Le tube de chaudière, élément clé de l'équipement des

Les cheminées internes et les cheminées des chaufferies sont des conceptions bien spécifiques. L'absence de soudure est un trait caractéristique de la plupart d'entre eux, ce qui augmente considérablement la résistance aux déformations internes.

Ci-dessous, nous décrivons les caractéristiques les plus courantes de ces tuyaux et donnons des recommandations pour leur utilisation dans l'agencement des chaufferies.

Aperçu du produit

Types principaux

Aujourd'hui, deux types de produits de tuyauterie sont appelés tuyaux de chaudière:

1. Matériaux utilisés pour l'installation d'installations de vapeur dans les tuyauteries internes.
2. Produits destinés à l'agencement de systèmes d'évacuation de fumée.

Dans le même temps, quelle que soit la destination, ces pièces sont le plus souvent fabriquées à l’aide d’une technologie homogène. De ce fait, la structure interne du matériau des parois conserve son homogénéité, il n’existe aucune zone de contrainte interne, ce qui permet au tuyau de résister à une chaleur intense et à une pression considérable.

Selon le procédé de fabrication, on distingue les types suivants:

• Produits dessinés. Leur production provient de la billette en acier durable, traitée sur une machine spéciale. Dans ce cas, en une passe, la section peut être réduite de 80 à 90%, ce qui permet de produire des tuyaux avec des coûts de main-d'œuvre minimes. La dernière étape est l’alignement des extrémités et le calibrage final.

• Laminé à chaud. Fabriqué à partir d'ébauches cylindriques solides par clignotement sur des presses spéciales. Le résultat est un manchon creux, qui est ensuite usiné sur un laminoir jusqu'à ce que le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi atteignent les valeurs prévues.

Faites attention! Les dimensions des produits laminés à chaud sont soumises à des restrictions: diamètre extérieur d'au moins 20 mm, épaisseur de paroi - 2,5 mm et plus. Cependant, pour l'équipement des chaufferies, des pièces plus massives sont le plus souvent utilisées.

Si nous tenons compte de l’objet, les produits de tuyauterie de ce groupe peuvent être divisés en:

• Chaufferie basse pression - tuyaux à paroi épaisse obtenus par déformation à froid ou à chaud et utilisés à basses pressions et températures.
• Aileron - pièces laminées à chaud ou étirées à froid avec des nervures de renforcement latérales, orientées pour travailler dans des conditions de haute pression. Il convient de noter que ces produits présentent des exigences beaucoup plus sévères en matière de résistance, respectivement, et que leur prix sera beaucoup plus élevé.

Documents réglementaires et nomenclature

La tuyauterie interne, les unités de chauffage et même la cheminée de la chaufferie sont des structures qui subissent de très lourdes charges de fonctionnement. C'est pourquoi la production de pièces pour leur installation ne peut être réalisée qu'en stricte conformité avec la réglementation (lire également l'article Tuyau Viniplast - caractéristiques et champ d'application).

En tant que tels documents sont les conditions techniques:

• TU 14-3-190-2004 - Structures en acier sans soudure pour installations thermiques et leurs pipelines.
• TU 14-3-460-2009 - version mise à jour du document précédent.

Faites attention! En plus des normes ci-dessus, les tuyaux professionnels peuvent mentionner les tuyaux de chaudière TU 14 3P 55 2001. Leur utilisation pour l’installation d’équipements à vapeur et de conduites est également autorisée, car ces produits supportent des pressions allant jusqu’à 95–98 MPa et des températures jusqu’à 500⁰C.

Le manuel régit strictement les dimensions des pièces et les tolérances. Vous trouverez ci-dessous un tableau qui répertorie les principaux paramètres permettant de déterminer la conformité des canalisations aux normes:

Faites attention! Habituellement, la livraison est effectuée sur le diamètre extérieur du produit. Dans certains cas, il est possible de fabriquer des pièces en fonction du diamètre interne (sous réserve de l'approbation préalable).

Le marquage de couleur des pièces en fonction de la nuance d'acier utilisée est également assez courant.

Peignez la nuance appropriée sur les extrémités du tuyau:

• Vert - 20.
• Bleu-20PV.
• Rouge -12x1mf.
• Blanc - 15H1M1F.
• Bleu - 12H2MFSR
• Jaune - 15XM, etc.

L’étude de ce marquage facilite la sélection des éléments lors de l’installation du système.

Utilisation de cheminées

Caractéristiques de conception

Outre l’équipement interne, une cheminée est également installée sur une installation thermique. L'efficacité de l'ensemble du système dépend de la précision du calcul de la cheminée de la chaudière et de la qualité de l'installation de la structure.

Il existe plusieurs types de tels tuyaux:

• Ferme. La cheminée interne est fixée à des fermes en acier autoportantes installées au sol et fixées avec des ancrages de profondeur ou un panier d'ancrage dans une base monolithique en béton armé.
• Autoportant. Ils sont assemblés à partir de plusieurs cheminées entourées d'un circuit calorifuge et fixées à l'intérieur d'une coque autoportante en acier. La structure externe supporte une charge statique et résiste également au vent.

