Pour obtenir une connexion à bride sans fuite, une installation appropriée du joint est nécessaire, les boulons doivent être assignés à la tension de boulon correcte et la résistance totale des boulons doit être répartie uniformément sur toute la face de la bride.

Avec le serrage au couple (l'application d'une précharge à une fixation en tournant l'écrou de la fixation), la tension correcte du boulon peut être obtenue.

Le serrage correct d'un boulon signifie utiliser au mieux les propriétés élastiques du boulon. Pour bien fonctionner, un boulon doit se comporter comme un ressort. En fonctionnement, le processus de serrage exerce une précharge axiale sur le boulon. Cette charge de traction est bien entendu égale et opposée à la force de compression appliquée sur les composants assemblés. On peut l’appeler « charge de serrage » ou « charge de tension ».

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Clé dynamométrique

La clé dynamométrique est le nom général d'un outil de vissage guidé à la main et utilisée pour régler avec précision la force d'une fixation telle qu'un écrou ou un boulon. Il permet à l'opérateur de mesurer la force de rotation (couple) appliquée au boulon afin qu'elle puisse être adaptée aux spécifications.

Clé manuelle et hydraulique

La sélection de la technique appropriée de serrage des boulons de bride nécessite de l'expérience. L'application réussie de toute technique nécessite également la qualification des outils qui seront utilisés et de l'équipe qui effectuera le travail. Ce qui suit résume les techniques de serrage des boulons à bride les plus couramment utilisées.

• Clé manuelle
• Clé à chocs
• Clé à marteau
• Clé dynamométrique hydraulique
• Clé dynamométrique manuelle à poutre et à engrenages
• Tendeur de boulon hydraulique

Perte de couple

La perte de couple est inhérente à tout assemblage boulonné. Les effets combinés de la relaxation des boulons (environ 10 % au cours des 24 premières heures suivant l'installation), du fluage du joint, des vibrations dans le système, de la dilatation thermique et de l'interaction élastique lors du serrage des boulons contribuent à la perte de couple. Lorsque la perte de couple atteint un niveau extrême, la pression interne dépasse la force de compression qui maintient le joint en place et une fuite ou une éruption se produit.

La clé pour réduire ces effets est l’installation correcte des joints. En rapprochant les brides lentement et parallèlement lors de l'installation d'un joint et en effectuant au moins quatre passes de serrage des boulons, en suivant la séquence de serrage correcte des boulons, il y a un gain en termes de coûts de maintenance réduits et d'une sécurité accrue.

Une bonne épaisseur de joint est également importante. Plus le joint est épais, plus le fluage du joint est élevé, ce qui peut entraîner une perte de couple. Sur les brides à face surélevée standard ASME, un joint de 1,6 mm d'épaisseur est normalement recommandé. Les matériaux de joint plus fins peuvent supporter une charge de joint plus élevée et donc des pressions internes plus élevées.

La lubrification réduit la friction

La lubrification réduit la friction lors du serrage, diminue la défaillance des boulons lors de l'installation et augmente la durée de vie des boulons. La variation des coefficients de frottement affecte la quantité de précharge obtenue à un couple spécifique. Une friction plus élevée entraîne une conversion moindre du couple en précharge. La valeur du coefficient de frottement fournie par le fabricant du lubrifiant doit être connue pour établir avec précision la valeur de couple requise.

Un lubrifiant ou des composés antigrippants doivent être appliqués à la fois sur la surface d’appui de l’écrou et sur les filetages mâles.

Séquence de serrage

Le premier passage, serrez légèrement le premier boulon puis déplacez-vous directement en travers ou de 180 degrés pour le deuxième boulon, puis déplacez 1/4 de tour autour du cercle ou 90 degrés pour le troisième boulon et directement en travers pour le quatrième. Continuez cette séquence jusqu'à ce que tous les boulons soient serrés.
Lors du serrage d'une bride à quatre boulons, utilisez un motif entrecroisé.

Séquence de serrage

Boulonnage de la bride de préparation

Dans un raccordement à brides, tous les composants doivent être corrects pour obtenir une étanchéité. La cause la plus fréquente des joints d’étanchéité qui fuient sont des procédures d’installation inappropriées.

