Un joint de dilatation textile rectangulaire fournit une connexion flexible entre de grandes sections carrées ou rectangulaires de conduits industriels. Il permet au système de conduits de s'adapter à la dilatation thermique, au déplacement latéral, aux vibrations et aux mouvements structurels sans transférer de charges excessives aux équipements et supports adjacents.
Les conceptions rectangulaires sont particulièrement courantes dans les conduits de production d'énergie, les systèmes de chaudières, les cimenteries, les aciéries, les fours, les équipements de contrôle de la pollution atmosphérique et d'autres installations où le passage des gaz est trop grand ou géométriquement inadapté à une connexion ronde conventionnelle.
Contrairement à une simple bande textile flexible, un joint de dilatation rectangulaire industriel doit être conçu en tenant compte de quatre côtés droits, quatre coins, de la direction de la pression, du mouvement, de la température du processus et du flux de gaz interne. La construction des coins et la stabilité des longs côtés peuvent devenir tout aussi importantes que le choix du matériau flexible lui-même.
BSTFLEX fabrique sur mesure des joints de dilatation textiles non métalliques pour des systèmes de conduits industriels rectangulaires, carrés, ronds et spéciaux.
Joint de dilatation textile rectangulaire — Données techniques clés
Largeur × Hauteur | Longueur face à face | Température | Pression | Gaz de processus | Mouvement axial | Mouvement latéral | Conception des coins | Vitesse des gaz | Chargement de poussière | Configuration de la doublure
Les grands systèmes industriels de traitement des gaz sont fréquemment fabriqués sous forme de conduits rectangulaires ou carrés car cette géométrie peut être intégrée efficacement aux grandes ouvertures d'équipement et aux agencements structurels.
Les exemples typiques incluent les connexions autour des :
Lorsque ces conduits chauffent et refroidissent, leurs dimensions changent. Une connexion rigide entre les sections peut transférer la croissance thermique aux parois des conduits, aux brides, aux supports et aux équipements.
Un joint de dilatation de conduit rectangulaire crée une zone flexible contrôlée où ce mouvement peut être absorbé.
Le principe de fonctionnement de base est similaire, mais la géométrie rectangulaire introduit des défis de conception supplémentaires.
Un joint circulaire répartit la géométrie de manière continue sur sa circonférence. Un joint rectangulaire contient :
Lorsque le joint se comprime, s'étend ou se déplace latéralement, ces zones ne se déforment pas nécessairement de la même manière.
Pour cette raison, les ingénieurs doivent considérer le périmètre complet plutôt que d'évaluer uniquement les sections de bande droites.
Les coins sont parmi les détails les plus importants dans un joint de dilatation textile rectangulaire.
Si le matériau flexible est forcé dans une géométrie de coin qui concentre les contraintes de flexion ou de traction, des cycles thermiques répétés peuvent produire une usure localisée même lorsque les sections droites restent en bon état.
Une bonne conception de coin doit permettre au mouvement de transiter en douceur entre les côtés adjacents tout en évitant une concentration inutile de textile.
Selon la construction du joint, la géométrie des coins peut être conçue en utilisant :
La méthode appropriée dépend des dimensions, de la structure de la bande, du mouvement et des conditions de service.
À mesure que les dimensions des gaines rectangulaires augmentent, les côtés longs deviennent plus sensibles aux déformations causées par la pression et les mouvements structurels.
Sous une pression positive, les grandes zones flexibles peuvent avoir tendance à se déplacer vers l'extérieur.
Sous une pression négative, elles peuvent être tirées vers l'intérieur de la gaine.
L'effet devient plus prononcé à mesure que les dimensions augmentent.
Pour les très grands raccordements, les concepteurs peuvent donc devoir envisager :
Trois dimensions sont particulièrement importantes lors de la spécification d'un joint rectangulaire.
| Dimension | Ce qu'elle représente | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| Largeur | Dimension horizontale de la gaine | Définit une première paire de côtés droits |
| Hauteur | Dimension verticale de la gaine | Définit la seconde paire de côtés droits |
| Face-à-face | Distance entre les plans d'attachement | Influence la portée flexible disponible et le mouvement |
Pour les projets de remplacement, ces dimensions doivent être relevées sur le système réellement installé plutôt qu'estimées à partir de photographies.
