Qu'est-ce qu'une bride à collerette soudée ?
Une bride à collerette soudée présente un moyeu conique allongé qui transfère progressivement les contraintes mécaniques du tuyau à l'anneau de la bride. La bride est raccordée au tuyau par une soudure bout à bout à pleine pénétration, offrant une résistance de joint égale à celle du tuyau lui-même. L'alésage est usiné pour correspondre à l'épaisseur de la paroi du tuyau, créant une transition d'écoulement lisse sans obstructions ni crevasses. Cette conception rend les brides à collerette soudée idéales pour des conditions de service sévères, notamment haute pression, haute température, chargements cycliques et milieux corrosifs.
Conception et dimensions
Les brides à collerette soudée sont fabriquées selon les dimensions ASME B16.5 pour les tailles NPS 1/2 à 24. La hauteur du moyeu conique varie selon la classe de pression et le schedule du tuyau. Les classes de pression plus élevées nécessitent des moyeux plus longs avec une conicité plus importante pour fournir un renforcement supplémentaire à la jonction bride-tuyau. Toutes les options de face standard sont disponibles : face surélevée (RF), joint à anneau (RTJ), mâle et femelle (M&F), et languette et rainure (T&G). La correspondance d'épaisseur de paroi entre le tuyau et l'alésage de la bride élimine les points de concentration de contraintes au niveau du joint soudé.
| NPS | Classe 150 (po) | Classe 300 (po) | Classe 600 (po) | Classe 900 (po) | Classe 1500 (po) | Classe 2500 (po) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3,62 | 3,62 | 3,62 | 4,50 | 4,50 | 5,00 |
| 4 | 4,88 | 5,00 | 5,25 | 5,75 | 6,50 | 7,00 |
| 6 | 6,50 | 6,88 | 7,25 | 8,00 | 9,00 | 10,00 |
| 8 | 7,62 | 8,12 | 8,62 | 9,50 | 10,50 | 12,00 |
| 10 | 9,50 | 10,12 | 10,75 | 12,00 | 13,00 | 14,50 |
| 12 | 10,62 | 11,38 | 12,38 | 13,50 | 14,50 | 16,50 |
Évaluations pression-température
Les brides à collerette soudée sont disponibles dans toutes les classes de pression ASME de 150 à 2500. La conception du moyeu conique offre une distribution supérieure des contraintes qui maintient l'intégrité du joint même à des températures élevées où d'autres types de brides échoueraient. Le moyeu agit comme un renforcement structurel au niveau du joint soudé, réduisant la contrainte maximale à la jonction bride-tuyau. Des évaluations de pression plus élevées nécessitent des moyeux plus épais et des conicités plus longues pour distribuer efficacement les charges accrues.
Matériaux
Les brides à collerette soudée sont fabriquées dans toute la gamme de matériaux ASME B16.5. L'acier au carbone ASTM A105 est standard pour un service général jusqu'à 1000°F. Les aciers inoxydables ASTM A182 F304 et F316 conviennent aux environnements corrosifs. Pour un service à haute température, les nuances chrome-moly ASTM A182 F11 (1-1/4Cr-1/2Mo) et F22 (2-1/4Cr-1Mo) offrent une résistance au fluage jusqu'à 1100°F. L'ASTM A182 F91 (9Cr-1Mo-V) est utilisé pour les applications à haute température les plus exigeantes nécessitant une résistance maximale au fluage. Les nuances basse température A350 LF2 et LF3 sont disponibles pour un service sous zéro jusqu'à -150°F.
Applications
Les brides à collerette soudée sont le choix standard pour les systèmes de vapeur à haute pression et d'eau d'alimentation dans les centrales électriques, le traitement des hydrocarbures dans les raffineries et les usines pétrochimiques, et les raccordements de fours et réacteurs à haute température. Elles sont spécifiées pour toute ligne de processus critique où les fuites sont inacceptables, y compris le service de produits chimiques dangereux, la manipulation de gaz à haute pression et les systèmes nécessitant une inspection radiographique des soudures. Leur durée de vie supérieure en fatigue en fait le choix préféré pour les conditions de service cycliques telles que les raccordements de compresseurs et de pompes.
Bride à collerette soudée vs autres types de brides
Comparées aux brides à emboîtement, les brides à collerette soudée offrent une distribution des contraintes et une résistance à la fatigue supérieures. La soudure bout à bout à pleine pénétration élimine le risque de corrosion caverneuse associé aux raccordements à emboîtement soudé et fileté. Bien que les brides à collerette soudée aient un coût initial plus élevé que les alternatives à emboîtement ou filetées, leur fiabilité à long terme et leurs exigences de maintenance inférieures entraînent souvent un coût de cycle de vie inférieur pour les applications critiques. Elles sont préférées aux brides à emboîtement pour les conditions cycliques sévères où la rupture par fatigue est une préoccupation.
Installation et soudage
La préparation du joint soudé bout à bout suit la norme ASME B16.25 avec des angles de chanfrein et des faces de racine spécifiés pour l'épaisseur de la paroi du tuyau. Les consommables de soudage doivent correspondre à la spécification du matériau de base pour maintenir les propriétés mécaniques à travers le joint soudé. Un préchauffage peut être nécessaire pour les matériaux en acier allié afin de prévenir la fissuration induite par l'hydrogène. Les essais non destructifs comprennent généralement l'inspection visuelle, les essais par magnétoscopie ou ressuage, et l'examen radiographique ou ultrasonore. Un traitement thermique après soudage est requis lorsque l'épaisseur de la bride dépasse les limites spécifiées par l'ASME B31.3 ou le code de construction applicable.
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