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LES PRODUITS

Lorsqu’il s’agit de construire, ou même simplement de concevoir un réseau de canalisation, il ya lieu de considérer un ensemble de « produits » (tubes, coudes, brides, etc., et d’autres accessoires) parmi lesquels une bonne partie sont normalisés.Ces produits présentent des caractéristiques :

- Dimensionnelles,- Chimiques (nuances et qualités),- Résistance à la traction,- Limite d’élasticité- Allongement

Qui, pour ceux qui sont normalisés, figurent dans les normes appropriées à leur destination. LES TUBES EN ACIER

Les tubes qui constituent les produits de base pour la construction de réseaux de canalisations, sont fabriqués par de nombreux procédés, mais la qualité qui en résulte varie notablement d’un procédé à l’autre et une classification basée sur le mode de fabrication permet d’en distinguer également les différentes utilisations.D’une façon générale, on peut distinguer :

- Les tubes sans soudure- Les tubes comportant une soudure longitudinale ou hélicoïdale.

Les tubes sans soudureC’est parmi ces tubes que se trouvent ceux utilisés pour les conditions d’exploitation les plus sévères. Le processus général de fabrication est pratiquement le même :

- Chauffage de billettes cylindriques jusqu’à une température de 1300°C,- Perçage de la billette (1150°C-1250°C)- Laminage à 1000°C – 1100°C pour obtenir l’épaisseur désirée,- Calibrage final (800°C-900°C) pour fixer le diamètre extérieur. Les tubes soudés

De part leurs procédés de fabrication, les tubes sans soudures ne peuvent être obtenus que dans une gamme limités d’épaisseurs et de diamètres (800 mm). Les progrès réalisés dans les techniques de la soudure et des contrôles non destructifs ont permis d’obtenir des tubes de bonnes qualités qui peuvent être utilisés pour des conditions sévères.

soudé sans apport de métal une bobine de bande d'acier est déroulée à froid petit à petit et déformée par des galets jusqu'à la forme d'un cylindre au diamètre extérieur du tube souhaité; les 2 rives de la bande de métal sont alors chauffées par induction pendant quelques secondes puis rapprochées jusqu'à leur mélange (fusion).Cette méthode est appelée soudage de type ERW (Electric Resistance Welding).

Soudé avec apport de métal (Procédé SAW: Submerged Arc Welding):

SYSTEMES TUYAUTERIE COSIDER 2015[Tapez un texte] Page 1

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Il y a 3 types de formage du tube pour ce procédé :- Le formage unitaire de tôle de longueur 12 m en général, pliée petit-à-petit

pour être formée en U puis en O; les 2 rives de la tôle sont ensuite soudées entre-elles avec apport de métal (SAW soudé Long ou SAW-SL)

- Le formage d'une bande d'acier déroulée en forme de spirale à partir d'une bobine (coil) jusqu'à l'obtention d'un tube au diamètre souhaité; les 2 rives de la tôle sont ensuite soudées avec apport de métal (SAW soudé spiral ou Hélicoïdal SAW-SH).

- L'envirolage : on fait passer entre 3 rouleaux métalliques une tôle qui prend petit-à-petit la forme d'un cylindre au fur-et-à-mesure que l'on joue sur la hauteur des cylindres entre - eux; une fois transformée en cylindre complet, les 2 rives sont soudées entre-elles (SAW 3 rolls Bending ou SAW 3RB).

La figure ci-dessous illustre les différents procédés de fabrication des tubes soudés


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NORMALISATION DIMENTONNNELLE DES TUBES

Nominal Pipe Size

Nominal Pipe Size (NPS) est un ensemble de formats standards nord-américain pour les tuyaux utilisés pour des pressions et des températures élevées ou basses. Le nom de NPS est basé sur l'ancien système "Iron. Pipe Size" (IPS).Ce système IPS a été établi pour désigner la taille du tuyau. La taille représente le diamètre intérieur approximatif du tuyau en pouces. Un IPS 6 " est un tuyau dont le diamètre intérieur est d'environ 6 pouces. Les utilisateurs ont commencé à appeler le tuyau 2 pouces, 4 pouces, 6 pouces et ainsi de suite. Pour commencer, la taille de chaque tuyau a été produite pour avoir une épaisseur, qui plus tard a été nommé comme standard (STD). Le diamètre extérieur du tuyau a été normalisé.Pour le transport des fluides à des pressions plus élevées, les tuyaux ont été fabriqués avec des parois plus épaisses, ce qui est devenu connu comme un extra-fort (XS). Les exigences des pressions plus élevées ont encore augmenté, avec tubes à paroi épaisse. En conséquence, les tuyaux ont été fabriqués en double extra strong (XXS), tandis que les diamètres extérieurs standardisés sont inchangées.

