Raccords de tuyauterie pour pétrole et gaz
Les raccords de tuyauterie sont des composants sous pression utilisés pour changer de direction, diviser le débit, réduire ou augmenter la taille d'un tuyau, fermer une conduite ou connecter un tuyau à un équipement. Dans les systèmes pétroliers et gaziers, le raccord doit être sélectionné en fonction de sa fonction, de sa géométrie, du matériau, de la classe de pression et de température, de l'épaisseur, de la méthode d'assemblage, du service du fluide et des exigences d'inspection. Un nom comme elbow ou te ne constitue pas une spécification d’achat complète.
Les références courantes incluent ASME B16.9 pour les raccords soudés bout à bout forgés en usine, ASME B16.5 pour les brides et les raccords à brides dans leur plage dimensionnelle, ASTM A234 pour les raccords en acier au carbone et allié pour températures modérées et élevées, ASTM A420 pour les raccords spécifiés à basse température, ASTM A403 pour les raccords en acier inoxydable austénitique travaillés et ASTM A105 ou A182 pour les brides. pièces forgées et composants associés. La qualité et la norme exactes doivent correspondre au composant et au code du projet.
1. Principaux types et fonctions
| Accessoire | Fonction principale | Questions d'achat courantes |
|---|---|---|
| Coude | Changez la direction du flux, généralement 45 degrés ou 90 degrés et, dans certaines conceptions, d'autres angles. | Rayon long ou court, angle, dimensions centre à extrémité, épaisseur, matériau et géométrie. |
| Je t'aime bien | Crée une branche de même taille nominale que la ligne principale. | Taille des lignes et des branches, renforcement, dimensions, charges de matériaux et de branches. |
| réduire le thé | Crée une branche plus petite ou plus grande que la ligne principale. | Taille de la ligne, taille du taraud, géométrie de transition, analyse de l'épaisseur et des contraintes si nécessaire. |
| Réducteur | Connecte des tuyaux de différentes tailles nominales. | Forme concentrique ou excentrique, extrémités majeures et mineures, longueur, orientation et exigences de drainage ou de ventilation. |
| Croix | Fournit deux dérivations dans certaines conceptions de tuyauterie. | Dimensions des quatre ouvertures, renfort, dimensions, matériau et acceptation selon le code. |
| Couverture | Ferme l'extrémité d'un tuyau ou d'un raccord. | Diamètre extérieur, épaisseur, longueur, préparation des extrémités, pression interne et tests. |
| Bride | Crée un joint boulonné avec un tuyau, un équipement, une vanne ou une autre bride. | Classe de pression, face, cercle de boulons, alésage, matériau, joint et ASME B16.5 ou autre norme applicable. |
2. Coudes : rayon, angle et tensions
Les coudes à long rayon sont généralement sélectionnés lorsqu'une transition de débit plus douce et une perte de pression plus faible sont souhaitées. Les coudes à rayon court peuvent être utiles lorsque l'espace est limité, mais leur géométrie peut produire une réponse différente en termes d'écoulement et de contrainte. L'acheteur doit indiquer l'angle, le rayon, la dimension nominale, l'épaisseur, le biseau, la tolérance dimensionnelle et la norme applicable.
La sélection du coude doit prendre en compte la vitesse du fluide, le risque d'érosion, la perte de pression, la dilatation thermique, les supports et la charge cyclique. La correspondance avec la taille nominale ne prouve pas que le coude a l'épaisseur ou la capacité de pression et de température correctes.
3. Tees, croisements et dérivations
Les tés et les croix divisent le flux et créent des branches. Les tés égaux ont des tailles de ligne et de robinet correspondantes, tandis que les tés réducteurs ont des ouvertures différentes. Les branches peuvent concentrer les contraintes, notamment celles liées aux cycles thermiques, aux vibrations, aux pulsations et aux charges externes. La conception doit vérifier le renforcement, l'épaisseur, le profil de soudure, les supports et l'inspection.
Un té réducteur n'est pas interchangeable avec un taraud fabriqué à partir d'une plaque ou d'un tube à moins que le code, le mode de fabrication, le soudage, le traitement thermique et l'inspection ne soient approuvés. La commande doit identifier chaque ouverture, les dimensions du centre à l’extrémité, le matériau, l’épaisseur et le certificat requis.
