Coude marin en aluminium pour systèmes d'approvisionnement en eau d'urgence sur les navires

Un petit montage avec un travail critique

Lors d'une urgence à bord, l'eau doit atteindre le point requis sans délai. Les pompes, les vannes et les bouches d'incendie reçoivent la plus grande attention, mais le coude du tuyau détermine souvent si une conduite d'eau peut traverser une cloison bondée, un local de machines ou un passage sur le pont sans restriction excessive. Un coude marin en aluminium est donc plus qu'un raccord directionnel. Il s'agit d'un raccordement léger conçu pour maintenir un système d'approvisionnement en eau d'urgence continu, accessible et résistant à l'atmosphère marine.

La tuyauterie d'eau d'urgence peut prendre en charge les conduites de lavage, la distribution d'eau douce de secours, les dispositifs d'appui-feu, les stations de contrôle des dommages ou les circuits de service auxiliaires. Le droit exact doit être confirmé par les exigences de conception et de classe du navire. Les coudes en aluminium sont particulièrement intéressants là où la réduction de poids est importante, comme les engins à grande vitesse, les patrouilleurs, les bateaux de travail, les navires de soutien offshore et les navires à coque en aluminium.

Pourquoi la géométrie des coudes est importante dans les lignes d'urgence

Un coude crée un changement contrôlé de la direction du flux. Dans un système censé fonctionner sous pression, un coude mal choisi peut créer des turbulences, une perte de pression locale, des vibrations et des contraintes au niveau du joint. Un coude à 90 degrés à long rayon offre généralement un écoulement plus fluide qu'une alternative à court rayon car son rayon central est plus grand. Cela peut être bénéfique lorsque la capacité de la pompe est limitée ou lorsque plusieurs changements de direction se produisent sur un même itinéraire.

Les configurations courantes comprennent les coudes à 45 degrés, les coudes à 90 degrés, les coudes à long rayon, les coudes à court rayon, les coudes réducteurs, les coudes filetés, les coudes à souder par emboîtement, les coudes à souder bout à bout et les coudes à bride. Le style de raccord doit correspondre à la pression nominale de la conduite, à l'accès pour la maintenance, à la méthode d'assemblage et au matériau du tuyau.

Pour les circuits d'eau d'urgence, un coude à 90 degrés est fréquemment utilisé au niveau des colonnes montantes, des embranchements de collecteurs, des pénétrations de pont et des points d'acheminement de la salle des pompes. Un Coude de tuyau en aluminium marin à 90 degrés 6061-T6 peut fournir un équilibre pratique entre résistance mécanique, faible poids et polyvalence de fabrication lorsque l'environnement de service et les conditions d'approbation sont appropriés.

Paramètres techniques typiques

Les coudes marins en aluminium peuvent être fabriqués pour s'adapter aux dimensions de tubes standard ou aux dessins de tuyauterie spécifiques au projet. Les dimensions réelles et la capacité de pression doivent être vérifiées à partir des exigences du certificat de matériau, de l'épaisseur de la paroi, de la conception des assemblages et de la classification du récipient.

L'épaisseur de la paroi ne doit jamais être sélectionnée uniquement en fonction du diamètre. Les concepteurs doivent tenir compte de la pression de service, de la pression transitoire, de la tolérance à la corrosion, de l'espacement des supports, des vibrations, des mouvements thermiques et des éventuels impacts externes. Les lignes d’urgence doivent rester fiables après des années d’air chargé de sel, de vibrations des machines et d’activités de maintenance de routine.

Sélection de l'alliage et état de trempe

Le 6061-T6 est un choix populaire pour les raccords marins car il offre une bonne résistance, usinabilité et résistance à la corrosion dans de nombreuses applications marines. Il est couramment utilisé pour les coudes connectés à des canalisations en aluminium ou à des conduites de service adjacentes à la structure. Cependant, le soudage 6061-T6 modifie la zone affectée thermiquement et réduit sa résistance à proximité de la soudure. Les calculs techniques doivent utiliser les propriétés de la zone de soudure plutôt que les valeurs T6 du métal de base lorsque des coudes soudés ou des joints de tuyaux soudés sont impliqués.

Les références 5083 et 5086 sont souvent préférées lorsque la résistance à la corrosion par l'eau de mer et la soudabilité sont les principales préoccupations. Ces alliages de la série 5xxx ne peuvent pas être traités thermiquement et sont généralement fournis dans les conditions H111 ou H112. Ils peuvent être parfaitement adaptés aux systèmes de tuyauterie liés à l'eau de mer, sous réserve du programme de matériaux approuvé du navire.

Le 6063-T5 ou 6063-T6 est généralement sélectionné pour les formes extrudées nécessitant une finition soignée et une résistance modérée. Le 6082-T6 offre une résistance supérieure à celle du 6061 dans de nombreuses applications, bien que sa disponibilité et son mode de fabrication doivent être confirmés pour la conception spécifique du coude.

