Pourquoi les filetages des tuyaux en acier inoxydable se grippent lors de l'installation

A raccord en acier inoxydablequi tourne en douceur puis se verrouille solidement à mi-chemin est l'un des problèmes les plus frustrants lors d'un travail de tuyauterie. Cela fait perdre du temps, endommage des pièces coûteuses et peut laisser derrière lui un joint qui fuit. Ce guide explique pourquoi cela se produit, compare les principaux correctifs côte à côte et se termine par une liste de contrôle que votre équipe peut utiliser sur site. Il est rédigé dans un langage simple, de sorte que tout le monde, du nouvel installateur au responsable des achats, puisse le suivre.

Qu'est-ce que le grippage (grippage) des filetages de tuyaux en acier inoxydable ?

Le grippage du fil, appelé grippage, est un type d'usure dans lequel deux fils s'accouplent se collent et se déchirent au lieu de glisser.C'est ce qu'on appelle souvent « soudage à froid ». Dans les cas graves, les pièces ne peuvent pas être dévissées et doivent être découpées.

Voici pourquoi cela se produit. L'acier inoxydable résiste à la rouille grâce à une très fine pellicule d'oxyde à sa surface. Lorsque les fils sont pressés ensemble et tournés, ce film peut se briser, exposant les points saillants du métal nu qui frottent directement les uns sur les autres. Le frottement crée de la friction et de la chaleur. Les bulletins techniques notent que l'acier inoxydable n'évacue que modérément la chaleur et a un coefficient de friction plus élevé que l'acier au carbone ordinaire, de sorte que les dommages s'accumulent rapidement.

Pensez à deux surfaces rugueuses qui commencent à s’accrocher. Chaque tour arrache de minuscules morceaux de métal qui obstruent le fil, le tour suivant est donc plus difficile. Si vous continuez à forcer, le raccord peut se dévisser ou les fils peuvent être arrachés. Le grippage ne se limite pas à l’acier inoxydable ; l'aluminium et le titane, qui dépendent également d'un film d'oxyde auto-formant, sont également connus pour leurs galles.

Pourquoi les filetages des tuyaux en acier inoxydable se grippent-ils lors de l'installation ?

Ils se grippent lorsqu'une pression de contact et un frottement élevés rencontrent des surfaces nues et non lubrifiées de dureté similaire.Huit facteurs expliquent la plupart des échecs sur le terrain. Le tableau ci-dessous répertorie chacun d’eux, comment les repérer et comment les corriger.

Quelles combinaisons de matériaux sont les plus susceptibles d’être saisies ?

Deux pièces en acier inoxydable austénitique de dureté similaire, comme 304 contre 304 ou 316 contre 316, constituent la paire la plus à risque.La règle générale est une différence de dureté d'au moins 50 Brinell (environ 20 Rockwell C) entre les pièces d'accouplement, car différents niveaux de dureté s'écrouissent à des rythmes différents.

Sources : FAQ technique ASSDA 5 « Galling et son contrôle » ; Aperçus techniques SASSDA (novembre 2020) ; whatispipe.com ; epcland.com ; arXiv:1912.05488 (étude de grippage et d'oxydation du 316L). Les notations de risque sont le résumé qualitatif de l'EETA de ces sources.

Une mise en garde sur les numéros de laboratoire.La résistance au grippage est souvent évaluée à l'aide de la norme ASTM G98, un test de broche sur bloc qui détermine le « seuil de contrainte de grippage ». C'est utile pour comparer les matériaux, mais ce n'est pas une limite de couple de filetage. Les chercheurs ont également noté que la vitesse de glissement est largement considérée comme affectant les résultats, mais n’a pas été quantifiée. Utilisez ces classements pour choisir un appariement, et non pour prédire exactement quand un joint va gripper.

Quel lubrifiant ou composé antigrippant fonctionne le mieux sur les filetages en acier inoxydable ?

Aucun produit n’est adapté à chaque tâche.Les produits à base de nickel, de bisulfure de molybdène, de lanoline et de PTFE sont tous utilisés avec succès. Choisissez en fonction de la température de service, du fluide de traitement et des éventuelles limites de contamination. L’assemblage à sec est la pire option.

Le lubrifiant modifie également le couple.Les données de l'ASSDA montrent que la lubrification d'un boulon fait une différence substantielle sur la valeur du couple. Cela signifie qu'un chiffre de couple écrit pour des filetages secs peut surcharger un joint lubrifié. Utilisez toujours des valeurs de couple qui correspondent aux conditions de lubrification.

La vitesse et le couple d'installation sont-ils vraiment importants ?

Oui. Un serrage lent et contrôlé réduit la chaleur de friction et la pression de contact, et c'est l'une des solutions les moins chères disponibles.Le bulletin de Pencom cite la friction et la chaleur lors de l'installation, ainsi qu'un serrage excessif, comme principales causes, et recommande un régime plus faible et un couple de serrage étroitement contrôlé.