Pipe Schedule

Ainsi, au temps de l’IPS seulement trois épaisseurs étaient en usage. En Mars 1927, l’Association de normalisation américaine a sondé l'industrie et a créé un système pour désigner les épaisseurs basé sur des petites différences entre tailles.

La désignation NPS du tuyau a remplacé la désignation IPS, et le terme (SCH) a été inventé pour indiquer l'épaisseur nominale de la conduite. En ajoutant les numéros aux normes IPS, nous avons aujourd'hui une gamme d'épaisseurs, à savoir:SCH 5, 5S, 10, 10S, 20, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 100, 120, 140, 160, STD, XS et XXS.

Diamètre nominal (NPS) est une désignation de la dimension du tuyau. Il indique la taille normalisée du tuyau lorsqu'il est suivi par le numéro de désignation de la dimension spécifique sans le symbole pouce. Par exemple, NPS 6 indique un tuyau dont le diamètre extérieur est de 168,3 mm.

Le NPS est très vaguement liées au diamètre intérieur en pouces, pour les tubes NPS 12 et moins le diamètre extérieur est supérieur à l'indicateur de la taille. Pour NPS 14 et plus, le diamètre extérieur est égal à l'indicateur de la taille.

Pour un NPS donné, le diamètre extérieur reste constant et l'épaisseur de paroi augmente avec l’augmentation du Schedule Number (SCH). Le diamètre intérieur dépend de l'épaisseur du tube spécifiée par le Schedule Number (SCH).


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Résumé:

La dimension du tuyau est spécifiée avec deux nombres sans dimensions,• diamètre nominal (NPS)• Schedule Number (SCH) La relation entre ces nombres détermine le diamètre intérieur d'un tube. Les dimensions de tuyaux en acier inoxydable déterminés par ASME B36.19 couvrant le diamètre extérieur et l'épaisseur. Notez le schedule est suivi par un suffixe "S". Schedule sans le suffixe «S» est prévu pour les tuyaux en acier au carbone.L'Organisation internationale de normalisation (ISO) utilise également un système avec un identifiant de dimensions.Diamètre nominal (DN) est utilisé dans le système d'unités métriques. Il indique la taille normalisée du tuyau lorsqu'il est suivi par le numéro de désignation de la dimension spécifique, sans symbole millimètre. Par exemple, DN 80 est la désignation équivalent de NPS 3. Ci-dessous un tableau des équivalents pour NPS et tailles de DN.NPS ½ ¾ 1 1¼ 1 ½ 2 2 ½ 3 3 ½ 4DN 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 La valeur approchée du Schedule Number est défini par l’expression suivante:Schedule Number = (1,000)(P/S)P = pression interne psigS = la contrainte admissible ( psi ) pour le matériau de construction à des conditions d'utilisation ..

For example, the schedule number of ordinary steel pipe having an allowable stress of 10,000 psi for use at a working pressure of 350 psig would be:Schedule Number = (1,000)(350/10,000) = 35 (approx. 40)

Tube d'acier soudé par résistance électriqueDescriptionLe tube d'acier soudé par résistance électrique (ERW) est également connu comme tuyau à soudure longitudinale. Il est fabriqué à l'aide de soudure par résistance électrique. La soudure est à l'intérieur du tube et n'est pas visible de l'extérieur. ApplicationsLe tube d'acier soudé par résistance électrique est utilisé dans le transport de liquides à basse pression, tels que l'eau, le gaz, l'air, l'huile, la vapeur……….Spécifications techniques du tube d'acier soudé par résistance électriqueTaille: 1/2 pouce ~ 24 pouces (21,3 ~ 610 mm)Epaisseur : 0,5 ~ 16mmNorme: API 5L, ASTM A53 Classe de l'acier: GR.A, GR.B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70


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Tube d'acier soudé en spiraleDescriptionLe tube d'acier soudé en spirale est appelé tube d'acier en spirale. ApplicationsLe tube d'acier soudé en spirale est utilisé dans le dragage, le tubage de route, la conduite forcée, la fabrication, les piliers, les pilotis, etc. Il est utilisé comme tube de canalisation de pétrole, de gaz, d'eau, des pilotis et de structures.Spécifications techniques du tube d'acier soudé en spiraleTaille: 8 "~118" (219~3000mm)Epaisseur : 4~25mmNorme: ASTM A53, ASTM A252, API 5C, Classe de l'acier: GR.B, X42, X46, X52, X56, X60, X65Finition des extrémités: extrémité claire, extrémité en biseauRevêtements du tube: tuyau dénudé, noir vernis, revêtement Tube en acier sans soudure laminé à chaudSpécifications techniques du tube en acier sans soudure laminé à chaudTaille: 4 pouces ~24 pouces (114.3~610mm)Epaisseur de paroi: 4.0~30.96mmNorme: API5L, ASTM A106Classe de l'acier: GR.A, GR.B, X42, X46, X52

