PED – Analyse des Contraintes de tuyauterie – Conception des Supports de tuyauterie

“D’où vient la tolérance de l’usine?”La tolérance de l’usine affecte-t-elle le poids, l’exercice et le stress soutenu pour B31.3?”, “Que faut-il prendre comme tolérance sur la plaque? “, “Quelle est la signification de “Tolérance de -12,5% en usine”. “Et si je vérifie “toutes les affaires corrodées” dans César?”. Ce sont des exemples de questions sur la tolérance des usines trouvées sur les forums.

Les premières réponses sont contenues dans l”image ci-dessus, de www.tmk-group.com , parce que la meilleure façon de comprendre la tolérance des usines est de comprendre d’où elle vient. Les tuyaux en acier sont produits par deux méthodes de fabrication principales. Les tuyaux fondamentalement soudés sont produits en joignant deux extrémités de bandes d’acier. Les tuyaux sans soudure sont produits en perçant une billette (étape 8 de l’image ci-dessus).

La tolérance de l’usine provient du processus de fabrication des tuyaux sans soudure. Les tuyaux soudés ont également une tolérance, mais ce n’est généralement pas une tolérance de l’usine et elle est beaucoup plus faible car il est plus facile d’obtenir une précision élevée lors de la production de plaques d’acier. D’autre part, les tuyaux soudés doivent tenir compte du facteur d’efficacité du joint de soudure, pour tenir compte de la faiblesse du soudage.

La tolérance à la corrosion est calculée à partir du taux de corrosion par an (en fonction du matériau du tuyau, de la température, de l’atmosphère, du type de fluide, de la concentration,…) et de la durée de vie prévue du tuyau.

Les valeurs de tolérance du moulin sont définies dans les normes de matériaux. Par exemple, le paragraphe 16-3 de la norme ASTM A 106 stipule que ” l’épaisseur de paroi minimale en tout point ne doit pas dépasser 12,5 % sous l’épaisseur de paroi nominale spécifiée”.
Quelqu’un a écrit: “Selon ma compréhension, la tolérance du moulin est la tolérance pour la variation de l’épaisseur du tuyau par rapport à l’épaisseur nominale du tuyau qui est de 12,5% selon B31.3”. Ce n’est pas correct. Les normes EN 13480, ASME B31.1 et B31.3 traitent souvent de la tolérance des tuyaux, mais elles ne définissent normalement pas sa valeur. Il y a quelques exceptions; par exemple B31.3 donne une certaine tolérance “pour les surfaces usinées ou les rainures, où la tolérance n’est pas spécifiée”. Ce qu’ils font est de spécifier quand l’épaisseur nominale doit être prise en compte dans les calculs et quand la tolérance du broyeur doit être prise en compte. Par exemple, la tolérance doit être prise en compte pour le calcul de l’épaisseur minimale du tuyau.
ASME B31.3: “L’épaisseur minimale T, compte tenu de la réduction de la tolérance de production, ne doit pas être inférieure à la somme des tolérances mécaniques plus les tolérances de corrosion et d’érosion plus l’épaisseur de conception de pression”. Pour être plus prudent, il est préférable de soustraire d’abord la tolérance du broyeur des tuyaux nominaux, puis de soustraire la corrosion.
De nombreux codes utilisent l’approche du pire scénario.
Par exemple dans les hypothèses de base pour l’analyse de la charge soutenue B31.3 exige d’utiliser l’épaisseur nominale pour le calcul du poids (“Les charges dues au poids doivent être basées sur l’épaisseur nominale”), et l’épaisseur nominale moins la tolérance et l’érosion pour calculer le module de section à utiliser dans des contraintes soutenues et occasionnelles (“Les modules de section utilisés pour calculer les contraintes dans ce paragraphe doivent être basés sur les dimensions nominales des tuyaux moins les tolérances”). L’élimination de la corrosion minimisera le module de section Z, puis maximisera la valeur M/Z. Pour le cas de charge d’expansion B31.3 ne mentionne pas la corrosion et la tolérance, de sorte que l’épaisseur nominale pourrait être utilisée.

