Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Richard GLODKOWSKI : Ingénieur de l’Université de Liège - Chef du Service des Calculs et des Essais de la Société Nordon et Cie
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Lire l’articleINTRODUCTION
La révolution industrielle s’est fortement accélérée depuis la dernière guerre et s’est accompagnée de la croissance des moyens qui, à leur tour, ont influencé les méthodes de calcul.
L’apparition de l’ordinateur bouleverse ces dernières et facilite en même temps la transmission du savoir-faire dans le monde entier.
Avant le règne de l’ordinateur les études des tuyauteries se limitaient à des cas très simples. Certains constructeurs, peu nombreux, ont recouru avantageusement à des études sur modèles réduits qui donnent de très bons résultats, mais sont relativement coûteuses et longues.
De plus, l’examen des lignes de conduite se limitait la plupart du temps au calcul des effets de la dilatation thermique sur les efforts et les contraintes dans les tubes. La prise en compte des autres sollicitations telles que le poids ou le vent se faisait au moyen de règles pratiques et de calculs approximatifs.
Avec l’ordinateur, la liste des sollicitations traitées s’allonge et l’on peut aborder les calculs itératifs, impensables autrement, qui permettent de résoudre les problèmes de frottements et de vibrations.
La taille des mémoires de l’ordinateur étant pratiquement sans limite, il se prête aux calculs par les ensembles matriciels qui facilitent énormément la formulation et, par là même, la solution des problèmes de tuyauterie.
Actuellement les calculs des ensembles et plus particulièrement les calculs matriciels sont largement enseignés dans les écoles et dans les universités. Il est donc inutile de les résumer dans cet article, d’autant plus qu’ils sont utilisés ici sous une forme assez élémentaire.
La réponse élastique des éléments des tuyauteries aux diverses sollicitations se manifeste surtout par la flexion, d’où le titre du présent article : Flexibilité.
Ce titre couvre l’ensemble des méthodes de calcul des tuyauteries et ne doit pas être confondu avec la méthode particulière dite de flexibilité basée sur l’aptitude à la déformation des divers membres sous l’effet des charges unitaires.
Pour les équations générales de calcul des structures, le lecteur se reportera à la rubrique spécialisée dans le traité Sciences fondamentales.
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Définition du tracé des tuyauteries
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10. Conclusions
10.1 Importance de la bonne définition des tuyauteries et du choix judicieux des hypothèses de calcul
L’établissement d’une note de calcul correcte s’appuie sur la bonne définition du tracé et sur le choix des hypothèses de calcul qui correspondent bien à la réalité des tuyauteries.
Il n’est pas rationnel d’exécuter les études complètes et définitives d’une tuyauterie dont le tracé n’est pas optimalisé par des calculs partiels ou approximatifs. De même il ne sert à rien d’utiliser des programmes sophistiqués de calcul pour des tuyauteries dont les hypothèses de départ ne correspondent pas à la réalité. Souvent on se contente de supposer que les extrémités de la tuyauterie sont ancrées parfaitement et ne peuvent pas se déformer que les points fixes intermédiaires arrêtent toutes les rotations, que les supports ne comportent ni frottements ni variances dues au ressort ou à l’inclinaison, que la mise sous tension lors du montage est parfaite, etc.
Un tuyauteur expérimenté sait que les raccordements sur les appareils présentent une flexibilité qui n’est pas négligeable et souvent même considérable, par exemple aux raccordements sur les collecteurs d’une chaudière, que les fixations sur la charpente laissent passer la majeure partie des rotations sauf si elles sont construites avec une rigueur exceptionnelle. De même, les frottements et les variances sont souvent importants dans les supports, les effets de suspensions courtes perturbent les résultats et la mise sous tension lors du montage introduit fréquemment des erreurs très significatives.
Toutes ces sources d’erreur sont évitables à condition que cet aspect des tuyauteries ne soit pas perdu de vue au cours de l’étude du projet. Il suffit tout simplement de le prendre en compte dans les calculs ou d’éliminer de l’installation les éléments perturbateurs.
Pour les suspensions, il est facile d’estimer l’erreur introduite par frottement, inclinaison ou variance des supports ; elle est fonction du poids de la ligne et des caractéristiques des éléments porteurs et doit être inférieure à 20 % la force résultante due à la dilatation thermique. Dans le cas où les efforts sur les appareils ne sont pas imités, on a intérêt à assurer à la tuyauterie une certaine raideur, compatible avec la contrainte admissible, en ajoutant des guides et des suspensions sans ressort. Une telle tuyauterie...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BROCK (J. E.) - Expansion and flexibility, piping handbook. - McGRAW Hill (1967).
-
(2) - SOULE (J. W.) - The solution of multiple-branch piping. - J. Appl. Mechanics (USA), juin 1956.
-
(3) - SOULE (J. W.) - Tensor flexibility analysis of pipe-supporting systems. - J. Appl. Mechanics (USA), juin 1956.
-
(4) - SOULE (J. W.) - Tensor flexibility analysis of closed-loop piping. - J. Appl. Mechanics (USA), mars 1958.
-
(5) - PECK (L. G.), MEYER (F. F.), STRONG (P. F.), KALSON (H.) - The automatic calculation of forces and deflections in piping systems. - Trans. ASME, janv. 1958.
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(6) - GLODKOWSKI (R.) - Détermination de la flexibilité des tuyauteries par le calcul matriciel. - Chaleur Ind. (F), mai 1961.
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...
ANNEXES
1.1.1 Syndicat National de la Chaudronnerie, de la Tôlerie et de la Tuyauterie Industrielle SNCT
Projet de Code SNCT pour la conception, la fabrication, le montage et le contrôle des tuyauteries industrielles 1978.
HAUT DE PAGE1.2.1 American Society of Mechanical Enginers ASME
ASME Boiler and pressure vessel code 1977. Section III. Division 1.
Subsection NB. Class 1 : Components ; Subsection NC. Class 2. Components.
HAUT DE PAGE1.2.2 American National Standards Institute ANSI
ANSI B 31.1.1977 Power Piping.
HAUT DE PAGE
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