Tuyaux flexibles métalliques

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4.10 TUYAUX FLEXIBLES METALLIQUES
On trouve dans la pratique divers types de flexibles métalliques tels que:

- Les flexibles onduleux qui ne possèdent pas de joint d’étanchéité.


- Les flexibles agrafés fabriqués à partir de bandes en acier inox et munis de joints. Nous nous attarderons à l’étude des flexibles onduleux pouvant supporter la pression et la température. Ces flexibles sont utilisés dans tous les secteurs des industries chimiques et mécaniques. Ils sont fabriqués à partir de bandes en acier inox roulées en forme
cylindrique et soudées bout à bout longitudinalement pour former un tube. Ensuite, les tubes sont ondulés hydrauliquement ou mécaniquement suivant que les ondulations sont parallèles ou spiralées. Notons que les ondulations parallèles ne sont pas sujettes à la torsion par variation de pression causée par les pulsations et les coups de bélier.

La succession des ondulations seront comprimées à l'intérieur de la courbure et étirées à l'extérieur.

Pour un flexible, la résistance à la pression est déterminée par l'épaisseur de la paroi du tube ondulé et par la tresse qui l'enveloppe ( généralement en inox ). Le tressage comportant généralement de 1 à 3 tresses, absorbe la réaction produite par la pression intérieure. C'est le nombre de tresses qui détermine la pression maximale, la pression d'essai ou de rupture du flexible.

Pour certaines applications où se produisent des pulsations ( ex. compresseurs ), la pression de service devra être réduite de 50%. Dans le cas des coups de bélier ( ex. accessoires de tuyauteries ), la pression de service pourra atteindre 1/5 de la pression indiquée.

Pour les températures de service supérieures à 20°C, la pression de service maximale devra être multipliée par un coefficient fonction de la température et de la nature du matériau du flexible.

Par exemple si pmax = 106 barg , tmax = 400°C ; inox Aisi 321 => pmax de service = 106 x 0,68 = 72 barg.

4.10.1 VITESSE D'ECOULEMENT

Il y a lieu d'éviter les grandes vitesses d'écoulement dans les tubes ondulés, car ces ondulations peuvent être affectées par des phénomènes de résonance qui, à terme, pourrait provoquer une fatigue précoce du matériau. La vitesse admissible dépend en fait du fluide et de la tresse. Dans un flexible sans tresse, la vitesse max admissible est de 30 m/s pour les gaz et de 15 m/s pour les liquides non chargés.

Pour les flexibles avec tresse, cette vitesse max admissible passera à 50 m/s pour les gaz et 25 m/s pour les liquides non chargés. Lorsque ces flexibles sont placés dans des courbes à 90°, la vitesse d'écoulement devra être réduite de 50% pour une courbe à 90° et de 25% pour une courbe à 45°.

Dans le cas où les valeurs admissibles sont dépassées, il y a lieu d'adopter un flexible ayant un diamètre supérieur muni par exemple d'un fourreau intérieur.

4.10.2 PERTE DE CHARGE

On peut considérer, pratiquement, que la perte de charge dans un flexible ondulé est de 3 fois supérieure à celle d'un tuyau métallique lisse de même diamètre.

4.10.3 MOUVEMENT DES FLEXIBLES ( Source : catalogue ERICKS – Technique du caoutchouc )

Les flexibles métalliques ne peuvent absorber des mouvements axiaux en cas de montage droit, ceci par suite de l'ouverture de la tresse due à la compression occasionnée par le flexible intérieur. La tresse extérieure ne peut donc remplir sa fonction de support de pression.

Nous indiquons, ci-après, les divers types de déplacements rencontrés le plus fréquemment dans la pratique. Pour un montage adéquat et un bon fonctionnement, il faut pouvoir déterminer la longueur exacte du flexible.


a) Mouvements axiaux ( Fig 3-201 )
Longueur effective du flexible
L = 4 . R + 1,57 . T
Longueur du U ( à chaud )
K1 = 1,43 . R + 0,785 . T
Longueur du U ( à froid )
K2 = 1,43 . R + T/2
R = rayon de courbure dynamique donné dans les catalogues d'un fabricant .
T = mouvement axial total

b) Mouvements latéraux ( Fig 3-202 )

Longueur effective du flexible
L =

Distance de la conduite
L2 =

R = rayon de courbure dynamique donné dans les catalogues d'un fabricant.
Y = déplacement latéral total

Note : Le mouvement latéral total ne peut jamais dépasser ¼ du rayon de courbure du flexible, vu que la différence entre L et L2 est à absorber par la tuyauterie.

c) Mouvements angulaires ( Fig 3-203 )

Longueur effective du flexible : L =


R = rayon de courbure dynamique donné dans les catalogues d'un fabricant.

d) Mouvements radiaux ( Fig 3-204 )



Longueur du flexible
L = 4 . R + T/2
Hauteur du U
K = 1,43 . R + T/2

Remarques : En cas d'utilisation de flexibles métalliques pour l'absorption de mouvement et de vibrations, il faut prévoir également le placement de points de guidage et de fixation. Nous conseillons au lecteur de se documenter auprès des fabricants ou leurs représentants des flexibles métalliques.

4.10.4 INSTRUCTION DE MONTAGE DES FLEXIBLES METALLIQUES

Il faut effectuer un stockage correct des flexibles et soigner leur montage.

Eviter les erreurs d'utilisation. Nous donnons ci-après, quelques exemples de montages corrects .


La distance entre les deux points de raccordement et la longueur exacte du flexible conditionnent un bon montage un bon montage. Une longueur insuffisante du flexible risque d'entraîner une rupture à l'endroit du raccord ( Fig 3-306a ).

Il est conseillé de raccorder un flexible à l'appareil par l'intermédiaire d'un coude. On évitera ainsi la rupture à l'emplacement du raccord ( Fig 3-206b )

Pour un montage en U horizontal, la partie supérieure du U doit être supportée par un rouleau ( Fig 3-206c ).

Pour un montage en U vertical, le flexible devra être monté de telle façon que la force de courbure ne s'exerce pas dans le flexible. La distance entre deux points de raccordement devra être assez grande pour avoir un rayon de courbure supérieure au minimum admissible ( Fig 3-206d ).



Dans le cas d'un mouvement latéral de trop forte amplitude, le flexible sera trop courbé à l'endroit des raccords et la tresse pourrait se détériorer, la résistance à la pression ne pourra donc plus être assurée. Pour cela, il serait préférable de prendre un montage en U vertical ( Fig 3-206e ).

Les sens de mouvement du flexible doivent s'effectuer dans le même plan, sinon des torsions peuvent se produire ( Fig 3-206f ).

Il faut éviter que la torsion provoque une rupture du flexible ( Fig 3-206g).

Il faut faire attention, dans le cas d'un mouvement angulaire, que les points de raccordement soient dans un même plan ( Fig 32-206h ).
 
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