La tuyauterie mécanique rainurée offre un tuyau polyvalent

Oct 07, 2023

Deux des éléments les plus importants de tout projet de construction ou de mise à niveau sont la sécurité et la rapidité d'exécution. Alors qu'une façon d'augmenter la sécurité est d'éliminer le travail à chaud dans la mesure du possible, la réalité est que le soudage est nécessaire pour de nombreuses tâches autour d'une centrale électrique. Cependant, un domaine où le soudage n'est pas toujours nécessaire est celui de l'installation ou de l'expansion des systèmes de tuyauterie.

Bien que la méthode de raccordement des tuyaux soit essentielle pour les systèmes de tuyauterie de procédé à haute pression et à haute température, il n'en va pas de même pour les systèmes de tuyauterie du reste de l'usine. Des services tels que l'eau de refroidissement, l'osmose inverse, la protection contre les incendies, le traitement chimique, l'huile de lubrification et l'air comprimé peuvent utiliser des méthodes d'assemblage alternatives sans flamme, dont certaines peuvent offrir une installation jusqu'à 10 fois plus rapide que le soudage. La tuyauterie mécanique rainurée est l'une de ces alternatives.

Un joint de tuyau mécanique rainuré se compose de quatre éléments : un tuyau à extrémité rainurée, un joint, un boîtier de couplage et des fixations. La rainure du tuyau est réalisée par formage à froid ou usinage d'une rainure dans l'extrémité d'un tuyau. Un joint d'étanchéité enfermé dans le boîtier de couplage est placé autour de deux extrémités de tuyau rainurées aboutées, et la section clé du boîtier s'engage dans les rainures. Les boulons et les écrous sont serrés avec une clé à douille ou une clé à chocs, maintenant les segments du boîtier ensemble.

Dans l'état installé, le boîtier de couplage renferme le joint et s'engage dans les rainures autour de la circonférence du tuyau pour créer un joint étanche dans un joint de tuyau auto-retenu. En plus des joints tuyau-tuyau (Figure 4), des raccords rainurés peuvent être utilisés pour joindre le tuyau aux vannes, raccords et accessoires à extrémité rainurée afin de créer un système de tuyauterie complet.

Le rainurage par moletage est la méthode la plus courante pour la préparation des extrémités de tubes. Le processus de rainurage par roulage déplace radialement une petite partie de la paroi du tuyau, formant une rainure autour de la circonférence du tuyau qui est en retrait à l'extérieur et en retrait à l'intérieur. La méthode peut être utilisée sur l'annexe 5 à l'annexe 80, les tuyaux en acier au carbone, en acier inoxydable, en cuivre et en aluminium, allant de 0,75 pouce à 72 pouces de diamètre.

Il existe deux types de raccords rainurés : rigides et flexibles. Les raccords rigides ne permettent pas de mouvement et peuvent être utilisés partout où la rigidité du joint de tuyau est nécessaire, comme un joint soudé ou à bride. Les accouplements flexibles permettent une quantité limitée de mouvement linéaire et angulaire pour s'adapter aux mouvements thermiques et sismiques ainsi qu'aux vibrations et aux désalignements. La majorité des accouplements rainurés utilisés dans les centrales électriques sont rigides, les accouplements flexibles étant utilisés uniquement autour des équipements rotatifs pour isoler le bruit ou les vibrations. Cela permet au système d'être soutenu et guidé conformément à la norme American Society of Mechanical Engineers (ASME) B31.1 Power Piping.

Un avantage clé de la tuyauterie rainurée est son installation sans flamme. L'assemblage d'un joint de tuyau rainuré ne nécessite pas de soudure, de flamme ou de chaleur, et ne produit pas de fumées. En termes de préparation, il n'est pas nécessaire d'enlever ou de nettoyer la zone environnante des matériaux combustibles, et il n'est pas nécessaire d'augmenter la ventilation ou la protection contre les incendies. Pendant l'assemblage, les chalumeaux et les réservoirs ne sont pas nécessaires, et les tuyauteurs ne sont pas exposés aux flammes, aux étincelles, aux scories ou aux fumées. Il n'y a pas besoin d'une surveillance incendie. En conséquence, les systèmes rainurés réduisent les risques pour le personnel et les biens.

La minimisation du soudage permet aux soudeurs certifiés de se concentrer sur les systèmes de processus critiques tandis que les tuyauteurs gèrent les autres systèmes de l'usine, ce qui peut contribuer à l'achèvement à temps d'un projet. Le rainurage de tuyaux et l'assemblage de raccords ne nécessitent pas de certifications ou de formation spécialisées ; les processus sont facilement enseignés et transférés.

Ces avantages ont été mis à profit lors de la construction de la centrale électrique de South Hedland, située dans la région de Pilbara en Australie occidentale (Figure 5). Avec une croissance rapide nécessitant des investissements importants dans des projets énergétiques, l'installation appartenant à Horizon Power a choisi des produits rainurés en raison d'un calendrier serré et d'un emplacement éloigné. Sélectionnée pour le carburant diesel, l'eau brute/d'incendie, l'eau déminéralisée, l'eau potable et les systèmes d'air d'instrumentation, la tuyauterie rainurée a permis une installation rapide et sûre qui a éliminé le besoin de travail à chaud et facilité la fabrication des extrémités de tuyau sur site.

Les avantages de sécurité de la tuyauterie rainurée sont complétés par la rapidité et la facilité d'installation du système. Les raccords rainurés standard peuvent être installés jusqu'à cinq fois plus rapidement que les joints soudés et trois fois plus rapidement que les joints à brides. Les raccords prêts à installer peuvent doubler le gain de temps. Des outils spéciaux ne sont pas nécessaires pour assembler un accouplement rainuré, et la plupart des accouplements n'ont pas d'exigences de couple. De plus, les systèmes rainurés fournissent une confirmation visuelle du bon assemblage.

La rapidité et la facilité d'installation ont joué un rôle déterminant lors de la construction d'une installation d'essai au gaz d'Alstom à Birr, en Suisse (Figure 6). En joignant les systèmes de tuyauterie d'eau de refroidissement et d'incendie avec des raccords, des vannes et des raccords rainurés, Alstom a pu réduire les heures d'installation de 50 % par rapport aux méthodes d'assemblage traditionnelles, ce qui a permis de réaliser des économies considérables et d'accélérer l'achèvement du projet. Les composants rainurés permettront également un accès facile pour l'entretien et la réparation.

Les raccords rainurés réduisent les temps d'arrêt pour maintenance et, avec une union à chaque joint, simplifient l'accès au système, si nécessaire. Les raccords sont facilement démontables et retirés du joint. Une fois les travaux terminés, l'accouplement peut être remonté aussi rapidement que l'installation initiale. Cette caractéristique facilite l'entretien, la réparation et les extensions ou modifications futures. Lorsqu'ils sont correctement installés et utilisés conformément aux spécifications de conception, les raccords mécaniques rainurés sont conçus pour durer toute la durée de vie du système et ne fuiront ni ne tomberont en panne.

Les systèmes rainurés apportent un certain nombre d'avantages aux projets de construction et de mise à niveau, allant d'une installation rapide et sans flamme à une maintenance simplifiée. Plus important encore, la tuyauterie mécanique rainurée offre aux propriétaires d'usines un moyen d'accélérer l'achèvement du projet tout en maintenant un environnement sûr. ■

—Mitch Lee est un spécialiste du développement commercial pour le marché de l'énergie chez Victaulic, un fabricant de systèmes mécaniques de raccordement de tuyaux et de protection contre les incendies. Il est également membre de l'Institut de l'industrie de la construction.

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