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Les principales différences entre raccords de petit diamètre (Small-Bore)

Les différents types de raccords pour tubes

Votre guide pour choisir les bons raccords

Ziad Bedran, responsable produit chez Swagelok

La fiabilité d’un système fluide industriel de petit diamètre nécessite de concevoir et de fabriquer ce système avec des composants de qualité – et notamment les raccords, qui sont d’une grande importance. Utilisés en des points de raccordement critiques, ces raccords doivent être parfaitement étanches pour pouvoir assurer la sécurité et l’efficience opérationnelle d’une installation.

Or, il existe une grande variété de raccords et il n’est pas toujours évident de choisir le raccord qui conviendra le mieux à un système, qu’il s’agisse d’un système existant dont vous assurez la maintenance ou d’un nouveau système que vous êtes en train de concevoir.

Comment choisir le raccord adapté à vos besoins ? Examinons plusieurs types de raccords courants avec leurs caractéristiques et leurs avantages spécifiques: 

Raccords filetés

Les raccords filetés permettent d’assembler deux pièces filetées – une pièce mâle (filets sur l’extérieur) et une pièce femelle (filets à l’intérieur). Les filets mâles s’insèrent dans les filets femelles.

Les raccords filetés se répartissent en deux catégories distinctes: les raccords à filetage cylindrique et les raccords à filetage conique. Dans un raccord à filetage cylindrique, un écrou est vissé sur le corps du raccord, l’étanchéité étant assurée par un joint plat, par un joint torique, ou par le contact direct entre deux surfaces métalliques. Pour cette raison, les filetages cylindriques sont généralement utilisés dans des applications où la pression du système ne dépasse pas 344 bar (5000 psi).

LesTapered thread type of tube fitting filetages coniques, quant à eux, sont conçus pour former un joint étanche par contact étroit entre les flancs des filets mâle et femelle. Ils forment un angle par rapport à l’axe du filetage alors que les filetages cylindriques sont parallèles à cet axe. Il est nécessaire de remplir les espaces entre fonds et sommets avec un produit d’étanchéité pour filetage ou un ruban d’étanchéité pour empêcher le fluide du système de fuir au niveau des raccordements. Un produit d’étanchéité de qualité aidera également à éviter que les pièces ne se grippent en raison du phénomène de soudage à froid qui se produit pendant le montage. Les filetages coniques sont efficaces pour des pressions de système allant jusqu’à 1034 bar (15 000 psi).


Les filetages cylindriques sont généralement utilisés lorsque la pression du système ne dépasse pas 344 bar (5000 psi). Les filetages coniques sont efficaces pour des pressions de système allant jusqu’à 1034 bar (15 000 psi).


Diamètre et pas d’un filetage

En dehors des limites précisées ci-dessus concernant la pression du système, le choix entre raccords à filetage cylindre ou conique est souvent guidé par les préférences de l’utilisateur. En général, les raccords filetés disponibles respectent des normes communes, dont les normes British Standard Pipe (BSP) et National Pipe Thread (NPT) qui sont les plus courantes. Il peut toutefois s’avérer avantageux d’opter pour une seule norme dans l’ensemble d’une installation afin d’éviter tout risque de confusion ou de mauvaise utilisation.

Raccords pour tubes à compression

Contrairement aux raccords filetés, les raccords pour tubes à compression contiennent généralement des bagues qui vont créer un joint étanche. Lorsque l’on sert l’écrou du raccord, la bague est comprimée entre l’écrou et le corps du raccord. La bague vient alors mordre dans le tube, assurant à la fois le maintien du tube et l’étanchéité du joint ainsi formé. De la capacité de la bague de maintien à assurer cette fonction dépendra la bonne tenue du tube. Les raccords à compression ont pour autre avantage d’être faciles à monter et à démonter.


Les raccords à compression qui possèdent deux bagues permettent d’améliorer à la fois la tenue du tube et l’étanchéité du raccordement.

 


Il existe des différences de conception importantes entre les différents raccords à compression disponibles aujourd’hui. La bague d’un raccord de type cranté, représentée ici dans des raccords à une bague et à deux bagues, s’incurve au cours du montage. De ce fait, le bord avant de la bague vient mordre le tube ou former un cran à sa surface. Le bord avant de ces bagues a pour fonction de mordre dans le tube pour assurer la bonne tenue de celui-ci. En présence de vibrations, de pulsations, de chocs thermiques ou de charges latérales exercées sur le raccord, le contact minimal de la bague de maintien offre peu d’appui derrière le cran. Dans un système dynamique, le tube peut donc être endommagé voire arraché.

