3.2 ETUDE DE LA FLEXIBILITE DES TUYAUTERIES
Pour les tuyauteries soumises à l'effet de la température, le problème consiste à rechercher le parcours le plus court, certes, mais suffisamment souple et compatible avec les éléments extérieurs ( ex: structures métalliques, racks, bâtiments en béton,... ) permettant de limiter les efforts, les contraintes et déplacements en fonction des normes et des limites imposées.
3.2.1 DONNEES ET CRITERES
Pour réaliser une étude de flexibilité, il est nécessaire de connaître:
a) Les emplacements des structures pouvant supporter la tuyauterie (supports simples ou ancrages).
b) Les caractéristiques " PROCESS " de la tuyauterie :
- Température de calcul
- Pression de calcul
- Caractéristiques du métal de la tuyauterie ( module d'élasticité à la t° de calcul, élongation linéaire, Re, Rr à cette température ).
- Diamètre et épaisseur de la tuyauterie ( ou le cas échéant le débit et la vitesse permise ).
- Fréquence de mise en température ( cycles ).
c) Les critères d'étude : - Les efforts et moments maxima sur les fixations ( ex: orifice des turbines, pompes, compresseurs, ..... ou tout simplement sur les structures d'appuis ).
- Les contraintes maximales admissibles dans la tuyauterie et accessoires.
- Les déplacements pouvant provoquer la rupture des supports, ....
- Critères limites indiqués dans les normes, EUROCODE ( EN 13480 ); ANSI, ASTM, DIN, CODETI, .....
3.2.2 METHODE
Le tracé d'une tuyauterie est une question d'expérience et les calculs ne sont qu'une vérification et nous renseignent sur l'état des efforts, des contraintes et déplacements qu'il faut apprendre à interpréter afin de modifier, le moins possible, le tracé mais le plus efficacement possible.
La connaissance de quelques points de détail est indispensable, par exemple:
- Minimiser le nombre de points d'ancrage de la tuyauterie.
- Lorsqu'il y a changement de direction, essayer d'avoir le plus possible de tronçon de même longueur.
- Sauf cas exceptionnel, ne pas placer de points d'ancrage près des équipements, mais réduire les efforts au moyen d'un support judicieusement disposé à un endroit éloigné où les déplacements étaient importants.
- Ne pas modifier, de façon significative, le diamètre entre 2 ancrages (ex: passer d'un dn 250 à un dn50).
- Prendre attention aux branches verticales des tuyauteries qui souvent nécessitent des supports souples ( ex: boîtes à ressort ).
- Préférer une lyre horizontale à une lyre verticale.
- S'assurer de l'espace nécessaire afin de ne pas entraver la libre dilatation de la tuyauterie
- Certains points seront à vérifier après un calcul ( ex: contraintes dans les coudes, Tés,...)
Remarque: Pratiquement, on constate qu'une tuyauterie soumise à température, " S'ADAPTE " aux déformations et que les contraintes diminuent avec le temps de service continu, jusqu'à devenir faibles. Ces contraintes, dues à la dilatation, ne sont pas permanentes. Elles ne sont très importantes, qu'au début de la mise en service. C'est le phénomène de relaxation.
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