Les compensateurs en caoutchouc sont des joints de dilatation installés dans les réseaux de tuyauterie pour absorber l’expansion et la contraction thermiques. Lorsque la température change, les tuyaux se dilatent ou se contractent et, si ce mouvement n’est pas maîtrisé, cela génère une pression élevée, une déformation et des défaillances du système de tuyauterie. Les compensateurs en caoutchouc permettent le déplacement du système de tuyauterie sans compromettre l’étanchéité. Ils prennent également en charge les désalignements latéraux et les variations d’angle du réseau. Ces compensateurs sont utilisés dans les systèmes CVC (chauffage, ventilation, climatisation), la plomberie, la production d’énergie, le secteur maritime, entre autres.

Les différents types de compensateurs en caoutchouc rencontrés dans divers domaines seront comparés et leurs utilisations étudiées.

Compensateurs à soufflets / de type cylindrique.

Ces compensateurs en caoutchouc à soufflets ressemblent à une série de convolutions ou d’anneaux moulés. Ils sont orientés selon un axe du système et peuvent absorber l’expansion et la contraction thermiques par un mouvement linéaire par rapport au réseau de tuyauterie. Ils sont très souples et peuvent se dilater ou se contracter pour accommoder d’importantes variations.

Les soufflets contiennent généralement du caoutchouc, mais peuvent aussi intégrer d’autres matériaux tels que le PTFE ou d’autres plastiques. Ils peuvent également être renforcés par des câbles métalliques ou des plis incorporés.

Joints de dilatation liés (Tied Rubber Expansion Joints)

Les compensateurs de dilatation liés absorbent les décalages latéraux et angulaires des systèmes de tuyauterie. Ces compensateurs peuvent prendre la forme de soufflets en caoutchouc ou d’une manchette dotée de deux extrémités renforcées en caoutchouc ou en tissu. Ils sont très courants lorsque les tuyaux sont désalignés ou déformés en raison de l’expansion thermique, de l’affaissement des supports, du tassement du sol, etc.

Les compensateurs liés offrent l’avantage de permettre les mouvements latéraux et angulaires sans introduire de contraintes axiales dans le réseau de tuyauterie.

Joints de dilatation en caoutchouc renforcés par métal

Ces compensateurs sont généralement utilisés dans des tuyaux soumis à des températures élevées ou à de fortes pressions, dans des conduites transportant des milieux abrasifs ou dans d’autres conditions difficiles. Ils consistent en des compensateurs en caoutchouc extrêmement étanches dotés d’un renfort directionnel sous forme de câbles métalliques, d’anneaux, de plis, etc.

Les compensateurs en caoutchouc sont très polyvalents et efficaces pour absorber l’expansion et la contraction thermiques des tuyaux. Les principales applications comprennent :

Pour la vapeur et les liquides / Divers

Les compensateurs en caoutchouc sont utilisés dans les systèmes de chauffage, ventilation, climatisation (CVC) et de plomberie résidentiels et commerciaux, où de longues canalisations sont soumises à d’importantes variations de température. Les compensateurs de dilatation sont nécessaires pour éviter que ces tuyaux ne se détachent de l’appareil auquel ils sont raccordés en raison de l’expansion et de la contraction provoquant l’arrêt ou la rupture du flux. Des compensateurs à soufflets cylindriques sont généralement fournis pour les applications CVC, tandis que les compensateurs en caoutchouc liés sont plus typiques des systèmes de plomberie, où le caoutchouc doit pouvoir se fléchir et s’adapter à des décalages angulaires ou latéraux supplémentaires.

Comme pour la CVC et la plomberie, l’industrie de la production d’énergie, qu’il s’agisse de centrales thermiques ou nucléaires, ne peut fonctionner sans compensateurs en caoutchouc. Ceux-ci doivent supporter l’expansion thermique des tuyaux à haute température et à haute pression, c’est pourquoi ces compensateurs sont souvent renforcés et, si nécessaire, associés à des câbles métalliques même lorsque plusieurs couches de caoutchouc sont utilisées. Les compensateurs en caoutchouc conviennent à tous types de fluides transportés par tuyauterie et sont employés dans tous les processus industriels, y compris la chimie, la pétrochimie et la fabrication.

Les compensateurs en caoutchouc constituent un élément important des systèmes de tuyauterie marins et offshore, car ils absorbent les mouvements et les vibrations constants des navires, des plateformes pétrolières et de structures similaires. De plus, ces compensateurs sont résistants à la corrosion et adaptés aux applications en eau de mer agressive. Pour les applications marines, on privilégie les joints de dilatation en caoutchouc liés, car ils acceptent les mouvements angulaires et latéraux, tandis que pour les installations offshore pétrolières et gazières, moins spécifiques, on préfère les compensateurs renforcés haute pression et haute température. Aucun de ces types de compensateurs n’est adapté aux systèmes de tuyauterie externes des industries marines/offshore tels que les systèmes de lancement d’armes, la désalinisation, le traitement des eaux usées marines et la gestion de la sécurité incendie.

