Raccord ou soudure : un levier significatif d'amélioration du procédé

Du pipping au tubing : changer de logique de conception

La soudure est une technologie largement utilisée dans l’industrie pour réaliser des connexions permanentes. Selon les applications, une ligne soudée implique également différentes opérations liées à sa réalisation et à son contrôle.

La question n’est donc pas de choisir systématiquement entre soudure et raccord mécanique, mais de déterminer quelle technologie est la plus adaptée à l’application et à son cycle de vie.
Passer d’une ligne en piping soudé à une ligne en tubing ne consiste pas simplement à remplacer un type de connexion par un autre. C’est la conception même de la ligne qui peut évoluer.

Avec du tubing, le tube peut notamment être cintré pour suivre le cheminement de la ligne. Associé à des raccords double bague aux points de connexion nécessaires, il permet ainsi de repenser le nombre de composants, de connexions et d’opérations nécessaires à la réalisation de l’ensemble.
C’est cette combinaison tube + cintrage + raccord mécanique qui constitue le véritable changement de logique.

On ne change pas seulement de connexion. On change de logique d’assemblage.

Cintrer plutôt qu’assembler lorsque l’application le permet

Le passage au tubing ouvre une autre possibilité de conception : cintrer le tube pour réaliser certains changements de direction plutôt que multiplier les composants et les connexions.
Lorsqu’un changement de direction peut être obtenu directement par cintrage, certains raccordements intermédiaires peuvent ainsi être évités. La ligne comporte alors moins de composants et moins de connexions.

L’exemple en photo illustre concrètement cette logique : dans cette configuration, la conception cintrée permettrait de supprimer 7 points de fuite potentiels et de réduire le poids de l’assemblage de 80 %. 
Mais l’intérêt ne se limite pas au nombre de composants. Chaque connexion supprimée représente également une opération d’assemblage qui n’a plus à être réalisée.

À l’échelle d’une installation comprenant de nombreuses lignes, cette approche peut donc modifier plus largement la manière de concevoir et de réaliser le système.
Plutôt que d’assembler une succession d’éléments pour créer le cheminement de la ligne, le cintrage permet, lorsque l’application l’autorise, de créer directement une partie de ce cheminement avec le tube. 

Aux points de connexion : le raccord double bague

Cintrer le tube permet de limiter certaines connexions. Mais là où une connexion reste nécessaire, le raccord double bague introduit une autre différence importante par rapport à une liaison soudée : la connexion est mécanique et démontable.
Le raccord Swagelok est composé d’un corps, d’une bague avant, d’une bague arrière et d’un écrou. Il se monte mécaniquement sur le tube selon une procédure définie.

Une connexion démontable, sans concession sur la fiabilité
Contrairement à une liaison soudée permanente, le raccord peut être démonté et remonté à plusieurs reprises, conformément aux instructions applicables. Il peut ainsi être remonté de nombreuses  fois tout en conservant ses performances d’étanchéité.
Cette caractéristique prend tout son sens lors du remplacement d’un équipement ou lorsqu’une intervention est nécessaire sur le système.

Une installation standardisée et reproductible
Le montage du raccord repose sur une procédure définie : insertion du tube, serrage manuel puis serrage prescrit. Le montage peut ensuite être contrôlé.
Cette reproductibilité constitue un enjeu important lorsque la même technologie doit être déployée sur de nombreuses connexions ou différents sites. 

Une étanchéité maîtrisée
Dans un raccord double bague Swagelok, la bague avant crée des zones de contact concentrées sur le tube et sur la partie biseautée du corps afin de former le joint.

Une conception adaptée aux environnements soumis aux vibrations
La conception de la bague arrière et de la zone de sertissage limite la concentration des contraintes au niveau de la surface d’accroche afin que le tube résiste mieux aux effets du cintrage, des contraintes de flexion et des vibrations.

Ce que cela change à l’échelle d’une installation
Pris individuellement, passer d’une connexion soudée à une connexion mécanique ou supprimer un raccordement grâce au cintrage peut sembler représenter une évolution limitée.