Une bande textile a besoin d'une géométrie libre suffisante pour s'adapter au mouvement spécifié.
Si la dimension face-à-face disponible est très courte alors que le mouvement latéral est important, le matériau flexible peut subir des contraintes élevées.
D'un autre côté, le simple fait d'ajouter un excès de tissu lâche peut créer un pliage incontrôlé et un contact avec des composants internes.
Le joint doit donc être dimensionné en fonction à la fois de l'espace d'installation disponible et du déplacement requis.
Le mouvement axial se produit le long de la direction principale de la gaine.
Il comprend :
Les deux valeurs doivent être spécifiées séparément.
Par exemple :
Compression axiale : 35 mm
Extension axiale : 10 mm
Cela fournit des informations techniques beaucoup plus utiles que la simple spécification d'un « mouvement total de 45 mm ».
Les grands conduits industriels subissent fréquemment des mouvements perpendiculaires à l'axe du conduit.
Cela peut résulter de :
L'un des avantages majeurs d'un joint de dilatation en tissuest sa capacité à absorber un déplacement latéral substantiel sur une longueur d'installation relativement compacte.
Cependant, la direction du mouvement requis doit toujours être clairement identifiée, car les mouvements latéraux horizontaux et verticaux peuvent imposer des contraintes différentes sur un grand assemblage rectangulaire.
Le mouvement angulaire se produit lorsqu'une face de raccordement pivote par rapport à l'autre.
Dans un joint rectangulaire, cela entraîne des déplacements de différentes amplitudes sur les différentes parties du périmètre.
Un côté peut se comprimer tandis que le côté opposé s'étend.
Si un mouvement angulaire est prévu, il doit être inclus dans la conception initiale plutôt que traité comme une tolérance d'installation.
De nombreux conduits industriels subissent simultanément des mouvements axiaux, latéraux et angulaires.
Par exemple, la sortie d'un four chaud peut se dilater axialement tandis que l'expansion structurelle déplace latéralement le conduit en aval.
Un joint de dilatation rectangulaire en tissu peut accommoder un tel déplacement combiné, mais la géométrie de la bande doit être conçue en fonction de l'enveloppe de mouvement totale.
Meilleures données pour la demande de devis :
Compression axiale : 30 mm
Extension axiale : 10 mm
Latéral horizontal : ±25 mm
Latéral vertical : ±15 mm
Mouvement angulaire : 1,5°
Une conception de type bande utilise un élément en tissu flexible fixé autour du périmètre de cadres métalliques existants ou fabriqués.
Cette construction est largement utilisée car la bande flexible peut souvent être entretenue séparément de la structure en acier environnante.
Les avantages possibles incluent :
Pour les projets de maintenance, une bande de remplacement peut parfois être fabriquée sans remplacer l'ensemble de la structure en acier, à condition que la métallerie existante reste appropriée.
Certains projets nécessitent plus qu'une simple bande flexible.
BSTFLEX peut évaluer des assemblages complets intégrant :
Un assemblage complet peut être utile lors de la fabrication d'un nouveau système ou lorsque la structure en acier existante s'est détériorée.
Une chemise interne peut être particulièrement importante dans les grands conduits rectangulaires transportant des gaz à haute vitesse ou chargés de particules.
La chemise crée une barrière protectrice entre le flux de gaz principal et l'élément en tissu flexible.
Ses fonctions peuvent inclure :
La chemise doit tout de même permettre aux sections de conduit de bouger les unes par rapport aux autres.
Une chemise ne peut pas être conçue indépendamment du mouvement du joint de dilatation.
Si un jeu insuffisant est prévu, le mouvement des sections de conduit peut entraîner une interférence entre les composants de la chemise.
Les conséquences possibles incluent :
Pour cette raison, le chevauchement et le jeu de la chemise doivent être évalués par rapport au déplacement axial et latéral maximal.
Les joints rectangulaires utilisés dans les cimenteries, les centrales électriques et autres processus poussiéreux peuvent accumuler des particules dans la cavité derrière la chemise.
La poussière accumulée peut finir par occuper l'espace nécessaire au mouvement.
Cela peut entraîner :
Une barrière d'accumulation peut donc être incorporée entre la doublure et la courroie flexible dans les applications appropriées.
De nombreux grands conduits de gaz de combustion fonctionnent en dessous de la pression atmosphérique.
