Quels sont les différents types de brides et de joints à vide ?

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En général, les joints démontables des composants métalliques pour le vide, des pompes, des vannes, des tubes, etc. sont pourvus de brides. Les composants pour le vide grossier, moyen et poussé de Leybold sont équipés des systèmes de brides normalisés suivants :

Petites brides (KF) (raccords rapides conformes à la norme DIN 28 403) présentant une largeur nominale de 10, 16, 20, 25, 32, 40 ou 50 mm. Les valeurs 10, 16, 25 et 40 sont privilégiées selon les recommandations PNEUROP et les recommandations ISO du comité technique ISO/TC 112. Pour procéder au raccordement complet de deux brides identiques, une bague de serrage et une bague de centrage sont nécessaires.
Brides de serrage (ISO-K) présentant une largeur nominale de 65, 100, 160, 250, 320, 400, 500 ou 630 mm. Ces brides correspondent également aux largeurs nominales et à la construction privilégiées selon les recommandations PNEUROP et ISO/TC 112. Les brides de serrage sont reliées entre elles par des colliers ou des bagues de serrage. Des bagues de centrage ou des joints sont nécessaires pour assurer l'étanchéité.
Brides boulonnées (ISO-F) présentant les mêmes largeurs nominales que ci-dessus (selon les recommandations PNEUROP et ISO/TC 112). Dans certains cas particuliers, des brides boulonnées d'une largeur nominale inférieure sont utilisées. Les brides de serrage et les brides boulonnées sont conformes à la norme DIN 28 404.

La largeur nominale est approximativement égale au diamètre intérieur libre de la bride en millimètres ; les écarts les plus importants constituent des exceptions, de sorte que la bride de serrage DN 63 présente un diamètre intérieur de 70 mm. Reportez-vous également au Tableau XI).

Tableau XI Diamètres intérieurs nominaux (DN) et diamètres intérieurs des tubes, tuyaux et ouvertures à section transversale circulaire (selon les recommandations PNEUROP).

Les diamètres intérieurs nominaux correspondent approximativement aux diamètres intérieurs des composants de canalisations (DIN 2402 - fév. 1976). Dans la pratique, la colonne de gauche de la série des diamètres intérieurs nominaux est privilégiée.

Les raccords à vide et leurs matériaux

Les composants pour le vide poussé sont fabriqués en aluminium ou en acier inoxydable. L'acier inoxydable est légèrement plus cher mais offre de nombreux avantages : taux de dégazage plus faible, résistance à la corrosion, possibilité de dégazage à des températures allant jusqu'à 200 °C (392 °F), possibilité de joints métalliques et l'acier inoxydable est beaucoup plus résistant aux rayures que l'aluminium.

Les composants pour le vide très poussé sont fabriqués en acier inoxydable et sont dotés de brides CF pouvant être étuvées à haute température. Ces composants, y compris les brides, sont fabriqués en série et présentent une largeur nominale allant de 16 à 250 mm. Les brides CF sont disponibles en tant que brides fixes ou que brides à collier rotatif. Elles peuvent être associées aux brides CONFLAT de presque tous les fabricants. Des joints en cuivre sont utilisés pour assurer l'étanchéité.

En principe, les brides ne doivent pas être plus petites que les tubes de raccordement et les composants qui y sont reliés. Lorsqu'aucun gaz ou vapeur agressif n'est pompé et que le système de vide n'est pas exposé à une température supérieure à 80 °C (176 °F), l'étanchéité assurée par les joints toriques à bride NBR (Perbunan) ou CR (néoprène) est satisfaisante pour les travaux dans les zones de vide grossier, moyen et poussé. C'est souvent le cas dans le cadre du test du fonctionnement des systèmes de vide avant leur assemblage final.

Toutes les brides en acier inoxydable peuvent être dégazées sans problème à des températures allant jusqu'à 200 °C (392 °F). Cependant, le matériau d'étanchéité Perbunan ne peut pas être utilisé en tant que produit d'étanchéité pour brides. Il convient plutôt d'utiliser des bagues d'étanchéité VITILAN® (un FPM spécial) ainsi que des joints en aluminium, qui permettent respectivement des procédés de chauffage jusqu'à 150 °C (302 °F) et 200 °C (392 °F). Après un tel dégazage, il est possible d'atteindre des pressions allant jusqu'à 10^-8 mbar, c'est-à-dire jusqu'à la plage UHV, dans les systèmes de vide.

La génération de pressions inférieures à 10^-8 mbar nécessite des températures d'étuvage plus élevées. Comme nous l'expliquons sur la page dédiée aux techniques de vide très poussé, les travaux dans la plage de vide très poussé (UHV) requièrent une approche fondamentalement différente ainsi que l'utilisation de brides CF équipées de bagues d'étanchéité métalliques.

Verrous de gaz et raccords d'étanchéité

Dans de nombreux cas, il est non seulement souhaitable de pouvoir fermer hermétiquement les réservoirs remplis de gaz ou sous vide, mais également d'être en mesure de contrôler ultérieurement la pression ou le vide dans ces réservoirs et de procéder à la post-évacuation, de faire l'appoint ou de remplacer le gaz.

Cela peut être effectué assez facilement avec un raccord d'étanchéité Leybold actionné via un verrou de gaz correspondant. Le petit raccord à bride du réservoir sous vide ou rempli de gaz est scellé hermétiquement à l'intérieur du tube par une petite pièce de fermeture qui constitue la vanne proprement dite. Le verrou de gaz nécessaire à l'actionnement est retiré après la mise sous vide ou le remplissage de gaz. Ainsi, un seul verrou de gaz permet d'actionner n'importe autant de raccords d'étanchéité que nécessaire. La Fig. 2.81 représente une vue en coupe de ce dispositif. Les verrous de gaz et les raccords d'étanchéité sont fabriqués par Leybold et présentent une largeur nominale de DN 16 KF, DN 25 KF ou DN 40 KF. Ils sont fabriqués en acier inoxydable. Le taux de fuite des raccords d'étanchéité est inférieur à 1 · 10^-9 mbar l/s. Ils peuvent supporter des surpressions allant jusqu'à 2,5 bar, résistent à des températures allant jusqu'à 150 °C (302 °F) et peuvent être protégés de la saleté par une bride d'obturation standard.

Fig. 2.81 Bouchon de vapeur avec bague de centrage et raccord d'étanchéité, vue en coupe

Les exemples d'applications typiques sont les réservoirs à double paroi avec un vide d'isolation, tels que les réservoirs Dewar, les réservoirs de gaz liquide ou les pipelines d'énergie longue distance, et bien plus encore. Ils sont également utilisés pour l'évacuation ou la post-évacuation des vides de référence et de support dans les instruments scientifiques ; les raccords d'étanchéité dotés de bouchons de vapeur sont souvent utilisés. Auparavant, il était nécessaire de raccorder une pompe en permanence afin de procéder à la post-évacuation lorsque cela s'avérait nécessaire. Grâce à l'utilisation de verrous de gaz et de raccords d'étanchéité, le réservoir est étanche au vide et la pompe n'est nécessaire que de temps à autre pour le contrôle ou la post-évacuation.

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