Classe de Pression des Brides
Avant de poursuivre, il est important de noter que les termes ‘classe de pression des brides’, ‘classe de bride’ et ‘classe de bride’ désignent la même chose et peuvent être utilisés de manière interchangeable. Le terme ‘indice de pression des brides’ ne signifie pas la même chose que ceux mentionnés précédemment (la raison sera expliquée dans cette section). La classe de bride est souvent suivie d'un ‘#’, ‘Lb’ ou ‘lbs’. Par exemple, une bride de classe 150#.
De nombreux ingénieurs pensent que la classe de pression d'une bride indique la pression de travail maximale admissible (MAWP) en livres par pouce carré (psi) qu'une bride peut supporter sans défaillance, ce qui n'est pas correct. Comme mentionné précédemment, l'indice de pression d'une bride n'est pas sa classe. L'indice de pression d'une bride est sa MAWP; les deux termes se réfèrent à la même chose et peuvent être utilisés de manière interchangeable.
La classe de bride est un nombre sans dimension, elle n'indique aucune unité de mesure (psi, bar, etc.). Bien que le système de classe puisse sembler contre-intuitif, la logique derrière le système est assez simple. La MAWP d'une bride dépend de la température maximale à laquelle elle fonctionnera et du matériau à partir duquel elle est fabriquée; il n'est donc pas possible de connaître la MAWP sans connaître les deux autres facteurs (température max et matériau). Pour développer ce point plus en détail:
La conception MAWP d'une bride diminue à mesure que sa température de conception maximale augmente.
La conception MAWP d'une bride augmente à mesure que sa température de conception maximale diminue.
Une classe plus élevée indique qu'une bride a un indice de pression plus élevé pour une température donnée et un matériau donné. À mesure que la température de conception maximale augmente, la classe doit augmenter pour maintenir l'indice de pression de la bride dans les limites de conception; cela sera expliqué à l'aide d'exemples dans la section suivante.
L'indice de pression d'une bride est la MAWP de la bride à une température donnée, pour un matériau donné. Une classe de bride est attribuée en fonction de l'indice de pression maximal de la bride, de l'indice de température maximal et du matériau de fabrication. Les indices de pression et de température maximaux sont collectivement appelés ‘indices de pression-température’.
Les classes de pression ne sont pas spécifiques à un matériau. Il est possible d'avoir une bride en acier au carbone de classe 150 et une bride en acier inoxydable de classe 150. Cependant, les indices de pression-température associés à une certaine classe sont spécifiques à un matériau donné. Par exemple, une bride en acier au carbone de classe 150 a des indices de pression-température complètement différents par rapport à une bride en acier inoxydable de classe 150. Cela signifie que l'indice de pression auquel chaque bride échouera est complètement différent. Pour cette raison, il est déconseillé d'accoupler des brides fabriquées à partir de matériaux différents.
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Exemples de Classe de Pression des Brides
Exemple 1
L'image ci-dessous montre une coupe transversale de diverses brides. Chaque bride est fabriquée à partir du même matériau et toutes sont conçues pour fonctionner à la même pression. La seule différence entre les brides est que la bride la plus à gauche a une température beaucoup plus basse que la bride la plus à droite. Pour qu'une bride d'un indice de pression donné et d'un matériau donné fonctionne à des températures plus élevées, ses dimensions doivent augmenter, donc sa classe augmente également.
Comparaison de Classe de Pression des Brides
Dans l'exemple ci-dessus, l'indice de pression est fixe tandis que l'indice de température a une relation avec les dimensions et la classe de la bride, c'est-à-dire que lorsque l'indice de température augmente, les dimensions et la classe de la bride augmentent.
Exemple 2
Le matériau de la bride est le même pour toutes les brides.
L'indice de température maximal de la bride est le même pour toutes les brides.
Parce que l'indice de température maximal est constant, et que le matériau est constant, l'indice de pression maximal de la bride a une relation avec la classe de la bride et les dimensions de la bride. Cela est utile car l'épaisseur du matériau d'une bride est indicative de l'indice de pression d'une bride, c'est-à-dire qu'une bride plus épaisse a un indice de pression plus élevé pour l'indice de température donné et le matériau de fabrication.
