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Ce que signifie réellement une classe de pression

L'ASME B16.5, « Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard », définit les brides par classe de pression et non par une pression fixe en bar ou en psi. Les sept classes sont 150, 300, 400, 600, 900, 1500 et 2500. Le numéro de classe est une désignation sans dimension. La pression qu'une bride peut réellement supporter dépend de deux autres facteurs : le groupe de matériau et la température de service.

Une bride de classe 300 ne signifie donc pas 300 psi. Il s'agit d'une bride dont la pression admissible à une température donnée se lit dans les tableaux de caractéristiques de la norme.

Pourquoi les caractéristiques diminuent quand la température augmente

L'acier perd de sa résistance à température élevée ; la pression de service admissible diminue donc lorsque la température augmente. Chaque groupe de matériaux de l'ASME B16.5 possède son propre tableau pression-température. Les tableaux donnent la pression manométrique maximale admissible à des températures échelonnées et s'appliquent à la bride, à la boulonnerie et au joint en tant qu'assemblage.

Deux points sont souvent négligés :

• La valeur la plus élevée d'un tableau s'applique à une basse température de référence, et non à la température de calcul réelle.
• Les valeurs entre les températures indiquées ne peuvent être interpolées que dans la mesure permise par la norme. Vérifiez le libellé dans l'article concerné.

Groupes de matériaux

L'ASME B16.5 classe les matériaux couverts en groupes (le tableau 1A de la norme énumère les matériaux et attribue à chacun un numéro de groupe). Exemples de matériaux forgés couramment affectés à des groupes :

Il ne faut pas supposer que deux matériaux aux noms voisins ont les mêmes caractéristiques. Une bride en acier au carbone et une bride en acier inoxydable de même classe ont des pressions admissibles différentes à la même température. Certaines nuances inoxydables ont aussi des caractéristiques distinctes selon la teneur en carbone ou l'état de traitement thermique. Il faut toujours trouver d'abord le numéro de groupe, puis le tableau.

Choix d'une classe

La démarche est simple :

• Établir la pression de calcul et la température de calcul, y compris les conditions accidentelles.
• Identifier le matériau de la bride et son groupe selon l'ASME B16.5.
• Lire le tableau de ce groupe et trouver la classe la plus basse dont la pression admissible à la température de calcul est égale ou supérieure à la pression de calcul.

La classe 150 est la classe la plus basse. À température plus élevée, sa capacité chute nettement ; elle n'est donc pas interchangeable avec une classe choisie uniquement d'après la pression. Les classes 900, 1500 et 2500 sont utilisées pour les services sévères, et la norme comporte pour ces classes des règles particulières sur les dimensions et sur l'emploi des grandes tailles. Notez que la classe 2500 n'est couverte par la norme que pour une plage de tailles limitée ; confirmez les limites de taille dans l'édition applicable.

Autres éléments influençant les caractéristiques

• Face d'étanchéité : les faces à emboîtement, plates et à joint annulaire (RTJ) obéissent à des règles dimensionnelles différentes, notamment pour la hauteur de la portée en classes 150 et 300 par rapport aux classes supérieures.
• Type de bride : les brides à collerette à souder, à souder à plat, à emboîture à souder, filetées, à collerette tournante (lap joint) et pleines sont toutes classées par classe, mais chaque type a ses propres limites de taille et d'emploi.
• Boulonnerie et joints : les caractéristiques supposent un choix approprié de boulonnerie et de joint. Les dimensions des joints relèvent de l'ASME B16.20 (métalliques) et de l'ASME B16.21 (non métalliques).
• Paroi du tube : une bride à collerette à souder doit être alésée pour correspondre à l'épaisseur de série (schedule) ou à l'épaisseur de paroi du tube selon l'ASME B36.10M ou l'ASME B36.19M.
• Tailles supérieures : les brides au-delà de NPS 24 relèvent de l'ASME B16.47 (séries A et B), et non de la B16.5.

Comparaison avec d'autres systèmes

L'EN 1092-1 utilise des désignations PN et ses propres groupes de matériaux, avec des caractéristiques données dans les tableaux de l'EN 1092-1. Les brides DIN (prédécesseurs nationaux de la série EN) et les brides GOST 33259 suivent également une logique PN. L'AS 4087 s'applique en Australie. PN et classe ne sont pas directement équivalents : les brides de classe 150 et PN 20 ou PN 16 peuvent partager certains perçages de boulons à certaines tailles, mais elles ne doivent pas être considérées comme interchangeables sans vérification des dimensions et des caractéristiques dans chaque norme.

Liste de contrôle de l'acheteur

• Indiquer la norme et l'édition, par exemple ASME B16.5 avec l'année.
• Donner la classe, la taille (NPS), le type et la face d'étanchéité.
• Spécifier le matériau selon la désignation ASTM exacte, y compris la nuance et toute exigence complémentaire telle que les essais de résilience.
• Fournir la pression et la température de calcul, et les vérifier avec le tableau du groupe correct.
• Indiquer la série (schedule) du tube pour l'alésage des brides à collerette à souder.
• Définir les exigences relatives au joint, à la boulonnerie et à l'état de surface de la face.
• Demander le type de document de contrôle de la matière, tel que EN 10204 3.1, ainsi que les exigences de marquage éventuelles.
• Confirmer les limites de taille pour la classe et utiliser l'ASME B16.47 pour les NPS supérieurs à 24.