BOA Instruction de montage Tuyaux et tuyauteries

Tuyaux et tuyauteries métalliques flexibles
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BOA Instruction de montage
Tuyaux et tuyauteries métalliques flexibles
Il est très difficile de calculer exactement la durée
de vie d’une tuyauterie flexible métallique ou sa
possible réaction sous contrainte. La géométrie et
les influences sont trop complexes et imprécises
pour permettre une analyse mathématiquement
exacte. La durée de vie dépend en premier lieu
des conditions de service et en conséquence des
conditions environnementales d’installation idéa-
les ainsi que d’un montage correct. Dans la majorité des cas où une jonction réalisée par une
tuyauterie métallique flexible ne fonctionne pas,
on rencontre une situation d’installation ou de
montage incorrect. Les quatre mesures de précaution ci-dessous influencent de manière déterminante et positive la durée de vie d’une
tuyauterie métallique flexible:
Influences sur
la durée de vie
Installation sans contraintes dans la mesure du possible
Détermination de la longueur optimale de la tuyauterie métallique flexible
Éviter toute torsion
Respecter les rayons de courbure minimaux recommandés
Il est très souvent possible de réduire de manière
significative les tensions inhérentes à la tuyauterie
adjacente en employant des moyens très simples
dès le montage, par exemple en installant un
coude rigide.
Installation sans
contraintes
La détermination de la longueur optimale de la
tuyauterie flexible évite une courbure excessive
ou le flambage, même dans le cas de charges
dynamiques. Si l’on n’atteint pas des rayons de
courbure inférieurs à ceux prescrits, la durée de
vie minimum est relativement facile à prédire.
Longueur optimale
Pour éviter la torsion, il est indispensable de permettre à la tuyauterie (à une extrémité au moins),
de tourner librement (p.ex. au moyen d’une bride
tournante ou d’un raccord mécanique). Pour un
serrage efficace des embouts filetés, il est nécessaire d’avoir des plats de serrage ou un polygone
d’appui suffisants pour éviter le transfert de la
torsion sur le flexible métallique. Dans les applications dynamiques, l’axe du flexible et le mouvement doivent se situer dans le même plan,
évitant ainsi toute possibilité de torsion .
Éviter la torsion
Si des contraintes exceptionnelles se manifestent
telles des mouvements importants, des variations
de pression etc., il faut les prendre en considéra-
tion par calcul. Plus un problème est correctement
défini, plus il est facile de calculer une conception
rationnelle.
Analyse exacte des
contraintes
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Applications et
installations possibles
Les champs d’applications pour installer des tuyauteries métalliques flexibles sont presque illimités. Dans des conditions d’installation particulièrement complexes, nous recommandons vive-
ment à nos clients d’ajouter à la demande un
schéma ou un plan. Notre longue expérience
dans ce domaine nous permet de trouver des
solutions satisfaisantes aux problèmes les plus
complexes de nos clients.
Rayons de courbure
Chaque type de flexible est techniquement caractérisé par deux rayons de courbure: Le rayon
statique R statique (destiné aux applications fixes) et
le rayon dynamique R dynamique (destiné aux applications mobiles). II ne faut pas aller au-dessous
de ces rayons de courbure, sauf après consultation et en accord avec nos ingénieurs!
La détermination des rayons de courbure est
basée sur la norme EN ISO 10380 «Tuyaux et
tuyauteries métalliques flexibles onduleux». Cette
norme est à la base de nos homologations. Pour
le calcul de la longueur nominale de la tuyauterie,
il faut toujours appliquer le rayon de courbure
dynamique dans les équations pour toute application dynamique, et également dans le cas de
dilatations thermiques.
Calcul de la longueur de la zone de raccordement
Longueur de la zone de
raccordement rigide I
Longueur de la douille
d’extrémité EH
Longueur de la pièce de
raccordement A
Dans les équations apparaît la dimension l. Cette
valeur l (mm) définit la zone de raccordement
rigide à l’extrémité du flexible. l est la somme de
la longueur de la douille d’extrémité EH et de la
longueur A du raccord.
l = EH + A
La douille d’extrémité protège la zone soudée contre les contraintes excessives. La longueur EH (mm)
pour le calcul de la longueur nominale figure dans le tableau ci-dessous.
DN
5
6
8
10
12
16
20
25
32
40
50
65
80
100 125 150 175 200 250 300
EH
16
16
20
20
24
24
28
28
34
34
42
42
54
54
30
30
40
40
50
50
La longueur saillante du raccord A (mm) figure dans les tableaux des raccords standard.
Règles pour calculer la longueur des flexibles métalliques
Tuyauterie métallique flexible droite, pour déplacement parallèle, statique (Un déplacement perpendiculaire à l’axe n’est pas admissible)
Type d’installation: tuyauterie flexible droite
Application: déplacement latéral,
application statique (inadapté
pour l’absorption de mouvements
répétitifs!)
