Les brides soudées plates et les brides soudées bout à bout sont deux types de brides courants dans notre travail quotidien. Aujourd'hui, nous procéderons à une analyse comparative des brides plates et des brides soudées bout à bout sous quatre aspects : le matériau, la pression nominale, la forme de soudure et les scénarios d'application.
Principales différences
Les brides plates ont une structure simple et sont reliées par des soudures d'angle, tandis que les brides soudées bout à bout ont une structure plus complexe et sont reliées par des soudures bout à bout. Cette différence fondamentale détermine leurs variations en termes de résistance, de fiabilité, d'adéquation à des conditions de travail spécifiques et de coût.
1.Matériel
Bride plate :
La gamme de matériaux optionnels est vaste et largement similaire à celle des brides soudées bout à bout. Les matériaux courants comprennent l'acier au carbone (A105), l'acier inoxydable (304, 316) et l'acier allié. Comme ils sont souvent utilisés dans des conditions de pression moyenne à basse et dans des conditions de travail non exigeantes, les exigences en matière de performances extrêmes des matériaux eux-mêmes sont relativement faibles.
Bride soudée bout à bout :
La gamme de matériaux optionnels est tout aussi étendue.
Le point clé réside dans la compatibilité : dans des environnements à haute pression, haute température ou corrosifs, le matériau de la bride doit correspondre précisément au matériau du pipeline (y compris la composition chimique, les propriétés mécaniques et les conditions de traitement thermique) pour garantir l'intégrité du joint et des performances constantes dans les conditions de service. Par exemple, dans les pipelines à haute température et haute pression, des matériaux en acier allié tels que le P91 et le F22 sont souvent utilisés.
Résumé : Les deux sont similaires en termes de choix de matériaux, mais les brides soudées bout à bout mettent davantage l'accent sur une compatibilité précise avec les matériaux des pipelines et sur des exigences de performances plus élevées.
2. Pression nominale
C’est l’un des indicateurs les plus évidents de l’application des deux.
Bride plate :
Il convient principalement aux plages de pression moyenne à basse, couvrant généralement la série PN (normes GB) : PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, ainsi que la série Class (normes ASME) : Classe 150, Classe 300. Il est moins couramment utilisé dans les classes supérieures à la classe 300 et n'est pas recommandé pour les classes de pression plus élevées. En raison de sa structure de soudure d'angle et de sa concentration de contraintes, sa capacité de charge a une limite supérieure clairement définie. limite.
Bride soudée bout à bout :
Il convient à toute la gamme, de la basse pression à l'ultra-haute pression. Du PN10 au PN420, et de la classe 150 à la classe 2500 ou même supérieure, des brides soudées bout à bout peuvent être utilisées. Leur structure étranglée et leurs soudures bout à bout répartissent et résistent efficacement aux contraintes, ce qui en fait une configuration standard pour les systèmes haute pression et haute température.
Résumé : Les brides plates constituent une solution économique pour les applications à moyenne et basse pression, tandis que les brides soudées bout à bout constituent le seul choix fiable pour les conditions de haute et ultra-haute pression.
3. Forme de soudure
Cela représente la différence la plus fondamentale entre les deux en termes de structure et de fabrication, déterminant directement la résistance et la fiabilité de la connexion.
Bride plate :
Forme de soudure : soudure d'angle
Méthode de connexion : le tuyau est inséré dans l'alésage de la bride et le soudage est effectué entre la paroi extérieure du tuyau et la face de la bride (soudure d'angle externe). Une soudure d'angle d'étanchéité interne supplémentaire (soudure d'angle intérieure) peut également être appliquée.
Inconvénients :
- Concentration de contraintes : La forme géométrique de la soudure d'angle entraîne une concentration élevée de contraintes à la racine, ce qui la rend susceptible de devenir l'origine de fissures de fatigue.
- Difficulté d'inspection : Les soudures internes sont difficiles à inspecter efficacement à l'aide de méthodes telles que la radiographie (RT) ou les tests par ultrasons (UT). La qualité de la soudure repose principalement sur les procédures de soudage et l'inspection visuelle.
- Inadéquation de résistance : l'épaisseur de la gorge de la soudure est généralement inférieure à l'épaisseur de la paroi du tuyau.
Bride soudée bout à bout :
Forme de soudure : soudure bout à bout
Méthode de connexion : L'extrémité de la bride est usinée avec une rainure correspondant au tuyau. Le tuyau et la rainure de la bride sont alignés avec précision puis soudés. La soudure agit essentiellement comme une extension de l’épaisseur de la paroi du tuyau.
