Comment les raccords à serrage mécanique peuvent optimiser les performances des équipements pétroliers et gaziers

Les raccords série FK Swagelok^® par rapport aux raccords filetés à extrémité conique : différences et avantages

Doug Nordstrom

Depuis des années, les raccords filetés à extrémité conique sont le produit utilisé pour sa fiabilité dans plusieurs applications pétrolières et gazières. Lorsqu’ils sont utilisés avec des bagues antivibrations spéciales et montés par des techniciens compétents et expérimentés, ces raccords donnent de bons résultats dans des applications qui mettent en œuvre des pressions moyennes.

Les applications dans lesquelles sont communément utilisés ces raccords sont associées à des enjeux considérables. Toute fuite ou défaillance peut obliger à mener des opérations de maintenance imprévues, entraîner des dépenses accrues et constituer un danger pour la sécurité environnementale. Les propriétaires et les exploitants de plateformes offshore subissent d’énormes pressions dans la mesure où ils doivent respecter les réglementations en matière de sécurité et de protection de l’environnement, tout en contenant les coûts et en optimisant les rendements. Pour toutes ces raisons, des raccords qui ne sont pas parfaitement étanches ou qui présentent d’autres défaillances peuvent engendrer de sérieux problèmes.

Compte tenu de tous ces facteurs, les exploitants de pétrole et de gaz devraient évaluer avec rigueur les avantages et les inconvénients des raccords qu’ils choisissent d’utiliser dans leurs installations. Par exemple, le montage des raccords filetés à extrémité conique (C&F) demande beaucoup de temps et de main-d’œuvre. De plus, si un raccord C&F est monté sans bagues antivibrations ou par un technicien inexpérimenté, des fuites pourront apparaître beaucoup plus tôt que prévu. Or, il existe d’autres solutions plus modernes qui comportent certains avantages. Les raccords moyenne pression à serrage mécanique, comme les raccords série FK Swagelok^®, offrent une procédure de montage plus simple et plus rapide pour de nombreuses applications critiques du secteur pétrolier et gazier.

En savoir plus sur les raccords série FK

Certains raccords moyenne pression peuvent être utilisés presque partout où les raccords C&F sont habituellement spécifiés – skids d’injection de produits chimiques, panneaux de commande de tête de puits, dispositifs de raccordement de câbles ombilicaux, centrales hydrauliques, etc. Une fois installés conformément aux instructions du fabricant, ils pourront offrir des avantages opérationnels et des gains d’efficience appréciables. Dans l’article ci-dessous, nous allons examiner pourquoi ils peuvent constituer une option intéressante pour votre prochain projet.

Un montage optimisé

Les raccords de la série FK peuvent être montés plus rapidement que les raccords filetés à extrémité conique, principalement pour les raisons suivantes :

Des besoins en outillage moindres.

Le montage des raccords filetés à extrémité conique nécessite des outils et du matériel spécialisés, notamment des outils spécifiques pour usiner les cônes et fileter les tubes, mais aussi de l’huile de coupe pour réduire les frottements pendant le processus d’usinage. Les raccords de la série FK, en revanche, peuvent être installés à l’aide d’une simple clé et d’un étau.

Une procédure de montage plus rapide.

Que ce soit avec des raccords C&F ou des raccords série FK, les tubes doivent être coupés à l’équerre et ébavurés, mais le reste du processus diffère considérablement. Avant d’assembler des raccords C&F, chacun d’eux doit avoir été fileté et usiné en forme de cône à l’aide des outils appropriés, en veillant à ce que les opérations d’usinage n’engendrent ni bavures, ni entailles, ni rayures. Une fois la préparation des tubes terminée, une bague est vissée sur le tube et un écrou est introduit dans le corps du raccord puis serré pour assembler les deux éléments.

Avec un temps de montage divisé par cinq, les raccords série FK permettent aux fabricants de matériel de surface d’économiser des milliers de dollars sur chaque projet.

À titre de comparaison, un raccord série FK se monte en vissant simplement une cartouche préassemblée (qui comprend un écrou, deux bagues et un support en plastique) sur le corps du raccord. Le tube est ensuite inséré dans le raccord et marqué d’un repère, puis le raccord est serré en effectuant un unique tour complet. Une fois le serrage vérifié à l’aide d’un calibre de contrôle, le raccord est prêt à l’emploi.