Vérification de l’angle de
cintrage
cos  = 1 – a / (2 · Rstatique)
cos  ne doit pas être  0.5, autrement il faut
choisir le rayon R > Rstatique.
Longueur nominale
NL = 0.035 · Rstatique ·  + 2 · (Z + l)
Longueur projetée
EL = 2 · Rstatique · sin  + 2 · (Z + l)
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a

Rstatique
Z
l
NL
EL
Déplacement de l’axe
Angle de cintrage
Rayon de courbure statique
Diamètre extérieur du flexible:
Longueur du raccord, EH inclus
Longueur nominale
Longueur projetée
(mm)
(°)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
Coude à 90° pour l’absorption de vibrations
Type d’installation: coude flexible à 90° ou deux flexibles raccordés par un coude rigide à 90°
Application: statique,
vibrations multidirectionnelles de petites amplitudes et hautes fréquences
DN ≥ 125 mm
a
Rdynamique
l
NL
DN
Cote d’installation
Rayon de courbure dynamique
Longueur du raccord, EH inclus
Longueur nominale
Diamètre nominal
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
DN ≤ 100 mm
NL = 2.3 · Rdynamique + 2 · l
a = 1.365 · Rdynamique + l
Longueur nominale
Cote d’installation
Boucle en U pour mouvements verticaux
(Les mouvements perpendiculaires à l’axe du flexible ne sont pas admissibles)
Type d’installation: boucle verticale à 180°
Application: mouvement vertical de grande amplitude et basse fréquence
s
Rdynamique
DN
l
NL
h1max
h2min
Course
(mm)
Rayon de courbure dynamique (mm)
Diamètre nominal
(mm)
Longueur du raccord, EH incluse (mm)
Longueur nominale
(mm)
Hauteur maxi de la boucle à 180° (mm)
Hauteur mini de la boucle à 180° (mm)
NL = 4 · Rdynamique + 0.5 · s + 2 · l
Longueur nominale
h1max = 1.43 · Rdynamique + 0.5 · s + l
Hauteur maximum
h2min = 1.43 · Rdynamique + l
Hauteur minimum
Boucle en U pour mouvements latéraux
(Les mouvements perpendiculaires à l’axe du flexible ne sont pas admissibles)
Type d’installation: boucle verticale à 180°
Application: mouvement horizontal de grande amplitude et basse fréquence
s
Rdynamique
DN
l
NL
h1max
h2min
Course
(mm)
Rayon de courbure dynamique (mm)
Diamètre nominal
(mm)
Longueur du raccord, EH incluse (mm)
Longueur nominale
(mm)
Hauteur maxi de la boucle à 180° (mm)
Hauteur mini de la boucle à 180° (mm)
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NL = 4 · Rdynamique + 1.57 · s + 2 · l
Longueur nominale
h1max = 1.43 · Rdynamique + 0.785 · s + l
Hauteur maximum
h2min = 1.43 · Rdynamique + 0.5 · s + l
Hauteur minimum
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Les illustrations cicontre montrent quelques types d’installation
impropres de tuyauteries
métalliques flexibles,
fréquemment rencontrés, ainsi que des
exemples et instructions
pour un montage correct.
Incorrect:
Solution:
Ill.1
Courbure anormale au droit du
raccord.
Utilisation d’un coude rigide, le
tuyau pend verticalement.
Ill.2
Courbure anormale au droit des
raccordements.
Ill.3
Courbure anormale au droit des
raccordements.
Ill. 4
Déformations alternatives sévères. Rayon de courbure trop faible
adjacent aux raccords.
Ill.5
Déformations alternatives sévères. Rayon de courbure trop faible
adjacent aux raccords.
Ill.6
Déformations aléatoires nuisibles
et torsion.
Ill.7
Risque de pliage par courbure
excessive.
Ill.8
Un flexible enroulé ne doit jamais
être tiré par une extrémité pour le
dérouler, il serait soumis à la
torsion.
Ill.9
Torsion et courbure excessive au
droit du raccord.
Ill.10
Contraintes de torsion.
Ill.11
Contrainte de torsion, les deux
raccords ne se trouvant pas dans
le même plan.
Sous réserve de modifications techniques
12-05
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Utilisation de coudes rigides aux
extrémités pour rétablir une forme
en boucle.
Utilisation de coudes rigides aux
extrémités pour rétablir une forme
en boucle.
Pour des mouvements latéraux
importants, prévoir une installation en coude à 90°.
L’utilisation de coudes rigides
évite les mouvements de déformation et les rayons de courbures
trop étroits.
L’emploi d’une poulie intermédiaire évite les mouvements de
déformation et la torsion..
Utilisation d’un berceau pour
éviter le pliage et garder le rayon
de courbure minimum prescrit.
Dérouler le flexible sans aucune
contrainte.
Éviter la torsion par l’emploi de
coudes rigides.
Si la torsion est inévitable, utiliser
des raccords tournants qui absorbent la torsion. Le flexible n’est
ainsi soumis qu’à la flexion.
Aucune contrainte de torsion avec
l’emploi d’un double coude rigide.