Raccords soudés et leurs applications

Un raccord à souder relie des tuyaux et des composants par une soudure afin de garantir une connexion étanche et robuste. En raison de leur liaison permanente et de leur résistance supérieure, ils sont largement utilisés dans des secteurs tels que la pétrochimie, la pharmacie, l'agroalimentaire, l'automobile et les usines de traitement de l'eau. Cet article présente les différents raccords soudés disponibles, leurs caractéristiques et les critères de sélection.

Table des matières

• Qu'est-ce qu'un raccord soudé ?
• Raccords à souder bout à bout
• Raccords à souder
• Choix entre les raccords à souder bout à bout et les raccords à souder par emboîtement
• FAQ

Qu'est-ce qu'un raccord soudé ?

Les raccords soudés sont des connecteurs conçus pour être soudés à des tuyaux en acier inoxydable ou en acier au carbone afin d'assembler les composants d'un système de tuyauterie.

• Les raccords soudés offrent des connexions sûres et étanches, ainsi qu'une structure métallique continue.
• Les raccords soudés ne nécessitent pas de matériaux d'étanchéité supplémentaires, car le soudage garantit une connexion étanche et durable.

Les raccords soudés peuvent avoir différentes configurations en fonction de l'application et des exigences de conception. Dans certains cas, les deux côtés du raccord soudé sont soudables, ce qui permet un raccordement soudé direct aux tuyaux non filetés. Il existe également des raccords soudés dont l'une des extrémités est soudable, tandis que l'autre est munie d'un autre connecteur, comme un raccord fileté. Ils comportent une extrémité soudable qui peut être raccordée à un tuyau par soudage, tandis que l'extrémité filetée permet de fixer un autre composant à l'aide d'un raccord fileté. Les raccords à souder bout à bout et les raccords à souder par emboîtement sont les principaux types de raccords soudés.

Raccords à souder bout à bout

Une soudure bout à bout consiste à souder deux diamètres de même taille bout à bout. L'épaisseur et le diamètre de l'extrémité du raccord et du tuyau doivent être identiques. Les extrémités des raccords à souder bout à bout sont biseautées ; la forme du biseau dépend de l'épaisseur de la paroi du tuyau auquel il est fixé. Le biseau crée une vallée que le cordon de soudure peut remplir pour former la soudure bout à bout. Il existe différents types de joints soudés bout à bout, comme le montre la figure 2. Les facteurs suivants doivent être pris en compte lors de la sélection d'un profil de soudure bout à bout adapté à une application :

• Se référer aux normes et codes industriels applicables. Les codes tels que ASME B31.3 pour les tuyauteries de process ou ASME B31.1 pour les tuyauteries d'énergie fournissent des directives et des exigences pour la préparation des joints, y compris les profils de biseau recommandés.
• Tenez compte du matériau et de l'épaisseur de la paroi du raccord et du tuyau. Les tuyaux ou raccords à parois plus épaisses peuvent nécessiter un angle de biseau plus important ou un double biseau pour assurer une pénétration et une fusion correctes.
• Évaluer les conditions de fonctionnement, y compris la pression, la température et la corrosivité. Les applications critiques ou à haute pression peuvent nécessiter un profil de biseau plus robuste, tel qu'un biseau en double V, afin d'améliorer la résistance et l'intégrité du joint.

Le matériau du raccord est généralement le même que celui du tube sur lequel il est soudé, mais il peut également s'agir de matériaux tels que l'alliage de nickel, le super duplex ou le molybdène à 6 % (pour la résistance aux températures élevées ou d'autres propriétés spécialisées). L'utilisation du même matériau garantit la compatibilité, des propriétés mécaniques cohérentes et évite les problèmes tels que la corrosion galvanique ou la dilatation différentielle qui peuvent survenir lorsque des matériaux différents sont assemblés. Par exemple, l'utilisation de matériaux différents pour le tuyau et le raccord implique des coefficients de dilatation thermique différents ; les deux matériaux se dilatent et se contractent à des rythmes différents, ce qui entraîne une concentration des contraintes, une distorsion ou des fuites dans le joint si cela n'est pas pris en compte lors de la conception et de l'installation.