4. Réducteurs et transition de débit
Les réducteurs concentriques maintiennent les lignes médianes alignées et sont utilisés lorsqu'une transition symétrique est acceptable. Les réducteurs excentriques décalent les lignes centrales et peuvent être sélectionnés pour contrôler l'accumulation de liquide, l'aspiration de la pompe ou l'élévation du support de tuyaux. L'orientation du réducteur excentrique doit être indiquée car les installations côté plat vers le haut ou vers le bas ont des objectifs de drainage et d'élimination différents.
La sélection doit tenir compte du changement de vitesse, de la perte de pression, du risque de cavitation, du débit tampon, du drainage, de la ventilation, des supports et de l'accès au soudage. Le réducteur doit avoir les dimensions, l'épaisseur, la longueur, le matériau, le traitement thermique et les enregistrements CND corrects.
5. Bouchons et extrémités fermées
Les bouchons ferment les extrémités des tuyaux et peuvent être exposés à la pression interne, aux cycles thermiques, à la corrosion et aux charges externes. La géométrie, l'épaisseur, la longueur, la préparation des extrémités, le matériau et le parcours de formage doivent correspondre au système. Les bouchons formés peuvent nécessiter un traitement thermique contrôlé, une inspection dimensionnelle et une vérification de l'épaisseur dans les zones critiques.
Un capuchon utilisé comme limite de pression temporaire doit être traité comme un composant permanent sans approbation technique. Les documents doivent définir les essais hydrostatiques ou CND, le marquage, la tolérance d'épaisseur et la méthode de vérification de l'élément fermé.
6. Brides et joints boulonnés
Les brides relient les tuyaux aux équipements, aux vannes ou à d'autres brides à l'aide de boulons et d'un joint. La sélection comprend la taille nominale, la classe de pression, la face, l'alésage, la configuration des trous, le matériau, le type de joint et la température. ASME B16.5 couvre les classes de pression et de température, les matériaux, les dimensions, les tolérances, le marquage et les tests pour les tailles et types de brides relevant de son champ d'application.
Le matériau de la bride doit correspondre à la classe du tuyau et à son service. L'ASTM A105 est généralement utilisé pour les brides forgées en acier au carbone, tandis que l'ASTM A182 couvre les brides et raccords forgés ou laminés en alliage et en acier inoxydable spécifiés. La norme sur les brides complète la spécification des matériaux. Le MTC doit identifier la qualité et le numéro de coulée de la pièce forgée.
7. Matériaux pour accessoires pétroliers et gaziers
| Service ou famille | Référence commune | Contrôles clés |
|---|---|---|
| Raccords soudés bout à bout en carbone et en alliage | ASTM A234 WPB, WP11, WP22 | Composition, traitement thermique, dimensions, dureté, soudage et CND. |
| Accessoires basse température | ASTM A420 WPL6 et qualités spécifiées | Température d'impact, énergie absorbée, traitement thermique, dimensions et traçabilité. |
| Accessoires en acier inoxydable austénitique | ASTM A403 WP304L, WP316L | Nuance, traitement de la solution, environnement corrosif, propreté et qualité du soudage. |
| Brides en acier au carbone forgé | ASTMA105 | Parcours de forgeage, traitement thermique, dureté, classe de pression, dimensions et MTC. |
| Brides en alliage forgé ou en acier inoxydable | ASTMA182 | Nuance, fonderie forgée, traitement thermique, dureté, classe de pression et marquage. |
La compatibilité doit être évaluée avec le tuyau, la vanne, la bride, le joint, les boulons, le fluide, la pression, la température, le mécanisme de corrosion et la procédure de soudage. Une composition chimique similaire ne démontre pas la même ténacité, le même format, le même traitement thermique ou la même capacité de pression.
8. Soudage, traitement thermique et inspection
Les raccords soudés bout à bout sont assemblés au tuyau à l'aide de procédures qualifiées. Les WPS et PQR doivent couvrir les matériaux de base, l'épaisseur, la conception des joints, la position, les consommables, le préchauffage, la température entre les passes, l'apport de chaleur, le refroidissement, le PWHT le cas échéant, la dureté et l'examen. Les raccords Cr-Mo nécessitent un contrôle spécial car les points durs, les fissures dues à l'hydrogène, les contraintes résiduelles et les effets de revenu peuvent réduire la fiabilité.