La pression négative a tendance à tirer la courroie flexible vers l'intérieur.
Sur un grand joint rectangulaire, cela peut produire une déformation importante sur les côtés longs.
La conception doit prendre en compte :
Fournir uniquement le mot « vide » est insuffisant. La pression de conception réelle doit être incluse avec la demande de devis (RFQ).
La pression interne positive pousse la courroie flexible vers l'extérieur.
Cela peut augmenter la charge sur :
Des dimensions de conduit plus grandes peuvent amplifier les forces liées à la pression, c'est pourquoi la pression de fonctionnement et de conception réelle doit toujours être spécifiée.
La géométrie rectangulaire ne détermine pas le matériau par elle-même.
L'élément flexible doit être choisi en fonction de la température, de la composition du gaz, de la pression et des exigences environnementales.
Les systèmes de matériaux possibles incluent :
| Matériau | Fonction possible |
|---|---|
| Tissu en fibre de verre | Renforcement et support textile résistant à la chaleur |
| Fibre de verre enduite de silicone | Couche extérieure flexible ou couche d'étanchéité |
| Tissu enduit de PTFE | Barrière de gaz résistante aux produits chimiques |
| Tissu de silice | Protection haute température pour face chaude |
| Isolation thermique | Réduction de la température à travers l'assemblage flexible |
| Maille métallique ou doublure | Protection contre l'abrasion et l'écoulement |
Pour une comparaison détaillée des matériaux, consultez notre guide sur les Matériaux pour joints de dilatation en tissu : PTFE, silicone, fibre de verre et silice.
Les grandes conduites de chaudières, de fours et de gaz de combustion peuvent fonctionner à des températures dépassant les limites d'exposition directe pratiques de certains matériaux d'étanchéité flexibles.
Au lieu d'exiger que chaque couche survive à la température totale du processus, le joint de dilatation peut utiliser une conception thermique multicouche.
Une séquence fonctionnelle typique pourrait inclure :
Gaz chaud
↓
Revêtement d'écoulement
↓
Protection de la face chaude
↓
Couche d'isolation
↓
Renforcement
↓
Joint d'étanchéité aux gaz flexible
La construction réelle doit toujours être déterminée en fonction de la température du processus, de la température de dérangement, de la vitesse des gaz et des conditions chimiques.
Les équipements de production d'énergie contiennent de nombreux grands passages de gaz rectangulaires.
Les emplacements potentiels incluent :
Ces systèmes peuvent combiner des températures élevées, des mouvements thermiques, des vibrations, une pression négative et des cendres volantes.
Par conséquent, la conception du revêtement et le contrôle des particules peuvent être tout aussi importants que le matériau de la bande en tissu.
Les conduites de traitement du ciment créent des conditions d'abrasion et d'accumulation particulièrement sévères.
Les applications peuvent inclure :
La poussière de ciment peut pénétrer dans la cavité du joint de dilatation et interférer avec le mouvement si la conception de protection interne est inadéquate.
Pour ces applications, veuillez fournir les conditions des particules et la vitesse des gaz, ainsi que les données de température et de mouvement.
Les aciéries et les installations de fours industriels peuvent exposer les joints de conduits rectangulaires à des températures de gaz élevées et à une chaleur rayonnante.
Les priorités de conception typiques incluent :
Des tissus à haute teneur en silice et des matériaux isolants appropriés peuvent être évalués lorsqu'une protection thermique supplémentaire est requise.
Les grands ventilateurs industriels se raccordent souvent directement aux conduits rectangulaires.
À ces emplacements, le joint de dilatation doit principalement gérer :
La construction du matériau peut donc être très différente de celle d'un joint situé directement à la sortie d'un four à haute température.
| Facteur de conception | Joint rectangulaire en tissu | Soufflet métallique rectangulaire |
|---|---|---|
| Élément flexible principal | Tissu technique ou bande composite | Métal formé |
| Service typique | Grands conduits de gaz à basse pression | Systèmes de conduits métalliques conçus |
| Grandes dimensions | Hautement pratique | Possible mais mécaniquement plus complexe |
| Mouvement latéral | Haute flexibilité | Dépend de la configuration du soufflet |
| Forces de ressort | Généralement faibles | Plus élevées et dépendantes de la conception |
| Système de matériau | Peut combiner des couches thermiques et chimiques | À base d'alliage métallique |
| Remplacement de l'élément flexible | La courroie peut être remplaçable séparément | L'assemblage du soufflet est normalement remplacé ou réparé |
Il n'existe pas de taille maximale universelle unique.