Mais lorsque les connexions se comptent par centaines ou par milliers, chaque opération évitée ou simplifiée peut prendre une autre dimension.

La réflexion ne porte alors plus uniquement sur le coût d'un raccord ou d'une soudure.

Elle englobe l’ensemble du processus :

C’est en considérant l’ensemble de ce processus que le choix de la technologie d’assemblage prend tout son sens.

Et c’est précisément ce qu’illustre un projet industriel accompagné par Swagelok Lyon.

Quand le changement de procédé devient mesurable : l’exemple d’un projet nucléaire

Dans le cadre du développement de nouvelles capacités de production nucléaire en France, un acteur industriel majeur du secteur cherchait à revoir la conception de ses lignes d’instrumentation.
Historiquement, ces lignes étaient réalisées en piping soudé.

Une turbine représente environ 2 000 connexions, avec des conditions de service pouvant atteindre 2 300 psi et 500 °F. L’objectif du client était d’identifier des possibilités significatives de réduction des coûts liés à la fabrication et à l’installation, tout en préservant ses exigences de sécurité, de fonctionnement et de qualité.

Les coûts associés au soudage, aux contrôles, aux qualifications et au temps nécessaire aux opérations faisaient notamment partie des enjeux identifiés.

Jusqu’à 83 % de temps d’installation et d’inspection en moins

Dans les données utilisées pour ce projet, le passage du piping soudé aux raccords pour tubes faisait ressortir une réduction pouvant atteindre 83 % du temps consacré à l’installation et à l’inspection. 
À l’échelle du projet, l’impact potentiel devient particulièrement significatif.

Sur la base d’environ 2 000 soudures converties et des coûts d’installation français retenus dans l’étude, les économies potentielles ont été estimées à environ 1,2 million d’euros par réacteur.
Il s’agit d’une estimation propre aux hypothèses et à la configuration de ce projet, et non d’un gain générique applicable à toutes les installations. 

Au-delà du chiffre, cet exemple montre surtout l’effet que peut produire un changement de procédé lorsqu’il est appliqué à grande échelle.

Les 4 arguments Swagelok Lyon qui ont fait basculer le choix technologique

Une réflexion qui ne s’arrête pas au nucléaire

Le secteur nucléaire constitue ici un exemple particulièrement parlant par son niveau d’exigence et le nombre de connexions concernées.

Mais la réflexion peut aller plus loin.
Dans de nombreux environnements industriels (chimie, pétrochimie, hydrogène ...), certaines lignes de petit diamètre ont été historiquement conçues selon des procédés devenus des standards au fil du temps.

Revenir sur ces choix de conception peut faire émerger de nouvelles possibilités.

Lorsque les caractéristiques de l’application le permettent, passer du piping au tubing peut conduire à envisager différemment :

• le cheminement de la ligne ;

• le nombre de composants et de connexions ;

• son installation ;

• son contrôle ;

• les futures interventions ;

• sa maintenance.

L’objectif n’est donc pas d’opposer systématiquement soudure et raccord double bague.
Il est plutôt de se poser une question : La technologie d’assemblage historiquement utilisée reste-t-elle la solution la plus pertinente pour chaque connexion de votre installation ?

Car innover ne signifie pas toujours changer ce que l’on fabrique.

Parfois, l’innovation commence par changer la façon dont on conçoit, assemble et maintient un système fluide.

L'essentiel en un coup d'oeil

Les bénéfices de cette innovation de procédé

• Moins de connexions grâce au cintrage
• Moins de points de fuite potentiels
• Un montage standardisé et reproductible
• Des interventions et une maintenance facilitées
• Des temps d’installation et d’inspection réduits

Le développement de nouvelles technologies nucléaires ne repose pas uniquement sur des composants performants. Il exige également des systèmes fluides fiables, évolutifs et conçus pour accompagner chaque étape du projet. Grâce à notre expertise en composants, assemblages et systèmes fluides, Swagelok Lyon aide les industriels et les acteurs de l'innovation à sécuriser leurs installations tout en anticipant leurs besoins futurs. Vous êtes confronté à des enjeux similaires de distribution de gaz, de continuité de service ou de sécurité des procédés ?