Présentation
RÉSUMÉ
Les équipements sous pression sont les réservoirs, les chaudières et autres équipements spéciaux pour l'industrie pétrolière, chimique, etc. Ils sont réalisés en chaudronnerie lourde à partir de tôles épaisses ou fortes. Après une introduction sur la réglementation en vigueur, cet article décrit les différents procédés et machines de formage permettant de fabriquer ces réservoirs métalliques. Il établit les comparaisons permettant de choisir un procédé en fonction des caractéristiques attendues.
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Chaieb JARBOUI : Docteur ingénieur en Génie des matériaux - Ingénieur au pôle d’activité « Production mécanique » du CETIM (Centre technique des industries mécaniques) - Expert matériaux, équipements sous pression et normalisation européenne
INTRODUCTION
L a chaudronnerie lourde concerne essentiellement les constructions soudées d’appareils et d’équipements, avec ou sans pression, réalisés en tôle épaisses ou fortes.
Parmi les principales constructions chaudronnées, on peut citer :
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les récipients et les chaudières terrestres fixes ou semi-fixes ;
-
les échangeurs thermiques, les condenseurs, les évaporateurs ;
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la chaudronnerie lourde et spéciale pour les industries pétrolière, pétrochimique, chimique, aérospatiale et nucléaire ;
-
les réservoirs fixes ou semi-fixes intransportables à monter sur chantier pour les industries pétrolière, pétrochimique et chimique ou aérospatiales ;
-
les réservoirs fixes ou semi-fixes pour liquides et pour gaz (liquéfiés ou non) sous pression ;
-
les ensembles ou éléments pour la recherche pétrolière terrestre et offshore.
Dans un deuxième article Équipements sous pression- Règles de fabrication par formage, on étudiera plus particulièrement les règles de fabrication par formage des constructions chaudronnées. Le lecteur trouvera les références bibliographiques en .
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2. Choix d’un procédé et d’une température de formage
Les viroles (enveloppes à section généralement circulaire) sont réalisées essentiellement par cintrage sur rouleuse. On pratique, dans certains cas, le cintrage au pas à pas sur presse hydraulique ; cette technique est utilisée pour les tôles fortes lorsque l’on ne dispose pas d’une rouleuse de capacité suffisante.
Les fonds bombés peuvent être formés par de nombreux procédés :
-
emboutissage avec ou sans serre-flan ;
-
repoussage ;
-
emboutissage au coup par coup ;
-
formage sur machine à former ;
-
procédure combinée comprenant plusieurs des opérations précédemment indiquées.
Chacun de ces procédés peut être effectué à froid ou à chaud.
La figure 1 définit les domaines d’application de trois procédés de formage en fonction du diamètre du flan, de l’épaisseur de la tôle et de la température de formage. Chaque procédé de formage a un domaine spécifique d’emploi, avec un recouvrement, partiel ou total, avec les autres procédés. Dans la zone commune à plusieurs procédés, c’est l’importance de la série qui guidera le choix d’une technique :
-
emboutissage au coup par coup : pièces unitaires ou petite série (< 10 pièces) ;
-
repoussage : série moyenne (10 à 50 pièces) ;
-
emboutissage en une ou plusieurs passes : série importante (> 50 pièces).
Pour les épaisseurs de 10 à 60 mm environ, le formage peut être effectué dans certains cas à froid (température ambiante) ou à chaud (T > 150 oC) ; là encore, c’est l’importance de la série qui permet de choisir un procédé.
Enfin, une usine ne dispose que d’un nombre limité de machines ; le choix d’un procédé sera donc fait en fonction des capacités des machines.
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