Les joints de dilatation en tissu sont particulièrement adaptés aux grandes dimensions de conduits car l'élément flexible peut être fabriqué autour du périmètre requis au lieu de nécessiter un grand soufflet circulaire formé.
Les limites de taille pratiques dépendent de :
Les très grands assemblages peuvent être conçus en sections transportables lorsque les conditions du site l'exigent.
Les grands assemblages rectangulaires peuvent être difficiles à transporter en une seule pièce.
Selon les dimensions et les exigences du projet, le cadre métallique peut devoir être :
Des dispositifs de retenue temporaires pour le transport peuvent également être nécessaires pour éviter toute déformation du cadre avant l'installation.
La méthode de transport doit être prise en compte lors de la conception, et non après la fin de la fabrication.
Les projets de remplacement nécessitent plus d'informations que la simple largeur et hauteur.
Avant de fabriquer un remplacement, collectez :
Si le joint existant a échoué prématurément, photographiez également les zones endommagées et expliquez la défaillance observée.
Les vieux conduits industriels ne sont pas toujours parfaitement carrés.
Les cycles thermiques à long terme, la tolérance de fabrication et le mouvement structurel peuvent créer des différences dimensionnelles entre les côtés opposés.
Pour les projets de remplacement, mesurez :
Cela peut révéler une distorsion qui ne serait pas visible à partir d'une seule mesure nominale de largeur × hauteur.
Un joint en tissu peut compenser un désalignement spécifié, mais il ne faut pas s'attendre automatiquement à ce qu'il absorbe une erreur de fabrication illimitée.
Un décalage permanent important réduit la capacité de mouvement disponible pour un fonctionnement thermique normal.
Tout désalignement connu en position froide doit donc être signalé avant que le joint de remplacement ne soit fabriqué.
L'inspection doit porter une attention particulière aux :
Les symptômes de défaillance typiques incluent :
Pour un examen technique précis, la demande de prix (RFQ) doit contenir les informations suivantes :
| Largeur du conduit | Largeur réelle en mm ou en pouces |
| Hauteur du conduit | Hauteur réelle en mm ou en pouces |
| Longueur face à face | Distance installée entre les plans de fixation |
| Température de fonctionnement | Température de processus continue |
| Température maximale | Valeur de crête et durée d'exposition |
| Pression | Pression de service et de conception positive ou négative |
| Fluide de procédé | Air chaud, échappement, gaz de combustion ou autre gaz de procédé |
| Compression axiale | Mouvement requis vers le joint |
| Extension axiale | Mouvement requis à l'opposé du joint |
| Latéral horizontal | Mouvement latéral requis |
| Latéral vertical | Mouvement vertical requis |
| Mouvement angulaire | Rotation requise le cas échéant |
| Vitesse du gaz | Vitesse d'écoulement à travers le conduit |
| Particules | Poussière, cendres volantes ou solides abrasifs |
| Revêtement | Détails du revêtement interne existant ou requis |
| Fixation | Courroie, bride boulonnée ou assemblage à souder |
Pour un joint rectangulaire sur mesure, un dessin utile doit montrer :
Les dessins CAO sont préférables pour les assemblages complexes, mais un PDF dimensionnel clair ou un croquis technique peut également fournir suffisamment d'informations pour une évaluation initiale.
BSTFLEX fabrique des joints de dilatation en tissu rectangulaires sur mesure pour les systèmes de conduits industriels transportant de l'air chaud, des gaz d'échappement, des gaz de combustion et d'autres gaz de procédé.
Les conceptions peuvent être développées autour des dimensions de conduit spécifiques au client, de la température de fonctionnement, de la pression positive ou négative, du mouvement, de la chimie des gaz, de la vitesse et des conditions de particules.
Les constructions disponibles peuvent combiner de la fibre de verre, du tissu enduit de silicone, des matériaux à base de PTFE, du tissu de silice, des couches d'isolation et des systèmes de protection internes selon les exigences de l'application.
Pour des informations complètes sur le produit, visitez la page BSTFLEX Non Metallic Fabric Expansion Joint.
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