Présentation
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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 13555 de juin 2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 13555 (E23-903) Brides et leurs assemblages - Paramètres de joints et procédures d'essai relatives aux règles de calcul des assemblages à brides circulaires avec joint (Révision février 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2103 (mars 2021).
La norme NF EN 1591-2 de juillet 2008 citée dans cet article a été remplacée par la norme FD CEN/TR 1591-2 (E86-400-2) : Brides et leurs assemblages - Règles de calcul des assemblages à brides circulaires avec joint - Partie 2 : paramètres de joint (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2006 (Juillet 2020).
RÉSUMÉ
Cet article explicite l'application de la norme EN1591 pour le calcul des assemblages à brides circulaires monoblocs avec joints plats. Les éléments présentés dans cet article sont issus du document CR 13642, étude du CETIM destinée à permettre une meilleure appropriation mécanicienne de la norme ainsi qu’une meilleure connaissance de ses limites et problèmes d’application éventuels. Les équations de la norme et du document CR13642 ont été consolidées à l'aide d'un logiciel de calcul formel.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Hubert LEJEUNE : Ingénieur au Cetim, pôle Technologie de l’étanchéité
-
Hubert MALLARD : Ingénieur au Cetim, pôle Ingénierie des composites
INTRODUCTION
Lien que liée à des développements datant de plus de dix années, la mise en application de la norme EN 1591 pour le calcul des assemblages à brides circulaires avec joint, est encore récente (octobre 2001), et la plupart des industriels hésitent à l’utiliser dans leurs calculs par manque de confiance. Le manque de cas d’application réels connus, ainsi que la persistance de certains doutes sur la formulation finale des équations, apparaissant dans le texte de la norme, expliquent en partie cette méfiance.
À la demande de sa commission « Chaudronnerie-tuyauterie », le Cetim a repris les équations présentes dans la norme en s’appuyant sur le document CR 13642, afin de permettre une meilleure appropriation mécanicienne de la norme ainsi qu’une meilleure connaissance de ses limites et problèmes d’application éventuels.
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Calculs relatifs aux boulons
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4. Calculs relatifs aux joints
Problème : notons que la norme EN 1591 s’applique à une séquence assise, puis à une situation (sous pression) sans nouveau serrage ultérieur. En fait, lorsque l’on étudie un assemblage (par exemple dans cinq situations ultérieures) selon la norme EN 1591, on étudie les enchaînements suivant : assise puis situation 1, et assise puis situation 2, etc., en parallèle.
Ainsi on se place à un point de fonctionnement (contrainte sur le joint à l’assise) et on considère que l’on travaille en décompression pour atteindre la situation qui correspond à la pression I.
4.1 Largeur effective des joints
Elle est calculée à l’assise et s’obtient par itérations comme décrit ci-après.
On considère d’abord, pour une valeur initiale donnée d’effort sur le joint, l’aire de contact théorique du joint avec les brides et la contrainte minimale à appliquer Q min . On en déduit alors l’aire effective de contact du joint avec les brides (tableau 1 de l’EN 1591-1). Ceci permet de déterminer la position du point d’application de la force sur le joint ( F G ) et donne ainsi la valeur des bras de levier calculées par rapport à cette position. À leur tour, les valeurs de ces bras de levier permettent de calculer une nouvelle valeur de l’aire effective de contact. Ce calcul itératif est effectué jusqu’à convergence sur les valeurs de b Ge .
Ce calcul itératif est effectué pour une valeur donnée d’effort sur le joint à l’assise
. La détermination de cet effort donne également lieu à un calcul itératif.
Problème : on utilise la courbe de décompression de la loi de comportement du joint, ce qui revient à considérer que la contrainte la plus élevée est obtenue à l’assise. Dans le cas d’une bride très rigide (type Class), la mise en pression « soulèvera » la bride : la surface effective variera peu et la contrainte sur le joint diminuera réellement.
Par contre,...
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