Les raccords à compression qui possèdent deux bagues permettent d’améliorer à la fois la tenue du tube et l’étanchéité du raccordement. Ici, un joint étanche aux gaz se forme entre la bague avant et la surface extérieure du tube, d’une part, et la surface d’étanchéité du corps, d’autre part. La bague arrière participe également au maintien du tube dans le raccord. Lors du montage, la bague arrière pousse la bague avant dans l’axe du raccord tout en appliquant sur le tube une force de serrage radiale efficace.

Medium-pressure mechanical grip type of tube fittingUn dispositif à deux bagues assurant une action de sertissage et d’articulation permet de former un joint encore plus solide et plus étanche. Cet effet permet d’augmenter la surface de contact entre la bague arrière et le tube à proximité de la zone de serrage et contribue directement au maintien du tube le long de son axe. Par ailleurs, cette conception limite le risque de voir le tube se dégager du raccord en présence de vibrations, ou permet un très léger déplacement du tube dans le raccord tout en maintenant l’emprise sur le tube. Ce mouvement, appelé « retour élastique », confère au raccord une forte résistance aux vibrations. De plus, en augmentant la zone de contact entre les bagues et le tube, cette conception permet d’obtenir un joint étanche aux gaz d’une grande fiabilité. Ces raccords constituent un bon choix pour des applications dans lesquelles l’étanchéité des raccordements ne peut en aucun cas présenter la moindre défaillance.


Les raccords à serrage mécanique double bague offrent une forte résistance aux vibrations tout en exerçant une force de serrage appropriée sur le tube.



Raccords pour tubes moyenne pression

Les raccords à serrage mécanique pour moyennes pressions – une évolution des raccords à compression double bague – offrent également des performances exceptionnelles et sont faciles à installer.

Les raccords série FK Swagelok® illustrent bien les différences entre raccords à serrage mécanique et raccords à compression. Exerçant une action de sertissage-articulation similaire à celle d’un raccord double bague Swagelok® standard représenté ici, le raccord série FK se distingue de celui-ci par l’utilisation d’un corps femelle, d’un écrou mâle et de bagues préorientées. Le calage dynamique unique ainsi obtenu permet de remonter le raccord à l’aide d’une clé et de contrôler le serrage du raccord lors du premier montage ou d’un remontage ultérieur. Les deux bagues assurent un maintien renforcé du tube et forment un joint étanche aux gaz dès le premier montage et lors de chaque remontage.

Les raccords série FK incorporent en outre une cartouche préassemblée qui contient les deux bagues et l’écrou. Cette cartouche aide à s’assurer que les bagues sont orientées et installées correctement. Grâce à ces caractéristiques, les raccords série FK aident à réduire les temps de montage et à abaisser les coûts d’assemblage et de maintenance, tout en créant des raccordements plus fiables qui augmenteront la durée de disponibilité des systèmes dans de nombreuses applications.

Raccords filetés à extrémité conique

Enfin, les raccords filetés à extrémité conique (C&F) sont disponibles dans une grande variété d’alliages. Plusieurs de leurs caractéristiques en font des composants adaptés aux applications qui mettent en œuvre des pressions moyennes à élevées. Depuis de nombreuses années, ils sont couramment utilisés pour leur fiabilité dans de nombreuses applications aux pression élevées.

Les raccords C&F nécessitent généralement l’utilisation de tubes filetés à extrémités coniques aux parois épaisses et aux pressions nominales élevées. Un raccord C&F performant comporte un embout fileté, une bague, un orifice femelle et un trou d’évacuation qui permet de détecter d’éventuelles fuites et de vérifier que le montage est correct.

Des précautions particulières doivent être prises pendant la préparation et l’installation des raccords C&F. Des outils à usiner des cônes et fileter les tubes sont nécessaires pour effectuer le raccordement, ainsi que de l’huile de coupe pour réduire les frottements pendant le processus d’usinage. Le tube doit être correctement usiné à l’aide de ces outils avant de pouvoir être assemblé avec le raccord. Il est indispensable de s’assurer que l’usinage n’a engendré ni bavures, ni entailles, ni rayures. Une fois la préparation du tube terminée, une bague est vissée sur le tube et un écrou est introduit dans le corps du raccord pour procéder au serrage final. Dans des systèmes régulièrement soumis à des chocs ou à des vibrations, il est conseillé d’utiliser des composants antivibrations pour prolonger la durée de vie des raccordements. S’ils sont correctement assemblés, les raccords filetés à extrémité conique restent efficaces durablement dans certaines des applications les plus exigeantes.

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Cet aperçu des principales différences entre les différents types de raccords disponibles aujourd’hui vous aidera à faire le bon choix pour vos applications. Toutefois, cet article ne fait qu’effleurer le sujet. De nombreux autres aspects relativement complexes sont à prendre en compte au moment de choisir ou d’installer des raccords de petit diamètre.

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