Lors de la sélection d’un compensateur en caoutchouc adapté à une application de tuyauterie, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

Gamme de températures : Il existe différents types de caoutchouc et, par conséquent, des compensateurs conçus pour des plages de température spécifiques au matériau utilisé. Le compensateur doit être choisi en fonction des variations de température prévues sur la canalisation, avec une marge d’erreur réduite pour éviter tout dépassement de ses limites.

Pression nominale : Les compensateurs en caoutchouc tolèrent des pressions internes variables, exprimées en pression maximale constante admissible. Les compensateurs plus renforcés conviennent aux applications à haute pression interne, comme la production d’énergie ou les procédés chimiques mixtes.

Accommodement des mouvements : Les différents compensateurs sont conçus pour des mouvements dans certaines limites : compression ou extension axiale, décalage latéral ou désalignement angulaire. Le choix du type et de la taille du compensateur doit correspondre aux paramètres de mouvement à absorber.

Choix des matériaux : Le type de caoutchouc approprié dépend du fluide (gaz, liquide ou mélange) circulant dans la tuyauterie. Certains fluides sont incompatibles avec certaines formulations de caoutchouc et peuvent dégrader ou endommager le compensateur au fil du temps.

Spécifications du fabricant : Les fabricants fournissent des spécifications et des classifications pour les compensateurs en caoutchouc, incluant les plages de température, les pressions nominales, les capacités de mouvement maximales et les applications recommandées. Il est essentiel de consulter ces informations tout au long de votre projet.

Dimensionnement : Le compensateur doit être correctement dimensionné en fonction des dimensions de la tuyauterie et des mouvements à absorber.

Installation : Le compensateur doit être installé correctement, avec un alignement, un ancrage et un support adéquats. Une installation incorrecte peut entraîner une défaillance prématurée ou des contraintes excessives sur le système.

La prise en compte de tous ces facteurs, associée aux conseils de professionnels expérimentés ou de fabricants, permettra aux exploitants d’installations de choisir un compensateur en caoutchouc adapté et durable.

L’inspection et l’entretien appropriés sont essentiels pour assurer le fonctionnement sûr et efficace des compensateurs en caoutchouc.

Un bon programme d’entretien et un remplacement rapide peuvent prolonger considérablement la durée de vie de ces compensateurs et prévenir une défaillance coûteuse ou un arrêt de l’installation.

Plan d’inspection :

Un planning doit être établi selon les spécifications du fabricant et la connaissance du fonctionnement du réseau de tuyauterie concerné.

Les signes d’usure, de fissures, de déformation ou tout autre dommage des soufflets ou de la manchette doivent être vérifiés visuellement à intervalles réguliers.

Toute fuite, tout désalignement ou tout mouvement excessif ou insuffisant du compensateur doit être considéré comme un signe d’alerte.

La durée de vie d’un compensateur en caoutchouc dépend des conditions d’exploitation, du choix des matériaux et des techniques d’entretien. En fonctionnement normal, la plupart des compensateurs en caoutchouc durent entre 5 et 10 ans, plus de 50 % d’entre eux présentant une défaillance durant cette période. En raison de la variabilité des conditions de service et des contraintes externes liées à la tuyauterie, au cycle de température, de pression et de mouvements, la plupart des fabricants fournissent des indications sur la durée de vie attendue de leurs produits.

Un stockage et une manutention préventifs des compensateurs en caoutchouc sont nécessaires pour garantir une installation sans dommage.

Stockage : endroit frais, sec, à l’abri de la lumière directe du soleil et de l’ozone.

Remplacement : suivre les instructions du fabricant pour éviter d’endommager l’équipement environnant ; opération généralement réalisée par des professionnels.

En respectant ces pratiques d’inspection, d’entretien et de remplacement, vous réduirez les incidents et prolongerez la durée de vie des compensateurs en caoutchouc pour des années d’exploitation en toute sécurité.

Les compensateurs flexibles en caoutchouc sont des dispositifs utiles pour compenser l’expansion ou la contraction thermiques dans un réseau de tuyauterie. Pour une utilisation optimale, il est indispensable de comprendre les différents types, les domaines d’application et les critères de sélection. Le compensateur approprié réduit les risques et les responsabilités liés au stress ou à la déformation des tuyaux. De plus, un entretien, une inspection et un remplacement adaptés des compensateurs en caoutchouc sont essentiels pour garantir leurs performances à long terme et la valeur de la solution. Qu’il s’agisse de compensateurs à soufflets pour la CVC, de joints en caoutchouc liés pour la plomberie, ou de compensateurs métalliques robustes pour les applications industrielles, choisir le bon modèle et suivre les bonnes pratiques assure un fonctionnement sans problème.

Les signes de contrainte ou d’usure doivent être vérifiés régulièrement.

Un entretien approprié garantit que les supports sont conçus et installés correctement pour supporter le réseau de tuyauterie.

Les interventions doivent respecter les meilleures pratiques de réparation et suivre les recommandations du fabricant ou de professionnels qualifiés.

Chaque compensateur doit disposer d’un support adapté à sa taille et à la charge.

Choisissez le type de compensateur adapté à l’application.