Avantages :
- Excellente répartition des contraintes : la soudure offre une transition en douceur, ce qui se traduit par un facteur de concentration de contraintes extrêmement faible et une résistance à la fatigue élevée.
- Facilité des tests non destructifs : les soudures bout à bout peuvent subir des tests radiographiques (RT) à 100 % pour garantir une qualité interne sans défaut, répondant aux exigences de sécurité de haut niveau.
- Résistance égale : La résistance de la soudure peut théoriquement atteindre la parité avec le métal de base du tuyau.
Résumé : La soudure d'angle et la soudure bout à bout représentent la distinction entre « connexion » et « fusion ». Ce dernier présente un avantage considérable en termes d’intégrité structurelle et d’inspectabilité.
4.Application
Sur la base des différences ci-dessus, l’application des deux est naturellement différenciée.
Bride plate :
- Systèmes utilitaires basse pression : systèmes d'eau de circulation d'usine, systèmes d'air comprimé basse pression, conduites d'eau de refroidissement basse pression.
- Fluides non dangereux : Eau domestique, eau de climatisation, oléoducs de lubrification basse pression.
- Installations dans des espaces restreints : En raison de leur structure plus courte, elles peuvent être utilisées dans des espaces compacts.
- Systèmes non critiques sensibles aux coûts : sélectionnés à des fins de réduction des coûts dans des scénarios présentant des risques de sécurité extrêmement faibles et des conditions de pression et de température stables.
Bride soudée bout à bout :
- Conduites de vapeur à haute température et haute pression (par exemple, conduites de vapeur principales dans les centrales électriques).
- Milieux inflammables et explosifs (par exemple, pétrole, gaz naturel, hydrogène, pipelines d'hydrocarbures).
- Milieux toxiques et dangereux (par exemple, chlore, ammoniac, produits chimiques toxiques).
- Pipelines manipulant des substances extrêmement ou très dangereuses.
- Conditions d’exploitation à haut risque et exigeantes.
- Pipelines soumis à des fluctuations opérationnelles importantes : ceux soumis à des cycles thermiques, à des pulsations de pression, à des vibrations mécaniques ou sujets aux coups de bélier.
- Tous les pipelines de traitement de haute qualité : configurations standard dans les installations principales telles que les usines chimiques, les installations pétrochimiques, les centrales nucléaires et les pipelines de transport de pétrole et de gaz longue distance.
5.Résumé et tableau de référence rapide pour la sélection du modèle
| Dimension de comparaison | Bride plate | Bride soudée bout à bout |
| Structure de base | Style plaque plate, avec face porteuse | Avec col effilé |
| Forme de soudure | Soudure d'angle (angle interne/externe) | Soudure bout à bout (soudure sur rainure) |
| Inspection des soudures | Difficile, exigeant pour RT/UT | Facile, adapté à une inspection 100 % RT/UT |
| Pression nominale | Pression moyenne-basse (généralement ≤ PN40/Classe 30) | Plage de pression complète (basse à ultra haute pression) |
| Caractéristiques du stress | Concentration de contraintes importante, mauvaise résistance à la fatigue | Transition de contrainte en douceur, bonne résistance à la fatigue |
| Principaux matériaux | Acier au carbone, acier inoxydable, etc. (usage général) | Acier au carbone, acier inoxydable, acier allié, etc. (doit correspondre à la tuyauterie) |
| Applications typiques | Eau basse pression, air, systèmes non dangereux | Lignes de processus critiques à haute température, haute pression, dangereuses, vibrantes |
| Coût initial | Inférieur | Plus haut |
| Coût total du cycle de vie | Plus haut maintenance risk in severe service | Haute fiabilité dans les systèmes critiques, coût global plus avantageux |
6. Recommandation de sélection finale de la vanne TVATEN
Dans la conception technique ou la fabrication et l'installation autogérées, en particulier lorsque l'on adhère à des normes telles que ASME ou GB, la sélection n'est généralement pas arbitraire. Les codes et normes spécifient directement les scénarios dans lesquels des brides soudées bout à bout doivent être utilisées en fonction de facteurs tels que la catégorie du fluide, la pression de conception et la température du pipeline. En termes simples : en cas de doute, dans des conditions exigeantes ou dans des applications critiques en matière de sécurité, les brides soudées bout à bout doivent être prioritaires. Les brides plates ne sont envisagées que pour des conditions de fonctionnement stables, à faible risque et à faible pression clairement définies, principalement à des fins de réduction des coûts.