ApplicationsLe tube en acier sans soudure laminé à chaud est utilisé dans le transport de liquides à basse et haute pression, comme l'eau, le gaz, l'air, l'huile, et la vapeur.


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LES ACCESSOIRES DE TUYAUTERIE

En dehors des tubes, d’autres accessoires sont nécessaires pour constituer un réseau de canalisation. Certains peuvent être façonnés par le tuyauteur ; comme les cintrages, d’autres sont produits par des usines spécialisées et font l’objet de normes dimensionnelles.Les principaux composants de tuyauterie qui font l’objet de normes sont :

- Les coudes,- Les réductions,- Les tés,- Les fonds,- Les brides,

Auquels il faut rajouter les pièces de forme pour piquage qui font l’objet d’une standardisation par leurs producteurs.

Les coudes


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SHORT RADIUS LONG RADIUS

Les tees :

Té égale Té inégal


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Croix Latéral

Les réductions

Concentrique Excentrique

OLETS: (Bossages)

ELBOLET LATROLET NIPPOLET

SOCKOLET WELDOLET SWEEPOLET

Les brides

On distingue, du point de vue de leur assemblage :- Les brides à assembler en bout- Les brides à emboiter- Les brides à emmancher - Les brides à fileter


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ASME B16.5 - jusqu’à 24 " ASME B16.47 – au dessus de 24 "

WELD NECK FLANGE SLIP-ON FLANGE

THREADED FLANGE LAP JOINT FLANGE

SOCKET WELD FLANGE


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Faces de brides

Assemblage Type


FLAT FACE: (face plate)GASKET:Full Face Flat

It covers the entire surface of the flange

Raised Face (face surélevée)Gasket: FlatIt covers the raised surface of the flangeSpiral WoundAlso known as Spirometallic, or Spirotallic, it’s a wounded spiral of Stainless Steel and Graphite to withstand high temperatures or severely aggressive fluids

RING JOINT (joint annulaire)GASKET:Metallic RingIt is normally made up of Steel. It deforms inside the ring joint grooves assuring sealing at very high pressures.

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LES JOINTS

- Joints annulaires,- Joints spiralés pour brides à face de joint surélevée- Joints métalloplastiques,- Joints plats en élastomères comprimés,- Joints à jaquette,- Joints métalliques striés,

Ordre de serrage des brides


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LES SUPPORTS

Le supportage est l’ensemble des dispositifs reliant la tuyauterie aux structures environnantes et permettant le transfert à ces structures des efforts générés par la tuyauterie.

- Les supports rigidesCe sont tous les supports qui empêchent de un à six degrés de libertés au niveau du point d’ancrage de la tuyauterie.

- Les supports élastiquesSupports à réaction variable ou constante destinés à équilibrer tout ou partie des effets de la composante verticale d’effort due à la pesanteur.

- Les butées dynamiquesIl est parfois nécessaire d’éviter des déplacements brutaux de la tuyauterie sans gêner les déplacements thermiques. On utilise des dispositifs auto glissants ou autobloquants limitant dans une ou plusieurs directions le déplacement rapide de la tuyauterie sous l’effet d’efforts dynamiques.

Un support est généralement composé de trois parties :- Une pièce d’attache primaire sur tuyauterie

Pièces soudées : trunnion, patin Pièces boulonnées : collier

- Un transmetteur d’effortGénéralement composés à bases de profilés courants de commerce.

- Une pièce de fixation sur la superstructure (charpente ou génie civil)Elles assurent la liaison avec la charpente ou le génie civil : par soudage ou boulonnage.

SHOE SADDLE BASE ADJUSTABLE SUPPORT.


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DUMMY SUPPORT TRUNNION HANGERS

ANCHOR ANCHOR PARTIAL ANCHOR


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GUIDES

Supports


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SUPPORTING PIPE CLOSE TO STRUCTURAL STEEL:

SPRING HANGERS:


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SUPPORTS ALLOWING FREE MOVEMENT OF PIPE:

ROBINNETTERIE

La robinetterie recouvre l'ensemble des appareils destinés à isoler un appareil ou à régler un débit.

