Les joints de dilatation peuvent être classés en trois catégories principales en fonction de leur structure de base et de leur principe de compensation : les joints de dilatation en caoutchouc, les compensateurs ondulés et les joints de dilatation de type manchon-. Leur conception structurelle s'articule autour de « l'absorption de la déformation des pipelines, la garantie de performances d'étanchéité et l'adaptation aux conditions d'exploitation ». Les caractéristiques spécifiques et les différences techniques sont les suivantes :
Joints de dilatation en caoutchouc (type à compensation flexible)
1. Composition structurelle de base
- Corps principal : composé d'une ou plusieurs couches de sphères en caoutchouc (caoutchouc naturel, caoutchouc nitrile, caoutchouc fluoré, etc.). Les sphères sont renforcées par une couche de tissu (tissu en nylon ou polyester) pour améliorer la résistance à la pression et à la déformation.
- Extrémités de connexion : équipées de brides métalliques (acier au carbone ou acier inoxydable) aux deux extrémités. Les brides et les sphères en caoutchouc sont intégralement formées grâce à un processus de vulcanisation pour garantir une connexion étanche.
- Structure auxiliaire : certains produits à haute-pression ont un squelette métallique intégré-(tel qu'un treillis métallique ou un revêtement métallique) pour empêcher une expansion excessive de la sphère sous haute pression ; les produits destinés à des conditions de fonctionnement spéciales (tels que les types résistants à la pression négative) sont équipés d'un anneau anti-pression négative pour empêcher l'effondrement de la sphère.
2. Caractéristiques structurelles
- Conception flexible : la sphère en caoutchouc possède une excellente capacité de déformation élastique, absorbant simultanément l'expansion et la contraction axiales (5-50 mm), le déplacement latéral (inférieur ou égal à 15 mm) et la déviation angulaire (inférieure ou égale à 10 degrés), s'adaptant aux scénarios de déformation multidimensionnelle ;
- Structure compacte : petite taille et poids léger, installation pratique via une connexion à bride, ne nécessitant pas de grand espace d'installation ;
- Réduction des vibrations et du bruit : les propriétés élastiques du caoutchouc peuvent amortir les vibrations des canalisations (telles que les canalisations de sortie de pompe), réduisant ainsi la transmission du bruit, adaptées aux conditions de vibrations sévères ;
- Principe d'étanchéité : l'étanchéité est obtenue grâce à un ajustement serré entre la sphère en caoutchouc et la bride du pipeline, fixé avec des boulons. Les performances d’étanchéité sont considérablement affectées par la résistance à la température et à la corrosion du matériau en caoutchouc.
Joints de dilatation ondulés (type à compensation élastique métallique)
1. Composants structurels de base
- Corps principal : construit à partir de tuyaux ondulés en acier inoxydable (combinaison simple ou multi-ondes). Les tuyaux ondulés sont fabriqués en acier inoxydable-à paroi mince (304, 316L ou alliage haute-température) par emboutissage. La compensation est obtenue grâce à la déformation élastique de la structure ondulée.
- Tuyaux d'extrémité/brides : les tuyaux d'extrémité ou les brides sont soudés aux deux extrémités des tuyaux ondulés pour la connexion au pipeline. La conception du tuyau d'extrémité doit garantir la résistance du soudage et les performances d'étanchéité.
- Structures auxiliaires :
- Type axial : équipé de manchons de guidage (pour empêcher le déplacement du tuyau ondulé) et de tiges de limitation (pour limiter le montant de compensation maximal et éviter les dommages dus au dépassement de la plage).
- Type universel/à charnière : ajout d'anneaux universels et de structures de charnière, permettant un déplacement latéral ou une déviation angulaire, adaptés aux coudes de pipeline.
-Type à haute-température :-couche d'isolation thermique intégrée pour réduire l'impact direct des fluides à haute-température sur le tuyau ondulé.
-Type résistant à l'usure- : revêtement céramique ou résistant à l'usure-, adapté aux supports poussiéreux et particulaires.
2. Caractéristiques structurelles
- Compensation élastique : la structure ondulée du soufflet possède une excellente capacité de récupération élastique, avec une compensation axiale allant de 5-300 mm (plusieurs ondulations combinées), adaptée aux conditions de température moyenne-haute et de pression moyenne-haute ;
- Adaptabilité multi-dimensionnelle : grâce à la conception structurelle, une compensation multi-directionnelle, y compris la déviation axiale, latérale et angulaire, peut être obtenue pour répondre aux besoins de déformation complexe des pipelines ;
- Haute résistance aux intempéries : les matériaux métalliques (acier inoxydable, alliages à haute température-) résistent aux températures élevées (inférieures ou égales à 600 degrés) et ont une forte résistance à la corrosion, ce qui les rend adaptés aux conditions de travail difficiles ;
- Étanchéité fiable : les raccords soudés offrent des performances d'étanchéité supérieures à celles des raccords à bride, adaptés aux milieux gazeux, inflammables et explosifs, évitant ainsi les risques de fuite ;
- Support requis : lors d'une utilisation dans des pipelines-longues distances, des supports fixes et des supports de guidage sont nécessaires pour empêcher le soufflet de supporter le poids du pipeline ou des charges supplémentaires.
Joint de dilatation de type à manchon- (type à compensation coulissante)
1. Composants structurels de base
- Corps principal : se compose d'un manchon extérieur (en acier au carbone ou en acier inoxydable) et d'un manchon intérieur (relié au pipeline, permettant le coulissement à l'intérieur du manchon), formant une cavité d'expansion ;
- Structure d'étanchéité : utilise un joint d'étanchéité (graphite, garniture en PTFE) ou un joint mécanique, avec un presse-étoupe (fixé par des boulons) pour garantir les performances d'étanchéité pendant le glissement ;
- Structure auxiliaire :
- Dispositif de limitation : limite la course de glissement maximale du manchon intérieur, l'empêchant de se détacher du manchon extérieur ;
- Structure de guidage : comporte un anneau de guidage interne pour assurer un glissement en douceur du manchon intérieur et éviter le coincement ;
- Revêtement anti-corrosion : Les parois intérieures et extérieures sont recouvertes d'un revêtement anti-corrosion (comme une résine époxy), adapté aux environnements enterrés ou corrosifs.
2. Caractéristiques structurelles
- Grande capacité de compensation : la structure coulissante des manchons intérieurs et extérieurs permet une compensation de dilatation et de contraction axiale de 100-500 mm, adaptée aux pipelines longue distance et aux conditions présentant de grandes différences de température ;
- Capacité portante haute pression : la structure du manchon métallique a une résistance élevée, avec une pression nominale de PN4,0 MPa ou plus, adaptée aux canalisations haute-pression ;
- Structure simple et longue durée de vie : faible perte par frottement par glissement, garniture d'étanchéité remplaçable, entretien pratique et durée de vie généralement de 8 à 15 ans ;
- Compensation axiale uniquement : absorbe principalement l'expansion et la contraction axiales, incapable de résister au déplacement latéral ou à la déviation angulaire, nécessitant un dispositif de compensation latérale distinct dans le système de pipeline ;
- Espace requis pour l'installation : nécessite un espace axial réservé pour que le manchon intérieur puisse glisser, ce qui ne convient pas aux environnements d'installation étroits ;
- L'étanchéité dépend du matériau d'emballage : les performances d'étanchéité sont affectées par le matériau d'emballage et la force de serrage. Les particules fines usent facilement la garniture et nécessitent un entretien régulier.
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