Pour un système d’eau d’urgence, la sélection de l’alliage doit commencer par le fluide lui-même. L'eau douce, l'eau traitée, l'eau de mer, l'eau saumâtre et les conditions de service mixtes créent différents risques de corrosion. L'aluminium doit également être isolé des métaux différents où une corrosion galvanique peut se produire. Des joints diélectriques, des fixations compatibles, des revêtements protecteurs et des détails de drainage appropriés aident à préserver le raccord tout au long de sa durée de vie.

Propriétés chimiques de l'aluminium marin 6061

Le tableau suivant donne les limites de composition chimique typiques pour l'alliage d'aluminium 6061. Les valeurs sont exprimées en pourcentage de poids. La certification des matériaux reste le document de contrôle pour chaque lot fourni.

Le magnésium et le silicium forment du siliciure de magnésium, permettant au 6061 de répondre au traitement thermique en solution et au vieillissement artificiel. C’est la base de la condition T6. La résistance qui en résulte est utile pour les raccords compacts, mais les équipes d'installation doivent comprendre qu'un formage à froid agressif ou un soudage non qualifié peuvent altérer l'état de trempe d'origine.

Normes applicables et attentes en matière de qualité

Les coudes marins en aluminium peuvent être produits conformément aux exigences ASTM, EN, ISO, ASME et de classe navire. La norme applicable dépend du fait que l'article soit traité comme un tube extrudé, un tube étiré, un raccord fabriqué, un composant de tuyauterie soudé ou une pièce marine sur mesure.

Les normes de matériaux fréquemment référencées incluent ASTM B241 ou ASTM B241M pour les tuyaux et tubes en aluminium extrudé sans soudure, ASTM B210 pour les tubes en aluminium étirés sans soudure, EN 755 pour les produits en aluminium extrudé et EN 515 pour les désignations de trempe. Les références dimensionnelles pour les coudes peuvent suivre les principes ASME B16.9 le cas échéant, bien que de nombreux coudes marins en aluminium soient fabriqués selon des dessins de projet plutôt que selon des programmes de montage standard en acier au carbone.

Pour l'installation à bord, les exigences d'ABS, DNV, Lloyd's Register, Bureau Veritas, CCS ou d'une autre société de classification désignée peuvent s'appliquer. Les systèmes d'urgence peuvent également être régis par les réglementations de l'État du pavillon et les règles liées à SOLAS. La traçabilité des matériaux, les procédures de soudage, les tests de pression et les enregistrements d'inspection doivent être planifiés avant l'installation plutôt que collectés une fois les travaux de tuyauterie terminés.

Détails d'installation qui protègent la préparation aux situations d'urgence

Un coude marin en aluminium fonctionne mieux lorsque l'ensemble du tracé de la tuyauterie est traité comme un seul système. Les supports de tuyaux doivent empêcher tout mouvement sans être serrés de manière si serrée que la dilatation thermique provoque un écrasement local. Les coudes à proximité des pompes nécessitent une attention particulière car les vibrations peuvent concentrer les contraintes au niveau du premier coude après un raccordement de refoulement.

Utilisez un tuyau en aluminium compatible ou des joints de transition vérifiés lors de l'assemblage à un autre métal. Le contact direct entre l’aluminium et les alliages à base de cuivre est particulièrement indésirable dans des conditions marines humides. Si des brides, des vannes ou des supports en acier inoxydable sont nécessaires, des matériaux isolants et un drainage contrôlé doivent faire partie du plan d'installation.

Les équipages maritimes bénéficient également du choix de raccords permettant une inspection rapide. Une identification claire, des boulons de bride accessibles, des soudures visibles et des points de vidange pratiques facilitent la vérification de l'état du système pendant les périodes de maintenance. Haute qualité Tubes en aluminium de qualité marine associé à des coudes correctement dimensionnés, il permet de créer un réseau d'eau d'urgence plus léger et plus gérable sans sacrifier la pratique d'ingénierie disciplinée.

Un raccord choisi pour le moment où il est le plus nécessaire

Les conduites d'alimentation en eau d'urgence sont rarement remarquées pendant une navigation normale. Sa valeur apparaît lorsque l’accès est difficile, que le temps presse et qu’un flux fiable est essentiel. Un coude en aluminium marin correctement spécifié soutient cette préparation en réduisant le poids du routage, en maintenant un virage fiable dans la ligne et en résistant aux conditions exigeantes trouvées à bord. Le meilleur résultat vient de l’adéquation de l’alliage, de l’état, de la géométrie, de la méthode d’assemblage et des exigences de certification aux exigences de service réelles du navire.