Un robinet d'isolement aura pour principale qualité d'être étanche (entre l'amont et l'aval).


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Un robinet de réglage aura pour principal objectif de créer une perte de charge progressive au cours de son ouverture, afin de permettre de régler le débit désiré.

Tout robinet comporte un obturateur. Son sens de déplacement peut être: perpendiculaire à la veine fluide (en général robinet d'isolement) parallèle à la veine fluide (en général robinet de réglage de débit)

Tout robinet comporte un système de manœuvre, en général une tige reliant l'obturateur à un système extérieur. Ce système peut être:

manuel direct (poignée) manuel démultiplié (volant) asservi (la force motrice nécessaire à la manœuvre est fournie par un

servomoteur pneumatique (pression d'air) ou hydraulique (pression d'huile) automatique. Il comporte alors un servomoteur qui est relié à un système de

commande à distance (SNCC, Système Numérique de Contrôle Commande ou automate PLC, Programmable Logic Computer, etc...)

Différents robinets sont présentés dans les pages suivantes.

Vannes papillon

Ils sont constitués d'un obturateur de forme circulaire, se déplaçant dans un mouvement de rotation perpendiculaire à la direction du fluide.

Ils créent de faibles pertes de charge à pleine ouverture, le papillon pouvant même être profilé.

Les robinets à papillon non étanches permettent de régler un débit, en particulier de gros débits sous de faibles pressions.

Les robinets à papillon étanches sont équipés d'un joint élastomère soit sur le corps, soit sur le papillon, et ne sont utilisés que dans leur fonction d'isolement (pas de réglage sous peine d'érosion du joint et perte d'étanchéité).

La manœuvre du papillon peut aller jusqu'à 90°, et la résultante des forces de pression du fluide sur le papillon est nulle, assurant une manœuvre aisée.

Sur petit diamètre, la manœuvre s'effectue en prise directe par l'intermédiaire d'un levier. Pour les gros diamètres, on utilise un démultiplicateur.

Un système d'étanchéité est en général disposé sur la tige de manœuvre. Le système le plus fréquemment rencontré est le presse étoupe, dont le rôle est de resserrer une tresse d'étanchéité sur la tige de commande.


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robinets-vannes (gate valve en anglais)

Ils sont constitués d'un obturateur se déplaçant perpendiculairement à la veine fluide, et parallèlement aux sièges d'étanchéité.

Ils créent de faibles pertes de charge. Ils ne permettent pas de régler un débit, ce sont des robinets d'isolement. La tige de commande ne tourne pas, elle monte et elle descend, en faisant

monter ou descendre l'opercule (ou coin). On peut déterminer si le robinet est ouvert ou fermé en observant le

dépassement de la tige de commande au dessus du volant (dépassement=ouvert, pas de dépassement=fermé)

Il existe différents types d'obturateurs: à coin, à double opercule et sièges parallèles

Ce robinet n'a en général pas de sens de montage (symétrique).


Tige de commande filetee

Volant

Garniture etancheite

Corps de vanne sieges

coin

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Vannes: robinets à soupape

Ils sont constitués d'un obturateur appelé soupape ou clapet se déplaçant perpendiculairement à la veine fluide et perpendiculairement au siège d'étanchéité.

L'obturateur peut-être en position fermée, en position ouverture totale, ou dans n'importe quelle position intermédiaire.

Ils permettent de régler un débit, l'écoulement du fluide en chicane à l'intérieur du corps du robinet à soupape créant des pertes de charge non négligeables. S'ils sont utilisés comme tel, ils perdent fréquemment leur qualité d'étanchéité.

La tige de commande tourne avec le volant, et c'est l'ensemble (volant-tige-clapet) qui monte et qui descend lors de la manœuvre.

Ils ont un sens de montage, la fermeture s'effectuant en général à contre-courant du fluide. A l'ouverture, le mouvement du fluide facilite alors la manœuvre.

Pour les petits diamètres, le clapet prend souvent la forme d'un pointeau. Pour des réglages précis, il ressemble parfois à une aiguille.

Robinets à tournant sphérique (cylindrique...)

Ils sont constitués d'un corps et d'un obturateur appelé tournant se déplaçant dans un mouvement de rotation perpendiculaire à la direction du fluide.


Garniture d étanchéité

Tige de commande filetée

Corps de vanne

Soupape et clapet

sieges

Fermé Ouvert

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Le corps et le tournant possèdent des lumières ou orifices qui se superposent

à l'ouverture ou se contrarient à la fermeture. Ils servent de robinet d'isolement dans la majorité des cas. Certains robinets à

tournant peuvent néanmoins parfaitement régler des débits tout en assurant un rôle d'isolement.

