La sélection du joint métallique correct pour un assemblage à brides est une tâche qui affecte directement l'intégrité de l'assemblage, la sécurité et le coût de maintenance à long terme. Pour les acheteurs travaillant selon des normes internationales, le document de référence est l'ASME B16.20, qui définit les exigences dimensionnelles et de marquage pour les joints métalliques les plus couramment spécifiés. Ce guide explique ce que font l'ASME B16.20 et la norme de brides associée ASME B16.5, et ce que vous devez vérifier avant d'émettre un bon de commande.

Ce que couvre l'ASME B16.20

L'ASME B16.20, Joints métalliques pour brides de tuyauterie, est la norme ASME qui couvre les matériaux, les dimensions, les tolérances et les marquages pour les joints métalliques à anneau, les joints métalliques spiralés et les joints métalliques à enveloppe et matériau de remplissage. Chacune de ces familles a une géométrie et une plage d'application distinctes.

La norme stipule également que ces joints sont dimensionnellement adaptés à une utilisation avec les brides décrites dans trois normes de brides de référence : ASME B16.5, ASME B16.47 et API-6A. De plus, l'ASME B16.20 couvre spécifiquement les joints métalliques spiralés et les joints métalliques à enveloppe pour une utilisation avec des brides à face surélevée et à face plate. Les joints à anneau, en revanche, sont fabriqués pour des brides à rainure ayant une face de joint à anneau octogonale ou ovale.

Il est important de se rappeler que l'ASME B16.20 est une norme dimensionnelle et de matériaux ; elle ne vous dit pas en soi quel type de joint ou quel matériau est approprié pour un processus particulier. Elle ne définit pas les valeurs nominales de pression-température pour les joints. Au lieu de cela, elle garantit qu'un joint fabriqué selon cette norme correspond à l'enveloppe requise par la bride correspondante.

Comment l'ASME B16.5 définit la bride

L'ASME B16.5, Brides de tuyauterie et raccords à brides : NPS 1/2 à NPS 24, norme métrique/pouce, est le document compagnon qui définit la bride elle-même. Il couvre les valeurs nominales de pression-température, les matériaux, les dimensions, les tolérances, le marquage, les essais et les méthodes de désignation des ouvertures pour les brides de tuyauterie et les raccords à brides.

Les désignations de classe de brides couvertes par l'ASME B16.5 sont 150, 300, 400, 600, 900 et 1500 dans les tailles NPS 1/2 à NPS 24, plus la classe 2500 dans les tailles NPS 1/2 à NPS 12. Les exigences sont données en unités métriques et en unités usuelles des États-Unis, avec les diamètres des boulons et des trous de boulons exprimés en pouces. La norme traite également des raccords à brides pour les classes 150 et 300 dans les tailles NPS 1/2 à NPS 24, avec une couverture supplémentaire pour les classes supérieures dans une annexe non obligatoire.

L'ASME B16.5 est limitée aux brides et aux raccords à brides fabriqués à partir de matériaux moulés ou forgés, et aux brides pleines et à certaines brides de réduction fabriquées à partir de matériaux moulés, forgés ou en plaque. Il est important de noter que la B16.5 comprend également des exigences et des recommandations concernant le boulonnage des brides, les joints de brides et les assemblages à brides.

La conformité dimensionnelle des joints et la conformité dimensionnelle des brides sont des vérifications liées, mais elles sont régies par des normes distinctes. Un joint B16.20 est conçu pour s'adapter dimensionnellement à une bride B16.5, mais vous devez spécifier et vérifier les deux côtés de l'assemblage. L'utilisation d'un joint d'une norme avec une bride d'une autre peut provoquer des fuites ou une interférence mécanique.

La sélection est plus qu'une classe de pression

Une erreur courante consiste à sélectionner un joint en se basant uniquement sur la classe de pression de la bride, comme "Classe 300" ou "Classe 600". Cette approche est incomplète et peut être dangereuse. Vous devez également évaluer :

Type de face de bride — face surélevée (RF), face plate (FF) ou à anneau (RTJ).
Fluide de service — le fluide de procédé peut affecter la compatibilité du matériau du joint.
Température — les températures de fonctionnement et de conception probables déterminent la sélection du matériau.
Matériau du joint — la nuance de métal et, pour les types spiralés, le matériau de remplissage.
Charge de boulon — la contrainte d'assise du joint et la précharge de boulon disponible.
Spécification du projet — de nombreux projets EPC imposent des exigences supplémentaires au-delà de la norme de base.

