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RÉSUMÉ
Les assemblages à brides boulonnées sont largement utilisés dans les installations industrielles mettant en œuvre des fluides sous pression, notamment dans les secteurs du nucléaire, de la pétrochimie, du forage offshore ou encore de l’industrie navale. Leur rôle est d’assurer simultanément la continuité structurelle du circuit et l’étanchéité de la barrière de pression. La maîtrise de ces assemblages repose sur l’interaction entre trois composants principaux : les brides, le joint d’étanchéité et la boulonnerie. Cet article présente les caractéristiques essentielles de ces composants, leurs fonctions respectives et les principes permettant d’assurer leur compatibilité dans la conception des liaisons étanches. Il introduit également la logique de maîtrise du serrage et la méthode TBSS (Tight Between Seal and Strength). Il constitue le premier volet d’une série consacrée aux assemblages à brides boulonnées.
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Simon PLANCHE : Chef du Service Inspection Réglementation (SIR) - EDF SA, Centre Nucléaire de Production d’Électricité de Golfech, Golfech, France
INTRODUCTION
Les assemblages à brides boulonnées sont largement utilisés dans de nombreux secteurs industriels exigeants, notamment dans les installations nucléaires, la pétrochimie, le forage offshore ou encore l’industrie navale. Ils sont fréquemment intégrés à des circuits véhiculant des fluides sous pression, à haute température, cryogéniques ou potentiellement dangereux.
Dans ces environnements, la perte d’étanchéité d’une liaison peut avoir des conséquences importantes. Les défaillances peuvent se manifester sous différentes formes, allant d’une simple fuite à des phénomènes plus sévères, tels que l’extrusion du joint, l’éjection d’un boulon ou la rupture des brides. La maîtrise de ces assemblages constitue donc un enjeu industriel majeur, à la fois pour assurer la sécurité des personnes, la protection de l’environnement et des biens, mais également pour garantir la disponibilité et la performance des installations.
Le fonctionnement d’un assemblage à brides boulonnées repose sur l’application d’un serrage approprié de la boulonnerie, permettant de générer une pression d’appui suffisante sur le joint afin d’assurer l’étanchéité de la liaison. Cependant, un tel assemblage ne peut être considéré comme une simple juxtaposition de composants indépendants. Les brides, le joint d’étanchéité et la boulonnerie constituent un système mécanique dont les éléments interagissent étroitement. La performance globale de la liaison dépend donc de leur comportement combiné.
Dans cette perspective, cet article présente les principaux composants constituant un assemblage à brides boulonnées et décrit leurs caractéristiques essentielles. L’objectif est de fournir au concepteur les éléments nécessaires pour orienter le choix des brides, des joints et de la boulonnerie en fonction des conditions d’exploitation et des caractéristiques du fluide à confiner.
Cette présentation constitue une première étape permettant de comprendre les principes fondamentaux des assemblages à brides boulonnées. Les articles suivants de cette série aborderont la modélisation mécanique de ces assemblages ainsi que les méthodes de détermination du serrage, notamment à travers la méthode TBSS (Tight Between Seal and Strength).
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7. Glossaire
Assemblages à brides boulonnées
Liaisons mécaniques composées de brides, d’un joint et de la boulonnerie, assurant la continuité structurelle du circuit et l’étanchéité sous pression.
Class
Désignation alphanumérique utilisée à des fins de référence liée à une combinaison de caractéristiques mécaniques et dimensionnelles d’un composant d’un système de tuyauterie. Elle comprend le mot Class suivi par un numéro entier sans dimension. Cette définition est issue de la norme EN 1759-1.
Contact métal-métal
Configuration dans laquelle des surfaces rigides de brides viennent en appui, limitant l’écrasement du joint et stabilisant le comportement mécanique de l’assemblage.
Diamètre effectif du joint
Diamètre où se situe l’équilibre de la charge d’appui du joint.
Diamètre nominal (DN)
Désignation alphanumérique de dimension pour les composants d’un réseau de tuyauteries, utilisée à des fins de référence. Elle comprend les lettres DN suivies par un nombre entier sans dimension qui est indirectement relié aux dimensions réelles, en millimètres, de l’alésage ou du diamètre extérieur des raccordements d’extrémité. Cette définition est issue de la norme ISO 6708.
Effet de fond
Résultante axiale de la pression interne sur la section de fluide considérée ; elle tend à écarter les brides et doit être équilibrée par l’effort de serrage dans la boulonnerie.
Emboîtement
Dispositif géométrique mâle/femelle sur les faces de brides permettant de confiner le joint dans une cavité.
Joint EPDM
Joint d’étanchéité en caoutchouc synthétique (éthylène propylène diène monomère). Résistant à l’eau, à la vapeur et aux agents atmosphériques, utilisé pour des applications à faible et moyenne contrainte mécanique.
Joint PTFE
Joint d’étanchéité en polytétrafluoroéthylène, caractérisé par une excellente résistance chimique et thermique, utilisé pour des environnements agressifs.
LDAR (Leak Detection and Repair)
Programme industriel visant à détecter, mesurer et réduire les émissions...
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Brides et leurs assemblages – Brides circulaires pour tubes, appareils de robinetterie, raccords et accessoires désignées PN – Partie 1 : Brides en acier. - NF EN 1092-1 - 2018
-
Brides et leurs assemblages – Brides circulaires pour tubes, appareils de robinetterie, raccords et accessoires, désignées Class – Partie 1 : Brides en acier NPS ½′′ à 24′′. - NF EN 1759-1 - 2005
-
Produits métalliques – Types de documents de contrôle. - NF EN 10204 - 2005
-
Brides et leurs assemblages – Paramètres de joints et procédures d’essai relatives aux règles de calcul des assemblages à brides circulaires avec joints. - NF EN 13555 - 2014
-
Brides et leurs assemblages – Boulonnerie – Partie 1 : sélection de la boulonnerie. - NF EN 1515-1 - 2000
-
Brides et leurs assemblages – Boulonnerie – Partie 2 : classification de matériaux de boulonnerie pour brides en acier, désignées PN. - NF EN 1515-2 - 2002
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