Les raccords à souder bout à bout sont utilisés dans les applications à haute température et à haute pression pour contrôler le flux de produits lorsque des liquides ou des gaz doivent être transportés sur une longue distance. Les raccords à souder bout à bout sont définis par les normes ASME B16.9; les raccords légers résistants à la corrosion sont conformes aux spécifications MSS SP43.

• La norme ASME B16.9 fournit des directives concernant les dimensions, les tolérances, les matériaux, les essais et le marquage des raccords à souder bout à bout, afin de garantir la qualité et l'interchangeabilité.
• La norme MSS SP-43 spécifie les raccords légers résistants à la corrosion en acier inoxydable, et couvre les dimensions, les exigences en matière de matériaux et les directives de fabrication.

Avantages

• Les raccords à souder bout à bout sont robustes et résistent aux environnements difficiles.
• Les surfaces intérieures lisses et les changements graduels de direction assurent un écoulement continu et minimisent les pertes de charge.
• Les raccords à souder bout à bout offrent différents rayons de courbure (mesure de la courbure du raccord, qui détermine la douceur du changement de direction du tube) par rapport aux raccords filetés. Les raccords soudés peuvent être adaptés à des angles et à des courbures spécifiques, ce qui permet de modifier plus facilement le sens de l'écoulement.
• Ils ont une longue durée de vie et une résistance supérieure à la corrosion et à l'érosion.

Disadvantage

• Coût et complexité accrus en raison des exigences en matière de soudage
• Processus d'installation fastidieux
• Exigences strictes en matière d'ajustement pour un alignement correct
• Sensibilité à la qualité des soudures, nécessitant des soudeurs qualifiés

Applications

Les raccords à souder bout à bout sont utilisés pour les joints de tuyaux qui ne sont pas modifiés ou assemblés, comme les systèmes de tuyauterie à longue distance et souterrains.

• Stations d'épuration des eaux usées : Les pipelines équipés de raccords à soudure bout à bout gèrent en toute sécurité les flux de déchets humains dans les installations industrielles.
• Production d'alcool : Les raccords à souder fournissent une connexion sûre et fiable pour le transport des produits alcoolisés depuis les installations de production jusqu'aux centres de distribution et, en fin de compte, aux consommateurs.
• Usines chimiques : les raccords à souder bout à bout réduisent les risques de fuites, de déversements et d'accidents, protégeant ainsi l'environnement dans les usines chimiques qui produisent des composés potentiellement dangereux.

Raccords à souder

Un raccord à souder à emboîtement s'adapte à l'extérieur du tuyau sur lequel il est soudé. Les raccords à emboîtement comportent une cavité dans laquelle l'extrémité du tuyau est insérée. Ils sont ensuite raccordés par soudage d'angle du tuyau au raccord, ce qui crée un joint solide et étanche. Les raccords à emboîtement sont généralement utilisés pour les tuyaux de petit diamètre (jusqu'à 10,1 cm). Ils sont généralement fabriqués en acier au carbone forgé ou en acier inoxydable. Ces raccords sont fabriqués conformément aux normes ASTM A234 ou ASME B16.11.

• L'ASTM A234 spécifie les exigences relatives aux raccords à souder à emboîtement en acier au carbone et en acier allié corroyé, en veillant à ce que leurs propriétés matérielles, leurs dimensions et leurs processus de fabrication soient conformes aux normes de l'industrie.
• La norme ASME B16.11 définit les dimensions, les caractéristiques nominales, les matériaux et les exigences en matière d'essais pour les raccords à souder et les raccords filetés forgés, afin de garantir leur interchangeabilité, leur intégrité structurelle et leur sécurité d'utilisation dans les systèmes de tuyauterie.

