Détermination de la largeur effective des joints d'étanchéité utilisée dans le code ASME pour le calcul des brides

Diany, Mohammed (2005). Détermination de la largeur effective des joints d'étanchéité utilisée dans le code ASME pour le calcul des brides. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La conception et le calcul des assemblages à brides boulonnées munies de joints d'étanchéité sont gouvernés par des codes normalisés établis suite à des recherches ou par expériences des utilisateurs. Cependant ces codes sont susceptibles en permanence à des critiques et à des remarques suite à la découverte de leurs faiblesses.

Dans l'actuelle procédure du code ASME pour la conception des assemblages à brides boulonnées, le concept de la largeur effective est présenté pour tenir compte de l'effet de la non-uniformité de distribution radiale de la contrainte de contact due à la rotation des brides. Le code fixe une valeur seuil de la largeur du joint au-dessus de laquelle un ajustement de la largeur de contact du joint est nécessaire. L'origine de ce concept n'a jamais été révélée et la validité de ce seuil n'a jamais été vérifiée. Dans les conditions de fonctionnement normal des brides utilisées avec les joints plats, la définition de ce seuil est indépendante de la charge des boulons, de la contrainte moyenne sur le joint, de la pression interne et de la flexibilité de l'assemblage.

Dans ce travail, une nouvelle approche pour le calcul de cette largeur effective, basée sur les résultats d'une recherche expérimentale et entreprise en parallèle à une étude numérique par éléments finis, est présentée. Une étude sur les nouvelles limites du concept de la largeur effective du joint est entreprise. Cette approche tient compte de la distribution non uniforme de la contrainte du joint, de la flexibilité des brides et du comportement mécanique vis-à-vis les fuites de l'assemblage.

Finalement un modèle mathématique approché est proposé pour calculer la valeur de la largeur effective en fonction de la contrainte moyenne appliquée sur le joint, de la rotation des brides et de la largeur de contact du joint.

Titre traduit

Determination of the effective gasket width used in the ASME code design on the bolted flange connections

Résumé traduit

The concept of the effective gasket width is used in most flange designs including the ASME code to account for flange rotation. Its origin has never been revealed and it is suspected that only limited experimental testing was conducted for verification. In addition, with the new design rules based on the new gasket constants obtained from ROTT tests conducted on rigid platens, there is a need to revise the effective gasket width formulas.

The ASME code fixes a threshold value of the gasket width above which an adjustment of the gasket contact width is introduced. The validity of this threshold has never been verified. Under the normal operating conditions of flanges used with flat gaskets, the definition of this threshold is independent of the bolt load, the average gasket stress, the internal pressure and the flexibility of the joint.

In this work, conducted under the support of the PVRC, a study on the new limits of the concept of the effective gasket width is conducted. A new approach for the calculation of the effective gasket width, based on the results of an experimental investigation and undertaken in parallel to a numerical study, is presented. This approach takes into account the non-uniform distribution of the gasket stress, the flexibility of the flanges, the mechanical behaviour and the sealing performance of the assembly.

Finally an approximate mathematical model is proposed to calculate the value of the effective gasket width based on the average gasket stress, the flanges rotation and the contact gasket width.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr.: f. [139]-141. Chap. 1. Introduction -- Chap. 2. Revue bibliographique -- Chap. 3. Notion de la largeur effective dans le code ASME -- Chap. 4. Étude expérimentale -- Chap. 5. Modélisation analytique et numérique -- Chap. 6. Comparaison des résultats de la modélisation analytique et numérique -- Chap. 7. Nouvelles approches de calcul de la largeur effective du joint.
Mots-clés libres:	ASME, Bride, Calcul, Code, Effective, Etancheite, Joint, Largeur
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Bouzid, Hakim
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	31 janv. 2011 21:09
Dernière modification:	15 janv. 2018 20:55
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/351

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