Compléments d’information

Les informations qui suivent sont issues d’échanges avec un expert tuyauterie d’EDF (Alain Pé- rard). Si cette partie est importante concernant les informations que l’on peut ou doit prendre en compte lors de la modélisation tel que construit d’une ligne de tuyauterie, le lecteur pressé peut dans un premier temps passer directement à la caractérisation géométrique d’une ligne de tuyauterie (sec- tion3.1.5) et se référer à cette section pour obtenir des renseignements complémentaires.

Les types de matériels utilisés, les technologies retenues en matière d’assemblages et de robinet- terie, dépendent pour l’essentiel du fluide véhiculé, des conditions de fonctionnement, et des risques associés compte tenu des conséquences en cas de défaillance et de l’impact sur l’environnement. On trouve différents types de lignes de tuyauterie :

– ligne de tuyauterie normale, – ligne de tuyauterie spéciale, – ligne de tuyauterie calorifugée, – ligne de tuyauterie avec traçage. Ligne de tuyauterie normale

Une ligne de tuyauterie «normale» est soit peinte (tuyauterie en acier noir), soit brute (ex inox). Pour ces lignes de tuyauterie, les diamètres externes sont normalisés (tables). La seule variable est l’épaisseur du tube et l’on parle alors de diamètre normalisé (DN). Ceci est valable jusqu’à un certain diamètre, au-delà duquel on a affaire à des fabrications spéciales soit en tôles roulées et soudées (le diamètre intérieur est égal au DN et le diamètre extérieur varie en fonction de l’épaisseur de la tôle), soit un tuyau moulé ou forgé (ex : circuit primaire du bâtiment réacteur pour des raisons d’épaisseur variable du circuit).

Ligne de tuyauterie spéciale Cette catégorie comprend :

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– la tuyauterie en matériaux composites (époxy, résines enrubannées, résines moulées, etc.). Pour ces tuyaux le diamètre intérieur est égal au DN et seule l’épaisseur est variable en fonction de la résistance souhaitée par des couches successives de résine.

– la tuyauterie en acier revêtu à l’intérieur (par exemple de téflon ou de résine), ou revêtu à l’extérieur pour une protection, la tuyauterie en béton avec âme intérieure en acier. Ces types de tuyaux sont souvent utilisés en réseau enterré sauf l’acier revêtu à l’intérieur utilisé dans les sites en bord de mer (pour la corrosion) et en cours d’être remplacés par des matériaux composites.

– la tuyauterie en PVC, utilisée en réseau enterré ou en architecture (gouttières, etc.), mais aussi utilisée par EDF dans certains circuits (par exemple dans la production d’eau déminéralisée en bord de mer, ou circuit pneumatique de circulation de document par navette).

Ligne de tuyauterie calorifugée

Le calorifuge est situé sous une coque aluminium ou acier inoxydable et fabriqué à la demande sans norme dimensionnelle standardisée. On ne peut pas deviner quel objet se trouve sous une tuyau- terie calorifugée car l’épaisseur du calorifuge est calculée en fonction de la température du circuit. Il faut donc effectuer un relevé après décalorifugeage des circuits si l’on souhaite effectuer une recons- truction de la tuyauterie elle-même.

Ligne de tuyauterie avec traçage

Il s’agit ici de ligne avec un câble électrique servant de résistance, enrubanné autour de la tuyau- terie, en général en spirale.

Objets de liaison – Tube (tubing)

De diamètre constant et de longueur maximum comprise entre 3, 6, 9 ou 12 mètres. Ces lon- gueurs maximales sont celles fournies par les fabricants et sont utilisées au mieux dans les installations pour diminuer le nombre de soudures et pour l’introduction de ces tubes en phase de montage construction neuve ou de remplacement en phase de maintenance.

– Soudures (weld)

Elles servent à assembler les tubes avec tous les autres éléments, elles peuvent aussi servir à corriger la pente d’une tuyauterie ou à générer une contre-pente et ceci dans une certaine limite angulaire (1 à 2˚ maxi). Les différents types de soudure que l’on peut rencontrer sont : la soudure simple, la soudure inspectable (en service ou non), la soudure terminale, la coupe biaise, les soudures de préfabrication et les soudures chantiers.

Objets de changement de direction – Coudes (elbow)

De rayon de courbure fixe et de diamètre constant. Le rayon de courbure est choisi dans des séries de modèle dit 2D, 3D, 5D. Ceci correspond à un rayon de courbure de 2 fois, 3 fois ou 5 fois le diamètre du coude. En amont et en aval du coude, il y a obligatoirement une soudure. – Cintrages (bend)

3.1. CONNAISSANCES «MÉTIER» 47

machine à cintrer du constructeur choisi. Il existe des tables fournies pour chaque contrat de tuyauterie. Cependant, il existe beaucoup de tables de machines à cintrer.

A la différence des coudes, il faut une certaine sur-longueur en amont et en aval avant de pouvoir mettre soit un autre cintrage, soit une soudure à un nouvel objet.

Objets de changement de diamètre

– Réductions (reducers) concentriques ou excentriques

Le choix de prendre une réduction excentrique est conditionné par le fait de garder le même alignement de la génératrice inférieure du tuyau (fil d’eau) pour une pente constante de la tuyauterie dans le même sens (pas de points bas) et pour garder aussi le même fer de supportage commun à d’autres tuyauterie. Ce choix permet aussi de décentrer une nappe de tuyauterie pour rattraper une autre nappe et libérer de la place pour de nouvelles lignes.

– Manchons égaux ou réduits (coupling)

Ils sont utilisés dans une certaine plage de diamètre (du DN 8 au DN 40-50 maximum). Ils sont en général de type Socket Welding (emmanché soudé) c’est-à-dire que le tube rentre dans la pièce pour renforcer la soudure et la tenue mécanique de ces petits diamètres.