• Facade. Le plus simple à installer, certains peuvent être installés même de leurs propres mains. Représenter une cheminée en acier préfabriquée ou monolithique, montée soit directement sur le mur, soit sur un système de supports muraux.
• Mât. En tant que conduit de fumée, on utilise un tuyau en acier à parois épaisses sans soudure, dont la partie inférieure est fixée par des ancres sur la plaque de sous-sol. Pour résister aux charges de vent, la structure est fixée avec des entretoises de câbles.

Faites attention! La cheminée de mât peut également être équipée d'un capot de protection calorifuge.

Il convient de noter que la plupart de ces structures ont des dimensions et un poids importants. C'est pourquoi l'installation ou le démontage du tube de la chaudière est principalement effectué par des organismes spécialisés. Les seules exceptions sont les petites cheminées de maisons privées, ainsi que les petits systèmes de façade mentionnés ci-dessus.

Calculs des paramètres principaux

Pour la conception et la construction d’une cheminée fonctionnant efficacement, il est nécessaire de calculer à l’avance ses paramètres de base, qui incluent la hauteur de la cheminée de la chaudière et son diamètre interne. Le moyen le plus simple de procéder consiste à utiliser des programmes spéciaux pour les calculatrices disponibles sur Internet, mais même sans eux, vous pouvez obtenir au moins des chiffres approximatifs.

Faites attention! Outre ces figures, il est également nécessaire de déterminer les caractéristiques mécaniques de la structure et les paramètres thermiques (distorsion en température, degré de chauffage de l'enveloppe, épaisseur d'isolation, etc.)

Pour les chaudières domestiques de petite capacité, les données source seront à peu près les mêmes:

• Température d'entrée de gaz - jusqu'à 200⁰C.
• Le mouvement du gaz dans le tuyau - 2 m / s et plus.
• La hauteur de SNIP est à au moins 5 m de la grille et à au moins 0,5 m de la crête (pour les modèles industriels - au moins 5 m plus haut que l'objet le plus haut dans un rayon de 25 m).
• Pression de gaz naturel - 4 Pa ​​et plus.

A titre d'exemple, nous calculons le diamètre d'un tuyau en acier isolé (coefficient thermique B = 0,34) requis pour le fonctionnement d'une chaufferie, dans lequel 10 kg de bois de chauffage ayant une humidité de 25% et une température de sortie de 150 sont brûlés par heure.⁰C.

Le volume de gaz nécessaire à la combustion du carburant - 10 m³/ kg:

• Nous calculons le volume de gaz à l’entrée du tuyau par seconde en utilisant la formule suivante: Vr = m * V * (1 + t / 273) / 3600, où m est la masse du carburant et V le volume du gaz.
• Nous obtenons Vr = (10 * 10 * 1,55) / 3600 = 0,043 m³/ s.
• En utilisant la formule pour le volume du cylindre, nous déterminons le carré du diamètre D² = (4 • 0,043) / 3,14 • 2 = 0,027.
• En conséquence, le diamètre minimal de la cheminée sera de 0,165 m.

Comme vous pouvez le constater, même le calcul d’un paramètre est assez compliqué. Ceci est un autre argument en faveur du fait que la conception des cheminées, spécialement conçue pour soutenir le fonctionnement des chaufferies à grande capacité, devrait être confiée à des professionnels.

Protection contre la foudre

Tenant compte de toutes les caractéristiques de la préparation du projet, une installation correcte, une inspection régulière des cheminées de chaudière afin de détecter les défauts et leur élimination rapide sont des conditions essentielles pour un travail efficace. Cependant, la cause d'une défaillance du système peut parfois être due à des facteurs externes.

La foudre est l’un de ces facteurs. Il faut donc protéger les hautes canalisations de son impact:

• Sur des paratonnerres montés en acier ou en cuivre sur des cheminées non métalliques. Leur nombre peut varier de un (structures jusqu’à 50 m) à trois (à partir de 150 m). Dans certains cas, les tiges sont remplacées par des plaques annulaires en acier, qui sont montées à l'extrémité.

• Pour les conduites en béton, le rôle des paratonnerres est joué par l'armature interne. Pour améliorer l'efficacité de son fonctionnement, les bords supérieurs des tiges sont soudés ensemble.
• Le tube d'acier lui-même joue le rôle d'un paratonnerre. Naturellement, dans ce cas, il est important de fournir une mise à la terre de haute qualité.

Conclusion

La conception des cheminées des chaufferies ainsi que la sélection des éléments pour la formation de circuits caloporteurs ne doivent être effectuées qu’après une formation théorique de base. Pour commencer, nous vous recommandons d'étudier les algorithmes et la vidéo dans cet article. Toutefois, vous ne devriez pas commencer à travailler sans une bonne pratique: le risque d'erreur est trop grand, ce qui peut nuire considérablement au fonctionnement du système (voir aussi Tubes déformés à froid: normes et technologie de production).