Méthode de calcul simplifié de l'ANSI

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3.3.2 METHODE SIMPLIFIEE DE L'ANSI


Les codes de l’ANSI B31-1 et B31-3 prévoient qu’une tuyauterie de dimension uniforme ne comportant pas plus de 2 ancrages, ni aucun point semi-fixe et qui n’est pas soumise à des sollicitations cycliques importantes peut être vérifiée par la condition suivante :

Dans laquelle : DAB = dilatation totale entre 2 ancrages compte tenu du déplacement éventuel de ceux-ci (mm )

De = diamètre extérieur de la tuyauterie mm
U = distance ( en ligne droite ) entre les 2 ancrages mm
Ld = longueur développée de la tuyauterie mm

La satisfaction de la condition ci-dessus implique uniquement que les contraintes dans la tuyauterie sont en-dessous des limites acceptables. Si des limitations particulières sont imposées en ce qui concerne les réactions d'ancrage de cette tuyauterie, il va de soi, qu'une vérification plus approfondie s'imposera pour vérifier leur respect. En outre, les branches doivent être orthogonales. ΔL = ( dépla. A + dépla. AB – dépla. B )

L = L1 + L2 + L3 + L4 et U = AB =


Lorsque l’on se trouve devant des tuyauteries dont les conditions de service ne sont pas sévères, on peut se contenter de vérifier leur tracé au moyen de la formule de l’ANSI.

Le code ANSI B31.1 n’exige un calcul plus précis, que si les 3 conditions suivantes sont simultanément remplies, à savoir:

- Température de calcul ³ 426°C
- Pression de calcul ³ 1,05 barg
- Diamètre nominal ³ 150 mm

Il est cependant raisonnable d’exécuter un calcul ordinateur dans le cas de tuyauteries véhiculant des fluides soumis à températures élevées par exemple.

La formule de l’ANSI peut être utilisée pour déterminer la longueur développée ( Ld ) d’un tracé nécessaire pour absorber la dilatation entre 2 appareils dont les tubulures à raccorder sont distantes, en ligne droite, d’une longueur ( U ) . La formule s’écrira sous la forme: Ld = 70,7


1. Exemples de calculs

a) Les ancrages sont fixes ( Fig 3-109 )


Tuy. Dn 150 ( Ф 168,3 ext. )
Mat. : Inox Aisi 304
t° de calcul = 140°C
t° de montage = 20°C
α = 1,6 mm/m pour un Δt = 120 – 20 = 100°C

Pression de calcul = 5 barg
U =
=

U = 4031 mm
Ld = 1000 + 2500 + 3000 = 6500 mm
ΔLAB = 4,031 m x 1,6 = 6,45 mm

= 0,1781 < 0,2083

b) Ancrages A et B mobiles ( Fig 3-110 )


Tuy. Dn 300 ( Ф 3139,1 ext. )
Mat. : Inox Aisi 304
t° de calcul = 182°C
t° de montage = 20°C
α = 3,08 mm/m pour un Δt = 182 – 20 = 162°C
U =
= 2152,5 mm
Ld = 1100 + 1850 = 2950 mm
Δz = ( 1,1 m x 3,08 mm/m ) + 5 + 1 = 9,4 mm
Δy = ( 1,85 m + 0,85 m ) x 3,08 =8,32 mm

Δr =
= 12,55 mm
= 6,3 > 0,2083

Cette solution est bien entendu inacceptable, le projeteur devra placer, au moins, un compensateur ou, si cela lui est possible, réaliser un tracé beaucoup plus souple.

b) Ancrages A et B fixes ( Fig 3-111 )


t° de calcul = 220°C P. de calcul = 10 barg

t° de montage = 20°C tuy. dn 100 ( f ext 114,3 ) St 35.8

Dt = 220°C - 20 = 200°C , soit a = 2,42 mm/m ( FIG 3-28 )

X = L4 +L7 = 8 + 4 = 12 m

Z = L1 - L3 - L6 = 6 - 2 - 2 = 2 m

U =
= 20,1 m Þ 21 100 mm

DLAB = 20,1 m x 2,42 mm/m = 48,65 mm

Ld = 6 + 10 + 2 + 8 + 6 + 2 + 4 = 38 m Þ 38 000 mm

= 0,0174 < 0,2083

d) Liaison entre deux appareils ( Fig 3-112 )


Tuy. Dn 300 ( Ф 3139,1 ext. )
Mat. : Inox Aisi 304
t° de calcul = 180°C
t° de montage = 20°C
Pression de calcul = 3 barg

Δt = 180 – 20 = 160°C
α = 2,92 mm/m par interpolation ( Fig 3-28 )

Δz = Δ1 – Δ2
Δy = ( Y x α ) + Δ3 + Δ4
Δr =


U =
=

U = 2441,4 mm


Δ1 = 3,45 x 2,92 = 10,1 mm
Δ2 = 0,4 x 2,92 = 1,17 mm
Δz = 10,1 – 1,17 = 8,93 mm
Δy = ( 2m x 2,92 ) + 6 mm + ( 1m x 2,92 ) = 14,76 mm
Ld = 2,2 + 1,2 +3,6 + 0,8 + = 7,8 m => 7800 mm
Δr =
= 17,25 mm

= 0,1917 ≈ 0,2083

e) Autres exemples ( Fig 3-113 & Fig 3-114 )


- Fig 3-114 - Fig 3-113
Soit X = U X = L4
Δx = X x α Y = L5 – L2
Δz = Δ2 – Δ1 Z = L6 + L3 – L1
Δr =
Δz = ( Δ1 – Δ2 ) + ( α x Z )
Le mouvement des tubulures des Δx = X x α
appareils ou tuyauteries en fonction Δy = Y x α
des ancrages doit être vérifier, afin Δr =

d'ajouter ( ou retrancher ) le
déplacement de ces tubulures, à la
dilatation de la tuyauterie de liaison.
 
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