Objets d’obturation – fonds pleins (caps)

ils sont utilisés dans les cas suivants :

– tuyauterie en attente de nouvelle installation (ex fond de galerie pour une tranche future), – dans les cas où l’on n’a pas la place de mettre un coude ou un cintrage,

– pour renforcer la tenue mécanique d’une ligne ne passant pas au calcul à cause du coude (dans ce cas on met un té égal connecté par la dérivation et on met un bouchon sur l’une des extrémités).

– Brides pleines (Blind Flange)

Elles sont utilisées de manière à pouvoir inspecter la tuyauterie ou pour raccorder des appareils de nettoyage ou en attente d’extension d’installation.

– Bouchons obturés (coupling)

Idem fonds pleins (souvent en socket welding et utilisé en diamètre inférieur à 60mm). Objets de dérivation

– Tés (tee)

ils sont utilisés pour raccorder une autre tuyauterie sur la tuyauterie principale. Ils sont de deux types différents : Tés Egaux ou Tés réduits. En général, c’est le diamètre de la dérivation qui est réduit. On trouve différents modèles de raccordement (par exemple soudé bout à bout, socket welding, emmanché et vissé, manchon idem que les coupling, etc.).

– Piquages (olet)

Ils sont utilisés dans certaines plages de diamètre : dans les grands diamètres où il n’existe plus de té et aussi dans le cas où le rapport du diamètre de la dérivation par rapport au diamètre de la tuyauterie principale est trop élevé. On trouve deux types de piquages :

– tube que l’on soude sur la tuyauterie principale et où l’on perce le trou ensuite

– et l’autre cas où l’on soude un renfort (bossage socket) sur la tuyauterie principale et où l’on vient accoster le tube de la dérivation pour soudage (il s’agit de pièces spécifiques avec souvent des renforts).

48 CHAPITRE 3. SEGMENTATION DE LIGNES DE TUYAUTERIE

Objets de raccorderie – Brides (flange)

Elles sont souvent utilisées pour raccorder une tuyauterie sur un appareil (en extrémité de ligne) ou en assemblage par paire pour faciliter le démontage d’un tronçon de tuyauterie (pour la maintenance), ou encore en ligne pour inclure du matériel (ex filtre, compteur ou mesure, etc.). On trouve dans les brides différents modèles de raccordement (par exemple soudé bout à bout, socket welding, emmanché et vissé, etc.). Les modèles sont les suivants : bride à collerette, bride plate, bride welding neck ou bride pleine.

La taille des brides est essentiellement liée à la taille des boulons qui servent à la fixer, et non au diamètre du tuyau. Ceci implique par exemple que l’épaisseur radiale n’est ni constante, ni proportionnelle au diamètre du tube. Voir par exemple les tables de tailles standard dans [TC89]. – Joints (gasket)

Ils sont utilisés pour raccorder un objet entre brides avec une étanchéité assurée par le joint. – Raccords (coupling)

Ils sont utilisés pour un diamètre inférieur à 50 mm ; ils peuvent être de type égal ou réduit, de modèle male ou femelle ou vissé (raccord union type chauffage central).

– Purges ou évents (olet)

Ils permettent de purger ou d’éventer les circuits lors de l’arrêt ou la mise en service de celui-ci. Idem piquage.

Objets d’instrumentation, d’isolement et autres

Il existe un grand nombre d’autres objets pouvant se trouver sur une ligne de tuyauterie. – Vannes (valve)

elles sont utilisées pour isoler, réguler ou sectionner un circuit de tuyauterie. On trouve dans les vannes différents modèles de raccordement (ex soudé bout à bout, socket welding, emmanché et vissé, etc.. ).

– Clapets (valve)

ils sont utilisés pour garantir le non-retour des fluides dans le sens inverse prévu par le fonc- tionnement (modèle à souder et modèle entre brides).

Les coudes et la pente de tuyauterie

– La pente : toute installation industrielle de tuyauterie possède des pentes pour permettre la vidange complète d’un circuit et l’éventage de celui-ci lors de la mise en service. Elle est com- plétée au besoin par des évents dans les points hauts et par des purges ou pots de purges (pour les circuits vapeur) pour les points bas. La pente est variable en fonction des circuits et des fluides véhiculés et peut varier dans certaines zones suivant les possibilités de la géométrie des locaux. Elle va de 1 mm par mètres à 2 cm par mètres. Ceci conduit à des changements im- portants d’élévation alors que l’on pourrait croire qu’une ligne de tuyauterie est dans le même plan. Pour l’installateur, il est absolument nécessaire lors de la reconstruction d’avoir les élé- vations les plus précises possibles. Ces pentes sont obtenues en fabrication essentiellement par les coudes.

– Le coude est une pièce de raccorderie existant au catalogue des fournisseurs en 30˚, 45˚, 60˚, 90˚ et 180˚ alors que le cintrage est du tube passé dans une machine à cintrer (à chaud ou à froid). Le coude par ses soudures et un meulage particulier du bord permet aux constructeurs de jouer sur l’angle de celui ci de 1 à 2 degrés et de générer les pentes sur les tuyauteries.

3.1. CONNAISSANCES «MÉTIER» 49

Ceci est aussi valable pour les coudes socket welding (emmanché et soudé) où un certain jeu dans l’emmanchement du tube dans le coude permet de générer la pente. Il faut lors de la reconstruction utiliser des tores circulaires avec des angles variables et non des valeurs figés (ex 90˚). Le rayon de cintrage des coudes est figé dans la norme alors que celui des cintres est variable suivant les cintreuses des fournisseurs.