Ce sont des robinets quart de tour

Robinets à piston

Ils sont constitués d'un obturateur de type piston cylindrique se déplaçant perpendiculairement au sens de circulation du fluide. Ce piston, en masquant plus ou moins les lumières aménagées dans la lanterne, permet le réglage du débit du fluide.

Ils permettent de régler un débit, l'écoulement du fluide se faisant au travers de lumière dégagées par le piston.

Les surfaces d'étanchéité sont indépendantes des surfaces soumises à l'érosion, ce robinet permet ainsi le réglage du débit tout en conservant une bonne étanchéité.

Ils ont un sens de montage, la fermeture s'effectuant en général à contre-courant du fluide. A l'ouverture, le mouvement du fluide facilite alors la manoeuvre.


Volant

Tige de commande filetée

Piston

LanterneCorps de vanne

Garniture d étanchéité

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Clapets

Le rôle des clapets est en général d'assurer une ou plusieurs des fonctions suivantes:

permettre la circulation du fluide dans un sens, en réalisant un minimum de perte de charge

empêcher la circulation du fluide dans le sens inverse assurer l'étanchéité contre un retour de fluide (oui pour un clapet permettant

d'éviter le désamorçage d'un pompe centrifuge montée en aspiration, pas toujours nécessaire pour un clapet situé au refoulement d'une pompe)

Les questions qui se posent dans le choix et l'installation des clapets sont:

étanchéité en sens inverse (oui / non) montage horizontal, vertical, indifférent résistance à la corrosion et à l'érosion

Il existe aussi des clapets qui font office de limiteur de débit, ou qui permettent d'assurer un débit minimum.

Clapet à soupape à levée verticale montage en position horizontale (modèles sans ressort de rappel) bonne étanchéité pour les modèles pourvus de sièges perte de charge plus élevée que les modèles à battant


Clapet à battant

Ferme ½ ouvert ouvert

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Clapet à bille faible perte de charge bonne étanchéité existe avec ressort de rappel en général sur petits diamètres

Filtres de tuyauterie

On installe des filtres sur des tuyauteries pour protéger les équipement aval, par exemple une vanne (sièges d'étanchéité), un purgeur, une pompe.

Ces filtres ont pour rôle de piéger de plus ou moins grosses particules (mm) venant du procédé, mais également d'arrêter des particules venant de la dégradation des tuyauteries ou du montage: boulons et écrous, joints et morceaux, restes de soudure, particules de corrosion, etc...Les filtres de tuyauterie ci-dessous sont des filtres "en ligne", dont l'objectif est de piéger des corps étrangers, mais pas de filtrer un fluide au sens procédé du terme. Pour cela, on utlisera des filtres à poche (à l'aspiration d'un pompe par exemple) ou autres.


Clapet à soupape à levée verticale

Fermé ouvert

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Regards d'écoulement

STOCKAGE

On choisit les caractéristiques des capacités de stockage en fonction de plusieurs critères: quantités de produits stockés (10L - 1000L - 1000m3 - >10000m3), propriétés de ces produits: gaz, gaz liquéfiés, liquides volatils ou peu volatils, liquides

chargés, solides, conditions de stockage: sous pression, sous atmosphère inerte, à température ambiante,

à basse température, la dangerosité du produit stocké (inflammable, toxique...)

Hormis les conteneurs mobiles, les capacités de stockage doivent être équipées de dispositifs les protégeant contre une mise sous pression ou une mise sous vide accidentelle. Ils doivent également être installés dans une cuvette de rétention suceptible de retenir le produit stocké en


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cas de rupture de la capacité. Certaines capacités de stockage sont parfois enterrées, pour limiter l'influence d'un éventuel incendie ou d'une explosion.

Principales façons de stocker les liquides:

fosses, ouvertes ou fermées, bacs cylindriques verticaux ouverts sur l'atmosphère bacs cylindriques verticaux fermés par un toit fixe, un toit flottant, ou munis d'un toit

fixe et d'un écran flottant

Principales façons de stocker les liquides et gaz liquéfiés sous pression:

bacs cylindriques horizontaux sphères bombonnes

FABRICATION

Mise en forme des tubes- Cintrage des tubes- L’oxycoupage- Soudage

CONTROLES- Non destructifs : radiographie, ultrasons, magnétoscopie, ressuage

REPRESENTATION D’UNE TUYAUTERIE

- En projection géométrale


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- En perspective isometrique


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