L'image ci-dessous est la même que celle montrée précédemment, mais l'indice de température constant et le matériau fixe signifient que la bride montrée la plus à gauche a un indice de pression inférieur à celui de la bride montrée la plus à droite.
Comparaison de Classe de Pression des Brides
Résumé
Les exemples 1 et 2 montrent que la température et la pression ont une relation avec la classe de pression d'une bride. Il est incorrect de supposer que la classe de pression d'une bride est uniquement attribuée à son indice de pression, bien que cette supposition erronée soit courante.
Détermination de la Classe de Pression
La classe de pression d'une bride dépend de trois facteurs:
- La pression maximale à laquelle la bride fonctionnera.
- La température maximale à laquelle la bride fonctionnera.
- Le matériau à partir duquel la bride est construite.
En utilisant les tableaux des normes données, par exemple ASME B16.5, il est possible de déterminer la classe de pression d'une bride. Les valeurs de pression et de température sont appelées indices de pression-température de la bride, et celles-ci peuvent être utilisées pour déterminer sa classe. Dans la norme ASME B16.5, il existe sept classes de brides:
150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500
Chacune de ces classes de pression sera souvent exprimée comme:
150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500#, 2500#
La section suivante explique comment utiliser les tableaux de classe pour s'assurer qu'une bride est attribuée à la bonne classe de pression.
Tableaux de Classe de Pression
Pour attribuer une classe de pression, il est nécessaire de:
- Accéder à la norme pertinente à laquelle la bride doit se conformer, par exemple ASME B16.5.
- Dans la norme, localiser le tableau du groupe de matériaux correct en fonction du matériau de fabrication de la bride. Par exemple, la norme ASME B16.5 a plus de 30 groupes de matériaux individuels.
- Déterminer la pression maximale à laquelle la bride fonctionnera, c'est-à-dire la pression maximale du système auquel la bride sera attachée.
- Déterminer la température maximale à laquelle la bride fonctionnera, c'est-à-dire la température maximale du système auquel la bride sera attachée.
- Localiser l'indice de température maximal dans la colonne de gauche. Sélectionner la ligne où l'indice de température maximal est égal ou supérieur à la valeur donnée.
- Faire défiler la ligne sélectionnée jusqu'à atteindre un indice de pression qui est égal ou supérieur à la valeur donnée.
- L'en-tête de la colonne où l'intersection des indices de pression-température se croise est la classe de pression.
Un tableau de classe de pression tiré de l'ASME B16.5 est montré ci-dessous; le tableau est pour les brides en acier au carbone. Pour faciliter l'utilisation, le tableau a été modifié pour montrer les unités impériales et métriques.
|
Pression de Travail Bar (psi) |
|||||||
|
Température °C |
Classe |
||||||
|
150 |
300 |
400 |
600 |
900 |
1500 |
2500 |
|
|
-29 - 38 |
19.6 |
51.1 |
68.1 |
102.1 |
153.2 |
255.3 |
425.5 |
|
50 |
19.2 |
50.1 |
66.8 |
100.2 |
150.4 |
250.6 |
417.7 |
|
100 |
17.7 |
46.6 |
62.1 |
93.2 |
139.8 |
233.0 |
388.3 |
|
150 |
15.8 |
45.1 |
60.1 |
90.2 |
135.2 |
225.4 |
375.6 |
|
200 |
13.8 |
43.8 |
58.4 |
87.6 |
131.4 |
219.0 |
365.0 |
|
250 |
12.1 |
41.9 |
55.9 |
83.9 |
125.8 |
209.7 |
|
|
300 |
10.2 |
39.8 |
53.1 |
79.6 |
119.5 |
199.1 |
|
|
325 |
9.3 |
38.7 |
51.6 |
77.4 |
116.1 |
193.6 |
|
|
350 |
8.4 |
37.6 |
50.1 |
75.1 |
112.7 |
187.8 |
|
|
375 |
7.4 |
36.4 |
48.5 |
72.7 | |||