ASME B31.1 est similaire à B31.3, avec la corrosion et la tolérance un peu plus cachées. La tolérance est incluse dans l’épaisseur minimale: “Une fois l’épaisseur minimale de la paroi du tuyau tm déterminée, cette épaisseur minimale doit être augmentée d’une quantité suffisante pour fournir la tolérance de fabrication autorisée dans la spécification de tuyau applicable ou requise par le processus.”La corrosion est incluse dans l’épaisseur supplémentaire A “pour assurer la corrosion et / ou l’érosion”.
En revanche, l’ASME B31.1 ne mentionne que l’épaisseur nominale dans les calculs de module de section et l’analyse de flexibilité.
Ceci est très important pour la corrosion. Caesar II n’utilise pas les valeurs de corrosion spécifiées lors de l’utilisation de B31.1, car B31.1 ne le mentionne pas. L’utilisation de l’épaisseur nominale pour une conception de charge soutenue peut sembler un peu peu prudente. Quelqu’un dit que la raison pour laquelle B31.1 ne mentionne pas la corrosion dans un cas soutenu est que le matériau sans corrosion significative doit être sélectionné. C’est pourquoi de nombreux utilisateurs préfèrent forcer Caesar II à utiliser la corrosion en cochant “Tous les cas corrorés” dans la configuration Caesar II. Il est également possible de définir ce paramètre lors de l’utilisation d’Asme B31.3: la conséquence sera que Caesar utilisera des tuyaux corrodés dans les calculs de modules de section non seulement pour les cas occasionnels et soutenus, mais aussi pour les cas thermiques.

En ce qui concerne la tolérance et la corrosion, la norme EN 13480 est très similaire à la norme Asme B31.1. Après avoir indiqué “l’épaisseur minimale doit être déterminée en ce qui concerne le processus de fabrication des tuyaux et des raccords”, la norme EN 13480 montre comment prendre en compte la tolérance à la corrosion c0 et la tolérance d’épaisseur de tuyau c1 dans le calcul de l’épaisseur de tuyau mimimum. Les tolérances et les corrosions ne sont pas mentionnées dans la section Calcul des modules et analyse des contraintes.
“La dimension nominale doit être utilisée dans les calculs et la tolérance en matière d’épaisseur doit être respectée”.
Encore une fois, lorsque vous faites face à la norme EN 13480 et que vous utilisez Caesar II, de nombreux utilisateurs préfèrent utiliser l’option “tous les boîtiers corrodés” activée.

Il y a quelques exceptions. Par exemple, le code de gaz britannique I/TD/12 traite à la fois de la condition de tolérance + mill et -mill. B31.8 Le chapitre VIII exige de tenir compte de la tolérance de l’usine lors de la composition de la “contrainte combinée”.

Tolérance au moulin mentionnée au paragraphe UG 16 du Code Asme, Section VIII, Div.1 aussi: “la sous-tolérance de fabrication sur l’épaisseur de paroi doit être prise en compte, à l’exception des exigences relatives à la zone de renforcement de la paroi de la buse conformément aux normes UG-37 et UG-40.Les sous-tolérances de fabrication sont indiquées dans les diverses spécifications de tuyaux et de tubes énumérées dans les tableaux applicables de la sous-section C. Une fois l’épaisseur de paroi minimale déterminée, elle doit être augmentée d’une quantité suffisante pour fournir la sous-tolérance de fabrication autorisée dans les spécifications de tuyaux ou de tubes.”

Une autre question est la conception du cintre à ressort: pour ce calcul, César II utilise l’épaisseur nominale.
De nombreuses approches sont utilisées pour résoudre ces problèmes.
La première règle est la suivante : ne jamais réduire l’épaisseur de wal au niveau d’entrée. Cela réduirait la rigidité du système – le rendant trop flexible – et réduirait le poids du système.
Une autre considération est venue du forum Caesar, où un utilisateur a écrit qu’il devait se conformer à la norme Asme B31.1, mais le fournisseur de tuyaux a déclaré que son tuyau pouvait avoir une tolérance de moulin de + 25%. Cette situation n’est pas très courante, car beaucoup de gens soupçonnent le vendeur d’essayer d’utiliser toute la tolérance de l’usine de -12,5% pour économiser de l’acier. Au fait, la réponse donnée par Intergraph était assez intéressante:
“En supposant que le fluide de votre tuyau est un gaz (densité = 0,0) et que vous ne craignez qu’une augmentation du poids du système, vous pouvez évaluer la condition +mill_tolérance en configurant simplement un cas de charge supplémentaire et en appliquant un multiplicateur au composant “W”. Par exemple, disons que vous calculez que la +mill_tolérance augmentera le poids (du tuyau) du système de 5%, alors vous pouvez configurer un autre cas de charge comme celui–ci:

cas n) 1,05W + P1 + T1 (OPE)

Faites attention à ce multiplicateur sur “W”, il augmentera tout le poids du système – rigids, isolation, tuyau et fluide “.

• Processus de fabrication de tubes en acier (tubes sans soudure et soudés)
• Fabrication de tubes sans soudure (vidéo)
• Processus de production Tenaris (vidéo)
• Forum Intergraph Caesar II