Avantages

• Facilité d'installation et coûts de construction réduits car les extrémités des tuyaux ne sont pas biseautées.
• Les douilles permettent d'aligner facilement les tuyaux pour le soudage.
• Compacts par rapport aux raccords à brides
• Le métal soudé ne s'écoule pas dans l'alésage du tube en raison de la conception de l'emboîture.

Disadvantage

• Le soudage par emboîtement nécessite un espace de près de 4,2 mm (1/6 de pouce) entre le tuyau et l'épaulement de l'emboîtement pour permettre la dilatation thermique. Cet écart peut augmenter la contrainte qui fissure la soudure d'angle (la soudure qui relie le raccord au tuyau) du raccord.
• La soudure par emboîtement peut ne pas convenir pour les fluides corrosifs en raison de la corrosion par crevasses. La crevasse dans les raccords à souder à emboîtement désigne le petit espace ou le creux entre l'emboîture et le tube ou le tuyau inséré. Cette crevasse peut créer un environnement propice à la corrosion par crevasses, en particulier en présence de fluides corrosifs.

Applications

Les raccords à souder par emboîtement sont deux fois moins résistants que les raccords à souder bout à bout. Ils sont donc utilisés pour les petites canalisations de diamètre. Ils sont utilisés dans les canalisations pour transporter des produits inflammables, toxiques ou coûteux sans aucune fuite et sont couramment utilisés dans les systèmes de plomberie et les applications industrielles à petite échelle.

Choix entre les raccords à souder bout à bout et les raccords à souder par emboîtement

Bien que les applications des raccords à souder par emboîtement et des raccords à souder bout à bout se recoupent en partie, ils sont utilisés différemment en fonction des exigences spécifiques des systèmes de tuyauterie, telles que la taille des tuyaux, les capacités de traitement de la pression et les besoins d'installation.

• Taille des tuyaux et pression nominale : Les raccords à souder bout à bout pour les grandes dimensions et les pressions élevées, les raccords à souder à emboîtement pour les petites dimensions et les systèmes à basse pression.
• Exigences en matière de soudage : Les raccords à souder en bout nécessitent des soudeurs qualifiés et un équipement spécialisé, tandis que les raccords à souder par emboîtement sont plus faciles à installer avec moins d'expertise en matière de soudage.
• Évaluer les contraintes d'espace : Les raccords à souder ont une conception plus compacte, ce qui les rend adaptés aux applications dans des espaces limités.
• Intégrité des articulations : Les raccords à soudure bout à bout offrent généralement une meilleure intégrité du joint grâce à une soudure à pleine pénétration.
• Coût : Évaluez le coût des raccords et les coûts de main-d'œuvre associés pour l'installation, car les raccords à soudure bout à bout peuvent nécessiter davantage de main-d'œuvre et d'équipement spécialisé.

Note : Les raccords soudés sont disponibles sous différentes formes, notamment des coudes, des tés, des réducteurs et des capuchons.

• Les coudes modifient le tracé d'une canalisation.
• Les réducteurs permettent d'augmenter ou de réduire la taille de l'alésage du tuyau.
• Les croix ou les tés divisent l'écoulement du fluide dans plusieurs directions.
• Les bouchons sont utilisés pour fermer le pipeline.

FAQ

Comment choisir la bonne taille de raccords soudés pour mon système de tuyauterie ?

Choisissez les raccords soudés en fonction du diamètre nominal (NPS) ou du diamètre extérieur (OD) des tuyaux de votre application, en tenant compte des exigences et des normes du système.

Les raccords soudés peuvent-ils être démontés et réutilisés ?

Les raccords soudés ne sont généralement pas conçus pour être facilement démontés. Ils sont destinés à rester en place de manière permanente, et les modifications peuvent nécessiter des coupes et de nouvelles soudures.

Quelles sont les industries les plus courantes où l'on utilise des raccords soudés ?

Les raccords soudés sont largement utilisés dans les industries telles que le pétrole et le gaz, la pétrochimie, le traitement chimique, la production d'énergie et le traitement de l'eau.