L'inspection peut inclure un examen visuel, des dimensions, de la dureté, des essais hydrostatiques, des ultrasons, des radiographies, des particules magnétiques, des ressuages, des impacts et des PMI. La portée dépend de la norme, du matériau, de la taille, du service, du code et des spécifications du projet. PMI-XRF peut aider à identifier l’alliage, mais complète les enregistrements MTC, essais mécaniques, examen des soudures et traitements thermiques.
9. Liste de contrôle d'achat
Indiquer le type d'accessoire, la dimension nominale, les dérivations, l'angle, le rayon, la forme concentrique ou excentrique, la classe de pression et la norme dimensionnelle.
Indiquez la spécification et la qualité complètes ASTM ou ASME pour chaque composant.
Définir le parcours de fabrication, formage, traitement thermique et CND.
Pour les basses températures, indiquer la température d'impact, l'énergie absorbée, l'orientation de l'échantillon et la répétition.
Pour les raccords Cr-Mo, nécessiter WPS-PQR, préchauffage, température entre passes, PWHT, dureté et examen des soudures.
Pour les brides, définissez la face, l'alésage, le cercle de boulons, le joint, les boulons et la classe de pression et de température.
Demander un MTC lié au numéro de fonte et au marquage de chaque accessoire ou fonte.
Inspecter les dimensions, l’épaisseur, l’état de surface, le biseau, le marquage, le revêtement et les dommages à la réception.
Utilisez PMI uniquement comme vérification d’identité complémentaire.
Exiger une approbation technique écrite pour remplacer des qualités, des normes, des formats ou des classes de pression.
Questions fréquemment posées
Quels sont les accessoires les plus courants dans le secteur du pétrole et du gaz ?
Les raccords courants comprennent les coudes, les tés égaux et réducteurs, les croix, les réducteurs concentriques et excentriques, les capuchons, les brides et les raccords spéciaux. La sélection correcte dépend de la fonction, de la géométrie, du matériau, de la pression et de la température, ainsi que du code de tuyauterie.
Quelle est la différence entre un coude à rayon long et un coude à rayon court ?
La différence réside dans la géométrie et le rayon de la ligne médiane. Les coudes à rayon long offrent généralement une transition plus douce et moins de perte de pression, tandis que les coudes à rayon court peuvent être utilisés lorsque l'espace est limité.
Quand utiliser un réducteur excentrique ?
Il peut être sélectionné lorsque l'agencement doit contrôler le drainage, la ventilation, les conditions d'aspiration de la pompe ou l'élévation des tuyaux. L'orientation du côté plat doit être indiquée.
Quelle norme couvre les raccords soudés bout à bout fabriqués en usine ?
ASME B16.9 est couramment utilisée pour les raccords soudés bout à bout fabriqués en usine. Le matériau nécessite également sa propre spécification ASTM, telle que A234, A420 ou A403, avec la qualité et l'inspection appropriées.
La norme ASTM A234 WPB peut-elle être utilisée pour les raccords basse température ?
nécessite un examen technique et une approbation documentaire. ASTM A234 WPB est une qualité de raccords en acier au carbone pour des services spécifiés à température modérée et élevée. Les applications à basse température peuvent nécessiter ASTM A420 WPL6 ou une autre qualité avec des tests d'impact requis.
Le PMI-XRF peut-il remplacer le MTC de l'accessoire ?
Non. Le PMI-XRF est un contrôle complémentaire d’identification des surfaces d’alliage. Il ne démontre pas les propriétés mécaniques, la résistance aux chocs, le traitement thermique, les dimensions, l'intégrité de la soudure, les CND ou la conformité totale au MTC.
Que doit contenir un bon de commande d’accessoires ?
Il doit inclure le type, la taille, les ouvertures, l'angle, le rayon, l'orientation du réducteur, la norme et la qualité du matériau, les dimensions, la classe de pression, la préparation des extrémités, le traitement thermique, les CND, l'impact, le MTC, le marquage, l'emballage et la traçabilité.