Avant de commencer un processus de boulonnage, les étapes préliminaires suivantes éviteront de futurs problèmes :

• Nettoyez les faces des brides et vérifiez s'il y a des cicatrices ; les faces doivent être propres et exemptes de défauts (bavures, piqûres, bosses, etc.).
• Inspectez visuellement tous les boulons et écrous pour déceler des filetages endommagés ou corrodés. Remplacez ou réparez les boulons ou les écrous si nécessaire.
• Retirez les bavures de tous les fils.
• Lubrifiez les filetages du boulon ou du goujon ainsi que la surface de la face de l'écrou adjacente à la bride ou à la rondelle. Des rondelles durcies sont recommandées dans la plupart des applications.
• Installez le nouveau joint et assurez-vous que le joint est correctement centré. NE PAS RÉUTILISER l’ancien joint ou utiliser PLUSIEURS joints.
• Vérifiez l'alignement des brides. Tuyauterie de procédé ASME B31.3 :
  …les faces des brides doivent être parallèles à moins de 1/16″ par pied de diamètre, et les trous de boulons de bride doivent être alignés avec un décalage maximum de 1/8″ maximum.
• Ajustez la position des écrous pour vous assurer que 2 à 3 filetages sont visibles au-dessus du haut de l'écrou.

Quelle que soit la méthode de serrage utilisée, les contrôles et les préparations ci-dessus doivent toujours être effectués.

Remarque(s) de l’auteur…

Mes propres expériences sur… les clés dynamométriques

• Dans le passé, j'ai assemblé des centaines de raccords à brides sans fuite, du NPS 1/2 au NPS 24 et plus. J'ai donc rarement utilisé une clé dynamométrique.
  Dans la pratique, les raccords à brides de tuyauterie « normaux » ne sont presque jamais assemblés avec une clé dynamométrique. Les connexions les plus difficiles pour moi ont toujours été les « petites » et surtout le type à face surélevée au-dessus de la classe 300 (hauteur RF = environ 6,4 mm).
  Les faces de bride d'une bride NPS 1/2 sont plus petites que par exemple une bride NPS 6, et le risque de désalignement, à mon avis, est beaucoup plus grand.
  Dans la pratique, je rencontre régulièrement des raccords à brides dont l'alignement ne respecte pas la limite de tolérance. Si simplement l’ordre de la procédure de serrage est suivi, le mécanicien n’est pas très occupé. Il faudra peut-être commencer par le boulon six au lieu du boulon un. Utilisez vos yeux lors du montage de la bride, c'est très important et contribue très probablement à une connexion sans fuite.

Mauvais raccordements à bride – les boulons sont trop courts !

Que pouvez-vous faire ?

• L'image montre une bride mal boulonnée, car deux boulons sont trop courts et les écrous ne sont pas complètement sur les boulons. Cela signifie que l’articulation n’est peut-être pas aussi solide qu’elle devrait l’être. Les brides sont conçues de telle sorte que l'ensemble de la combinaison écrou-boulon retient les forces sur la bride. Si l'écrou n'est que partiellement vissé sur le boulon, la connexion peut ne pas être assez solide.
• Si votre travail comprend l'assemblage d'équipements, l'assemblage de tuyaux à brides, le boulonnage de couvercles de trous d'homme ou d'autres connexions boulonnées sur l'équipement, ou l'assemblage d'autres équipements, n'oubliez pas que le travail n'est pas terminé tant que tous les boulons ne sont pas correctement installés et serrés.
• Certains équipements nécessitent des procédures spéciales de serrage des boulons. Par exemple, vous devrez peut-être utiliser une clé dynamométrique pour serrer correctement les boulons selon les spécifications, ou serrer les boulons dans un ordre spécial. Assurez-vous de suivre la procédure correcte, d'utiliser les outils appropriés et d'être correctement formé à la procédure d'assemblage de l'équipement.
• Vérifiez les tuyaux et les équipements pour les brides correctement boulonnées dans le cadre des inspections de sécurité de votre usine. À titre indicatif, les boulons qui ne dépassent pas les écrous doivent être examinés par un artisan ou un ingénieur en tuyauterie d'usine.
• Si vous observez des brides mal boulonnées dans votre usine, signalez-les afin qu'elles puissent être réparées et assurez-vous que les réparations requises sont effectuées.
• Inspectez l’équipement neuf ou l’équipement qui a été remonté après la maintenance, pour vous assurer qu’il est correctement assemblé et correctement boulonné avant la mise en service.

Quelle est la longueur appropriée d’un goujon ?
En règle générale, vous pouvez utiliser : Le filetage libre du boulon au-dessus du haut de l'écrou est égal à 1/3 fois le diamètre du boulon.