Les tuyauteries aériennes, matières, dimensions, compositions

Voici la suite des cours de tuyauterie par JEAN MATON.

Cette partie traite des tuyauteries aériennes. Le cours précédent traitait des généralités ou le suivant qui explique comment calculer des diamètres de tuyauteries

En voici le sommaire:

  • 2-6-1 CONDITIONS D’UTILISATION
  • 2-6-2 MATERIAUX UTILISES
  • –a) Les aciers au carbone
  • –b) Les aciers alliés
  • –c) Les aciers austénitiques inoxydables
  • –d) Les aciers à haute teneur en nickel
  • –e) Les cuivres et alliages de cuivre
  • –f) L’aluminium:
  • –g) Les matières plastiques:
  • 2-6-3-1 Sélection des matériaux en fonction de divers fluides
  • 2.6.3.2. Correspondance des aciers

-Tableau des matières synthétiques pour les tubes en tuyauterie
-Tableau des correspondance des duretés
-Caractéristiques des aciers pour tuyauteries
-Dimension tubes aciers
-Dimension tubes inox

2-6-1 CONDITIONS D’UTILISATION

Elles dépendent de 3 critères principaux

  • LE FLUIDE VEHICULE
  • LA PRESSION
  • LA TEMPERATURE

2-6-2 MATERIAUX UTILISES

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. [b]c) Les aciers austénitiques inoxydables; (STAINLESS STEELS):[/b] 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. [b]d) Les aciers à haute teneur en nickel:[/b] Ce sont des alliages titrant de 10 à 25% Cr et  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. [b]e) Les cuivres et alliages de cuivre:[/b] doivent être proscrits sur notre site vu la présence d’ NH3 dans l’air (attaque du cuivre). [b]f) L’aluminium:[/b] 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. [b]g) Les matières plastiques:[/b] elles sont très nombreuses sur le marché et se fabriquent par

  • 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:
      0,9à 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 industrielle
  • ST 35 – ST 37-2
  • 1.0308
  • /
    Vapeur BP (3 barg)
  • «
  • «
  • «
    Azote
  • «
  • «
  • «
    CO2 sec
  • «
  • «
  • «
    Air comprimé
  • «
  • «
  • «
    Saumure (t ≤ – 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 gaz
  • St 35.8
  • 1.0305
  • 10 %
    Gaz Naturel
  • «
  • «
  • 100 %
    Vapeur 28 barg
  • A106gB
  • /
  • «
    Vapeur HP > 28 barg
  • 13CrMo44 ou A335gP11
  • 1.7335
  • «
    NH3 liquide
  • TTST 35N ou TT ST 45N Ou A333 g1
  • 1.0356
  • «
    Saumure t < - 5°C
  • «
  • «
  • «
    Acide nitrique 60 %
  • AISI 304LNG
  • 1.4306
  • «
    « « 81 %
  • «
  • «
  • «
    « « 99 %
  • Alu A8, Uranus,…
  • «
    Acide sulfurique dilué
  • AISI 904L – PEHD
  • /
  • «
    Solution de Nitrate
  • AISI 304L
  • 1.4306
  • 10 %
    Solution d’UREE
  • AISI 316L
  • 1.4404
  • 10 %
    Solution d’UREE-NITRATE
  • AISI 304
  • 1.4301
  • 10 %
    Eau déminéralisée
  • AISI 304 1.4301
  • /
    Air de régulation
  • AISI 316 1.4401
  • /
    Hydrogène
  • AISI 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


    Tableau de correspondance des Aciers suite
    Tableau de correspondance des Aciers suite

    Tableau des matières synthétiques pour les tubes en tuyauterie


    Matière synthétique pour tubes
    Matière synthétique pour tubes


    Matière synthétique pour tubes
    Matière synthétique pour tubes suite


    Correspondances Dureté Brinell, Vickers, Rockwell…
    Correpsondances Dureté Brinell, Vickers, Rockwell…


    Caractéristiques des aciers pour tuyauteries
    Caractéristiques des aciers pour tuyauteries


    Dimension tubes aciers
    Dimension tubes aciers


    Dimension tubes inox
    Dimension tubes inox

    Le cours précédent traitait des généralités ou le suivant qui explique comment calculer des diamètres de tuyauteries