Encore une note honnête.Les bulletins industriels accusent la chaleur de friction. Une étude universitaire (Poole et al.) a soutenu qu'aux vitesses typiques des tests de grippage, le chauffage par friction ne modifiait pas le comportement de grippage du 316. Les conseils pratiques sont les mêmes dans les deux cas : un assemblage plus lent donne au lubrifiant le temps d'agir et réduit les risques. Pour les filetages de tuyaux, suivez la norme de filetage ou les instructions du fournisseur pour un serrage manuel et le nombre limité de tours de clé qui suivent.

Liste de contrôle de dépannage : ce qu'il faut vérifier avant, pendant et après l'assemblage

Utilisez cette liste de contrôle en trois étapes sur chaque joint fileté en acier inoxydable.La plupart des problèmes de grippage sont évités dès la première étape.

Étape 1 : Avant le montage

Étape 2 : Lors du montage

Etape 3 : Après assemblage ou si un joint grippe

Que devez-vous faire si les fils commencent à se gripper ?

Arrêtez immédiatement de tourner.Un serrage continu peut dévisser l'attache ou arracher les fils. Suivez ensuite ces étapes :

Reculez prudemmentsi la pièce bouge encore, et retirez-la.

Inspectez les deux filspour le métal déchiré, taché ou transféré.

Nettoyer et relubrifiermarques mineures uniquement si les fils ne sont pas endommagés et sont toujours correctement calibrés.

Remplacez les pièces très grippées.Les réutiliser risque un grippage répété ou une fuite du joint.

Coupez la pièce uniquement en dernier recours.Anzor note que les attaches complètement grippées doivent parfois être coupées.

Comment les acheteurs peuvent-ils spécifier des composants filetés en acier inoxydable pour réduire le risque de grippage ?

Spécifiez la norme de filetage, le matériau de raccordement et la finition au stade de la commande.Il est bien moins coûteux de prévenir les problèmes sur papier que sur site. Demandez à votre fournisseur de confirmer :

1. Lenorme de filetageet la classe de tolérance (par exemple, ASME B1.20.1 pour les filetages de tuyaux NPT) et si les filetages sont calibrés.
2. Lequalités des deux pièces d'accouplement, et si une différence de dureté ou une qualité résistante au grippage est nécessaire.
3. Propreté du filà l’expédition : exempt de copeaux, de bavures et de résidus de coupe.
4. Rapports d'essais de matériaux (MTR)pour les deux pièces, afin que les qualités puissent être vérifiées avant l'assemblage.
5. N'importe lequelantigrippant ou scellant recommandépour le service, ainsi que sa température et sa compatibilité avec les fluides.

Quelles normes concernent le grippage des filetages et les composants filetés en acier inoxydable ?

Le grippage est testé selon les normes d'usure ASTM, tandis que les formes de filetage elles-mêmes sont définies par les normes de produits ASME et ASTM.Le tableau répertorie ceux les plus souvent référencés.

Sources : titres des normes ASTM et ASME, résumés ; Dates et utilisation ASTM G98 et G196 selon la recherche publiée sur le grippage (étude du référentiel de Nottingham). Vérifiez toujours l’édition actuelle de chaque norme.

Foire aux questions

Q : Le grippage est-il la même chose que le soudage ?

A:Le grippage est une usure adhésive qui se produit au niveau de points de contact microscopiques sous pression et glissement, sans arc ni fusion délibérée. On parle de soudure à froid car les surfaces collent entre elles, mais il s’agit d’un problème d’usure et non d’une soudure.

Q : L'acier inoxydable 316 est-il inférieur à 304 ?

A:Ni l’un ni l’autre n’est fiablement meilleur. Ce qui compte le plus, c'est la dureté des deux surfaces de contact. ASSDA prévient que l'association du 304 avec le 316 pourrait ne pas donner suffisamment de différence de dureté pour éviter le grippage.

Q : L'anti-grippage garantit-il l'absence de grippage ?

A:Non. Cela réduit considérablement les risques, mais cela ne peut pas compenser les filetages sales, une installation rapide, un serrage excessif ou des filetages endommagés. Considérez-le comme une couche de protection dans la liste de contrôle.

Q : Puis-je utiliser du ruban PTFE au lieu d'un antigrippant sur les filetages de tuyaux en acier inoxydable ?

A:Les produits à base de PTFE sont utilisés comme aides anti-grippage, et les filetages coniques des tuyaux nécessitent également un joint. Choisissez un produit homologué pour l'acier inoxydable et votre fluide de service, et empêchez-le de pénétrer dans l'alésage. Pour les fils volumineux ou très chargés, demandez à votre fournisseur si un anti-grippage dédié est conseillé.

Q : Est-ce que ralentir l'installation est vraiment utile ?

A:Oui. Plusieurs sources techniques recommandent une vitesse d’installation plus faible. Une rotation lente et régulière réduit la friction et donne au lubrifiant le temps d'agir.

Q : Puis-je réutiliser des fils qui ont commencé à irriter ?

A:En règle générale, non. Remplacez les pièces dont les fils sont déchirés ou tachés. Les légères marques sur des filetages par ailleurs conformes au calibre peuvent être nettoyées et relubrifiées, mais en cas de doute, remplacez la pièce.