L'ASME B16.20 vous donne l'enveloppe dimensionnelle, mais elle ne classe pas les matériaux ni n'attribue une pression nominale à un type de joint particulier. La sélection correcte est effectuée par le concepteur de tuyauterie ou l'ingénieur qui a une connaissance complète des conditions de service.

Vérifications d'approvisionnement et intrants de demande de devis

Lorsque vous émettez une demande de renseignements ou une demande de devis, incluez les données suivantes pour éviter toute ambiguïté :

Norme et édition de la bride, par exemple ASME B16.5.
Taille de la bride et classe de pression.
Type de face de bride et, pour RTJ, le numéro de rainure de l'anneau.
Type de joint : à anneau, spiralé ou à enveloppe métallique.
Matériau du joint et spécification du remplissage, le cas échéant.
Quantité et toute exigence de marquage spécifique au projet.

Avant de passer une commande, vérifiez que le fournisseur propose un joint fabriqué selon l'ASME B16.20 et dimensionnellement compatible avec la norme de bride spécifiée. Si la bride est ASME B16.47 ou API-6A, confirmez que le joint est également destiné à cette norme, car les dimensions diffèrent de la B16.5.

Demandez au fournisseur si le joint sera fourni avec un certificat d'essai des matériaux ou un certificat de conformité. L'ASME B16.20 traite du marquage, mais la conformité des matériaux est généralement démontrée par d'autres spécifications de matériaux ASTM ou ASME. Si l'usine fournisseur ne peut pas fournir une documentation traçable des matériaux, vous devrez peut-être exiger une inspection par un tiers.

Points d'inspection et de documentation

Votre plan d'inspection devrait inclure :

Vérification dimensionnelle — vérifier le diamètre extérieur, le diamètre intérieur, l'épaisseur du joint et le profil de l'anneau par rapport aux tableaux de l'ASME B16.20.
Marquage — chaque joint doit porter l'identification du fabricant et la désignation de la norme, comme l'exige la norme.
État de surface — aucune coupure, rayure, bavure ou délaminage qui pourrait nuire à l'étanchéité.
Certification des matériaux — examiner le certificat d'essai de l'usine ou le certificat de matériaux par rapport à votre bon de commande.

Si vous travaillez avec une agence d'inspection indépendante, assurez-vous que l'inspecteur dispose d'une copie de l'édition actuelle de l'ASME B16.20 et de la norme de bride correspondante. L'inspection dimensionnelle doit être effectuée avec des instruments calibrés et un critère de réussite/échec clair.

Risques courants à gérer

Plusieurs problèmes récurrents apparaissent lors de l'approvisionnement et de l'installation sur site :

Mélange de normes — utiliser un joint fabriqué selon la B16.20 avec une bride fabriquée selon une norme non-ASME, sans vérifier les dimensions.
Mauvaise face — commander un joint spiralé pour une bride à face plate sans confirmer que le joint est adapté à cette face.
Non-concordance de la rainure RTJ — les joints à anneau nécessitent des dimensions de rainure précises ; un joint d'une norme de bride peut ne pas s'adapter à une rainure d'une autre.
Ignorer la charge de boulon — le joint peut être dimensionnellement correct mais incapable de s'assise sous le couple de boulonnage réel.
Spécifications de projet non vérifiées — un acheteur peut se rabattre sur un joint standard alors que la spécification du projet exige des essais supplémentaires ou des contraintes de matériaux.

Ces risques sont mieux gérés en rédigeant une spécification claire et en la examinant avec le fabricant de joints avant la production.

Vérification finale

L'ASME B16.20 définit le joint ; l'ASME B16.5 définit la bride. Les deux normes doivent être consultées ensemble pour obtenir un assemblage dimensionnellement compatible. Au-delà de cela, vous devez appliquer un jugement d'ingénierie pour les conditions de service, la sélection des matériaux et l'installation.

Pour consulter les produits de tuyauterie que nous fabriquons et les normes auxquelles nous travaillons, visitez notre catalogue de produits. Si vous préparez une demande de renseignements pour des joints ou des assemblages à brides, envoyez-nous les détails pertinents via notre page de demande de renseignements afin que nous puissions confirmer la conformité avant que vous ne vous engagiez dans un bon de commande.

Un processus de sélection discipliné fera gagner du temps, réduira les fuites et évitera des reprises coûteuses.

Sources

https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b16-20-metallic-gaskets-pipe-flanges
https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b16-5-pipe-flanges-flanged-fittings-nps-1-2-nps-24-metric-inch-standard