The effect of bolt spacing on the tightness behavior of bolted flange joints
Les assemblages à brides boulonnées munis de joints d’étanchéité sont les systèmes de raccordement les plus répandus entre les différents éléments des réservoirs sous pression. Ils sont largement utilisés dans l'industrie chimique, pétrochimique et nucléaire. Ce sont des structures simples e...
Main Author: | |
---|---|
Format: | Others |
Published: |
École de technologie supérieure
2012
|
Online Access: | http://espace.etsmtl.ca/964/1/DO_Tan_Dan.pdf http://espace.etsmtl.ca/964/2/DO_Tan_Dan%2Dweb.pdf |
Summary: | Les assemblages à brides boulonnées munis de joints d’étanchéité sont les systèmes de
raccordement les plus répandus entre les différents éléments des réservoirs sous pression. Ils
sont largement utilisés dans l'industrie chimique, pétrochimique et nucléaire. Ce sont des
structures simples et des assemblages démontables. Ce qui les rend plus attractifs pour
connecter des équipements sous pression et la tuyauterie. En plus des risques de fuite, ils ont
besoin de maintenance en cours de fonctionnement au cas où les boulons doivent être
resserrés ou dévissés pour être remplacés. Bien que les arrêts de fonctionnement coûteux
soient à éviter, l’entretien en fonctionnement expose l'opérateur à un risque potentiel, car le
desserrement d’un boulon peut produire un déséquilibre de la contrainte de compression sur
le joint d’étanchéité entraînant un contact local du joint d’étanchéité en dessous d’une
certaine valeur critique, provoquant une fuite majeure et de ce fait pouvant mettre en péril la
vie de l'opérateur.
Cette proposition aborde la question de la variation de la déflexion du rebord de la bride afin
d'enquêter sur le déséquilibre de la contrainte de compression dans le joint lorsque les
boulons sont soumis à une modification de charge en fonctionnement. Cette étude peut être
utilisée pour aider à limiter l'augmentation de la charge de serrage ou le nombre maximum de
boulons qui doivent être remplacés en même temps et identifier les boulons qui ne peuvent
pas être remplacés en service.
L'objectif de cette étude est de développer une approche théorique pour identifier et analyser
les effets de la charge précontrainte et de la pression sur les assemblages à brides boulonnées
afin d’obtenir l'espacement optimal entre les boulons en fonction de la variation de la
contrainte de compression sur le joint d’étanchéité. Notre recherche comprend trois parties.
La première partie qui est une méthode analytique basée sur la théorie de la poutre circulaire
reposant sur une fondation élastique linéaire, sera développée pour prédire la distribution
circonférentielle de la contrainte de compression sur le joint d’étanchéité. Des modèles
éléments finis de brides boulonnées symétriques seront créés pour valider cette analyse. Une
comparaison des résultats d'études antérieures est nécessaire pour valider la solution
analytique linéaire. Ensuite, la deuxième étape de cette recherche consiste en une approche
qui a été construite à partir de la théorie de l'anneau sur le comportement d’une fondation non
linéaire élastique, permettant d’obtenir des résultats plus précis. La solution non-linéaire doit
être validée avec une analyse par la méthode des éléments finis. Dans la troisième partie, un
modèle de régression linéaire pour des brides boulonnées sera proposé pour une procédure de
calcul d’espacement de boulons. Ce travail aidera les services techniques sur la conception,
la maintenance et l'exploitation des réservoirs sous pression et systèmes de tuyauterie. |
---|