau mâle et la surface intérieure du filetage femelle.