Cette vidéo compare côte à côte le montage d’un raccord à compression et le montage d’un raccord fileté à extrémité conique.

Prenons un exemple concret. Imaginons que vous devez fabriquer un skid moyenne pression pour une application de surface sur une plateforme offshore. Le skid est constitué de tubes et de raccords en acier inoxydable 316 et un monteur formé réalisera seul les 500 raccordements du système.

 

 

Temps total pour monter les 500 raccords du skid

 
2000 minutes avec
des raccords série FK

 
10 000 minutes avec
des raccords C&F

Le temps nécessaire pour monter les deux types de raccord dépend du diamètre des tubes, du type de matériau ainsi que de l’expérience et de l’habileté du monteur. Pour cet exemple, supposons qu’il faut quatre minutes en tout pour monter un raccord à compression série FK contre 20 minutes (cinq fois plus) pour un raccord C&F. Par conséquent, le temps total nécessaire pour monter les 500 raccords du skid en utilisant des raccords série FK est d’environ 2000 minutes (soit 33,3 heures) contre 10 000 minutes (soit 166,7 heures) avec des raccords filetés à extrémité conique. L’écart est considérable.

Avec les raccords filetés à extrémité conique, le risque de contamination lors du montage est un autre aspect qu’il faut avoir à l’esprit. Entre les copeaux métalliques issus de l’usinage et l’utilisation d’huile de coupe, la procédure de montage d’un raccord fileté à extrémité conique peut s’avérer salissante. Un excès de résidus sur le plancher de l’atelier peut engendrer un risque pour la sécurité, tandis qu’une contamination par des copeaux métalliques pourra nuire aux performances globales du système. Le remplacement des raccords C&F par certains raccords moyenne pression permet d’atténuer bon nombre de ces problèmes, ce qui pourra vous faire gagner du temps et économiser de l’argent.

Des performances fiables à long terme

Les raccords filetés à extrémité conique montés avec des composants antivibrations spéciaux – embouts, écrous, bagues – par un technicien qualifié et expérimenté peuvent être d’une grande efficacité. Cependant, les embouts, écrous et bagues supplémentaires ne figurent pas toujours dans le cahier des charges, ce qui pourra nuire aux performances du système.

Grâce à une procédure de montage simple qui élimine le risque d’erreurs, le travail de montage des raccords série FK ne doit quasiment jamais être repris une fois les raccords installés.

Avec leur cartouche préassemblée, les raccords série FK n’ont pas besoin de ces composants supplémentaires. Grâce à cette cartouche, les raccords série FK sont moins sujets aux erreurs de montage et ont également plus de chances de conserver leur étanchéité sans aucun entretien pendant toute leur durée de vie. Les raccords filetés à extrémité conique, en revanche, peuvent se desserrer au fil du temps du fait des vibrations occasionnées par le transport vers le site d’exploitation ou par le fonctionnement même du système. La plupart du temps, on peut rétablir l’étanchéité du raccord en procédant à un serrage manuel, mais cela engendre des frais d’entretien supplémentaires qui s’accumulent rapidement.

Par comparaison, les deux bagues du raccord série FK créent une double accroche sur le tube, ce qui réduit considérablement la probabilité de voir le raccord se desserrer en présence de vibrations. En fait, dans une installation de surface typique, on estime qu’environ 20 % des raccords C&F devront être repris lors de l’assemblage initial et des essais de pression. Les raccords série FK, en revanche, ne nécessitent quasiment aucune intervention une fois installés, en raison de la simplicité de leur procédure de montage et de la possibilité pour les techniciens de vérifier le serrage au moyen d’un simple calibre de contrôle.

Si les deux types de raccords peuvent être démontés et réassemblés lors d’opérations de maintenance, le réassemblage à l’identique d’un raccord fileté à extrémité conique n’est pas toujours garanti et le résultat n’est pas toujours fiable. Il a par contre été confirmé que l’on pouvait démonter et remonter des raccords série FK à de multiples reprises.

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Dans l’ensemble, les raccords moyenne pression de la série FK ont de nombreux avantages à offrir aux propriétaires et fabricants de matériel de surface dans le secteur du pétrole et du gaz. En permettant de réduire le temps de montage et d’abaisser les coûts d’assemblage et de maintenance – tout en créant des raccordements plus fiables et plus robustes qui augmenteront la durée de disponibilité des systèmes –, ils peuvent faire économiser des milliers de dollars sur un projet.

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