Les tuyauteries aériennes, matières, dimensions et compositions

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2-6 Tuyauteries aériennes
2-6-1 Conditions d’utilisation
Elles dépendent de 3 critères principaux:
- LE FLUIDE VEHICULE
- LA PRESSION
- LA TEMPERATURE


2-6-2 Matériaux utilisés
Ils sont fonction du type de fluide véhiculé. On rencontre dans la pratique:

a) Les aciers au carbone: ( CARBON STEEL OU SEAMLESS STEEL ) ce sont les aciers les plus employés, ils ne contiennent aucun élément d’alliage tels que Cr, Ni, Va, ....... Ex: ST 35 ou le A53 gr A, ce sont des aciers facilement soudables utilisés pour des pressions moyennes et des températures largement inférieure à 425°C.

b) Les aciers alliés: ( SEAMLESS* ALLOY STEEL )qui ne contiennent que de faibles pourcentages d’alliages ( < 3% ) Ex: 13 Cr Mo 44 ce qui permet néanmoins d’avoir des contraintes admissibles plus élevées que les aciers au carbone pour des températures inférieures à 590°C. Les soudures sont rendues plus délicates, surtout vis-à-vis des fortes épaisseurs ( traitements thermiques ). Les spécifications ASTM indiquent le « Grade « des tubes, il correspond aux caractéristiques mécaniques, chimiques et au mode de fabrication. Le grade B répond à des qualités supérieures au grade A. Mais de ce fait, le plus est plus élevé de 4 à 7% environ.

c) Les aciers austénitiques inoxydables; ( STAINLESS STEELS ) ce sont des aciers alliés titrant habituellement quelque 18% Cr et environ 12% Ni ( ex: AISI 316 ). Ils résistent assez bien à la corrosion et à l’oxydation, ainsi qu’aux hautes températures ( < 620°C ) pour les aciers courants. Ils ne résistent pas au chlore.

d) Les aciers à haute teneur en nickel: Ce sont des alliages titrant de 10 à 25% Cr et ³ 15% Ni ( ex: INCOLLOY, HASTELLOY ). Ils sont utilisés pour des hautes températures et hautes pressions. Ils sont très résistant à la corrosion et à l’oxydation. Il y a lieu de prendre beaucoup de précautions pour les soudures ( difficultés de réaliser des retouches sur place ). Toujours prévoir le soudage des accessoires en atelier.

e) Les cuivres et alliages de cuivre: doivent être proscrits sur notre site vu la présence d’ NH3 dans l’air (attaque du cuivre ).

f) L’aluminium: est utilisé chez nous pour véhiculer de l’ HNO3 à 99% de concentration, mais il doit être d’une très grande pureté ( ex: A8 ). On ne trouve pas de coudes, il faut donc cintrer les tubes R=10 à 20 D. Les brides ( folles )seront en inox afin d’éviter toute corrosion électrolytique.

g) Les matières plastiques: elles sont très nombreuses sur le marché et se fabriquent par voie de synthèse. On les subdivise en 3 grands groupes:

- LES THERMOPLASTIQUES
- LES THERMODURCISSABLES
- LES ELASTOMERES

Seuls les thermoplastiques ont la propriété de ramollir par échauffement. Pour la fabrication des tubes industriels ( domestiques ) on trouve:

- Le PVC ( Chlorure de polyvinyle ) tubes durs, rigides de masse volumique = 1,4 kg/dm3 . Coefficient de dilatation linéaire = 0,08 mm/m/°C. Le PVC ne propage pas de flamme, il se ramollit à la chaleur, mais ne fond pas. Il est utilisé pour les tubes à pression pour eau, le chlore, mais encore pour l’égouttage ......

- Le PELD ET PEHD polyéthylène basse et haute densité. Masse volumique variant de 0;93 à 0,95 kg/dm3 suivant la densité avec un coefficient de dilatation de 0,24 mm/m/°C. A la flamme il fond et brûle ( odeur de cire )mais il ne s’éteint pas spontanément. Température max. d’utilisation 40°C.

- LE PP polypropylène est une matière dure mais moins rigide que le PVC. Masse volumique:

0,9 à 0,95 kg/dm3 , coefficient de dilatation linéaire = 0,15 mm/m/°C, sa résistance aux chocs est très bonne, même problème à la flamme que pour le PE ( odeur d’huile minérale en combustion )résistent mieux que le PE à la température ( 60°C ).

- Tuyauteries époxy et polyester réalisées à partir de résines résistantes à l’action de produits chimiques et renforcées de fibre de verre. C’est un matériau ayant une grande solidité, très léger et doté d’une très grande résistance à la corrosion. Température max. admissible: - 60 à + 150°C pour les époxys ; - 30 à + 95 °C pour les polyesters. Coefficient de dilatation linéaire= 0,0153 mm/m/°C comparable à celui de l’acier inox .

2-6-3-1 Sélection des matériaux en fonction de divers fluides : voir tableau 1-4
Ce tableau est donné à titre indicatif


FLUIDES
MATIERES TUBES
N° MATERIAU
SOUDURE
Eau industrielleST 35 – ST 37-2
1.0308​
Vapeur BP (3 barg)« «
«​
Azote« «
«​
CO2 sec« «
«​
Air comprimé« «
«​
Saumure (t ³ - 5°C)« «
«​
Vapeur MP (5 barg)ST 35.8 ou A106gA
1.0305​
10 %​
Vapeur MP (11 barg)ST 45.8 ou A106gB
1.0405​
100 %​
NH3 gazSt 35.8
1.0305​
10 %​
Gaz Naturel«
«​
100 %​
Vapeur 28 bargA106gB
-​
«​
Vapeur HP > 28 barg13 Cr Mo 44 ou A335 gP11
1.7335​
«​
NH3 liquideTTST 35N ou TT ST 45N
1.0356​
«​
Ou A333 g1​
Saumure t < - 5°C«
«​
«​
Acide nitrique 60 %AISI 304 L NG
1.4306​
«​
« « 81 %«
«​
«​
« « 99 %Alu A8, Uranus,…
«​
Acide sulfurique diluéAISI 904L – PEHD
«​
Solution de NitrateAISI 304L
1.4306​
10 %​
Solution d’UREEAISI 316L
1.4404​
10 %​
Solution d’UREE-NITRATEAISI 304
1.4301​
10 %​
Eau déminéraliséeAISI 304
1.4301​
-​
Air de régulationAISI 316
1.4401​
-​
HydrogèneAISI 321 (Ti)
1.4571​
100 %​

Fig 1-4


2.6.3.2. Correspondance des aciers
Tableau de correspondance des Aciers


Tableau de correspondance des Aciers suite
Matière synthétique pour tubes

Matière synthétique pour tubes


Correspondances Dureté Brinell, Vickers, Rockwell…


Caractéristiques des aciers pour tuyauteries

Dimension tubes aciers


Dimension tubes inox

 
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