Les goujons sont des fixations courantes dans de nombreuses industries lourdes. D'apparence simple, ils jouent pourtant un rôle essentiel dans les systèmes soumis à la pression, à la chaleur et aux vibrations. De nombreux ingénieurs et acheteurs les privilégient. goujons Parce qu'ils sont fiables, robustes et faciles à installer. Ce guide explique clairement et simplement ce que sont les goujons, comment ils sont fabriqués et comment ils sont utilisés. Il présente également les principaux types, matériaux, classes de résistance et finitions.
1. Que sont les goujons ?
Un goujon est une longue tige droite filetée à ses deux extrémités. La plupart des goujons sont entièrement filetés d'une extrémité à l'autre. tiges filetéesOn les utilise généralement avec deux écrous hexagonaux de grande taille, un à chaque extrémité. Ces écrous exercent une forte force de serrage, assurant ainsi la solidité de l'assemblage.
Les goujons se distinguent des boulons classiques par l'absence de tête. Ils permettent également, lors de la maintenance, de ne retirer que les écrous, le boulon restant ainsi en place. Les réparations sont ainsi plus rapides et plus sûres. C'est pourquoi les goujons sont fréquemment utilisés dans les brides, les pipelines, les appareils à pression, les échangeurs de chaleur et de nombreuses machines des secteurs pétrolier et gazier.
Les goujons peuvent supporter des charges très élevées. Ils résistent également à la chaleur et à la pression. C'est pourquoi ils sont essentiels dans les industries où la sécurité est primordiale.
2. Goujons standard
Les goujons sont soumis à des normes strictes. Ces normes aident les ingénieurs à choisir le goujon adapté à chaque application. Elles garantissent également la performance des goujons dans des conditions difficiles. Les normes les plus courantes pour les goujons sont les suivantes :
ASTM A193 pour service à haute température et haute pression
ASTM A320 pour service à basse température
ASME B16.5 pour les dimensions de la bride
API 6A pour les équipements pétroliers et gaziers
ISO et DIN pour les goujons métriques
Ces normes définissent les exigences relatives aux matériaux, à la résistance mécanique, au traitement thermique, aux essais et aux dimensions. Lorsqu'un ingénieur de projet choisit une nuance spécifique, cela signifie que le goujon doit respecter l'ensemble des règles de la norme. Ceci permet d'éviter les défaillances, les fuites et les accidents. Ces normes garantissent que chaque goujon répond aux exigences minimales de sécurité et de performance.
3. Pourquoi utilise-t-on des goujons (Principaux avantages)
Les goujons offrent de nombreux avantages, ce qui explique leur popularité dans les systèmes industriels. De ce fait, ils sont devenus la norme dans de nombreux projets industriels.
PrénomIls permettent une répartition uniforme de la charge. Lorsqu'une bride ou un joint de pression doit résister à la pression, les écrous se serrent de manière circulaire. La charge se répartit uniformément, assurant ainsi l'étanchéité du joint.
SecondeLes goujons sont faciles à installer et à retirer. Lors de la maintenance, les opérateurs peuvent desserrer les écrous sans avoir à démonter le boulon entier. Cela permet un gain de temps et réduit les temps d'arrêt en usine.
TroisièmeLes goujons peuvent résister à des températures et des pressions élevées. De nombreux matériaux, comme le B7 ou l'Inconel, sont conçus pour ces conditions. C'est pourquoi les goujons sont utilisés dans les chaudières, les systèmes de vapeur, les réacteurs et les raffineries.
QuatrièmeLes goujons sont disponibles en différentes longueurs. Lorsqu'une bride est épaisse ou qu'une isolation est utilisée, les ingénieurs peuvent choisir un goujon plus long sans modifier la conception.
CinquièmeLes goujons sont économiques. Simples à produire en de nombreuses dimensions, ils s'adaptent à une large gamme de systèmes.
4. Types de goujons
Il existe plusieurs types principaux de goujons. Chaque type est utilisé à des fins différentes.
Goujons entièrement filetés
Ce sont les plus courants. Ils sont filetés sur toute leur longueur. Ils s'utilisent avec deux écrous pour les raccords à brides. La plupart des brides utilisées dans l'industrie pétrolière et gazière sont de ce type.
Boulons à goujon à double extrémité
Ces boulons sont filetés aux deux extrémités mais possèdent une partie centrale lisse. Une extrémité s'insère généralement dans un trou taraudé d'une machine. L'autre extrémité reçoit un écrou. Ces boulons sont utilisés dans les pompes, les vannes et les moteurs.
Goujons à extrémité taraudée
Ces boulons possèdent une extrémité filetée courte et une extrémité filetée longue. L'extrémité courte se visse dans un trou taraudé. L'extrémité longue reçoit un écrou. Ils sont utilisés dans les équipements haute pression et haute température.
goujons à filetage continu
Ces goujons sont similaires aux goujons entièrement filetés, mais sont fréquemment utilisés dans la construction générale. Ils peuvent servir à de nombreuses applications de fixation simples.
Goujons à tige réduite
Ces boulons possèdent une partie centrale plus mince. Ils sont utilisés lorsque les ingénieurs souhaitent limiter les contraintes dans l'assemblage. Le choix du type de goujon dépend de la charge, de la température, de l'espace disponible et des exigences de conception.
5. Matériaux utilisés pour les goujons
Les goujons doivent être fabriqués dans un matériau approprié car ils sont exposés à la chaleur, à la pression, à la corrosion ou à des produits chimiques. Les matériaux les plus courants sont :
Acier au carbone
L'acier au carbone est solide et économique. Boulons à tiges métalliques ASTM A193 B7 La norme ASTM A320 L7 est la plus courante pour les applications à haute température. La norme B7M est utilisée pour les applications à basse température. La norme B7M présente une dureté inférieure pour les environnements contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S).
Aciers alliés Les aciers alliés peuvent supporter des températures et des contraintes élevées.
Le A193 B16 est utilisé à des températures supérieures à 450 °C.
Acier Inoxydable
L'acier inoxydable est résistant à la rouille et à la corrosion. Les nuances comprennent les aciers 304, 316, 321 et 347. Ils sont utilisés dans les usines chimiques, les usines agroalimentaires et les systèmes marins.
Alliages de nickel
Ces alliages résistent aux températures extrêmes et à la corrosion. Les nuances courantes sont : Inconel 718,Inconel 625Monel 400, Hastelloy C276, duplex et super duplex. Ces alliages sont utilisés dans les secteurs offshore, du traitement chimique, des fours à haute température et en milieu marin. Le choix du matériau approprié garantit la sécurité et une longue durée de vie.
6. Finitions des goujons
Les finitions protègent la surface du boulon contre la corrosion et facilitent l'installation. Différentes finitions sont utilisées en fonction de l'environnement et du coût.
Les finitions courantes des goujons comprennent : le zingage pour une protection anticorrosion de base et la galvanisation à chaud pour une utilisation extérieure ou marine. boulons à revêtement PTFE (Téflon) Ces boulons sont utilisés dans les usines chimiques et les équipements offshore. Les boulons Dacromet ou Geomet offrent une excellente résistance à la corrosion. L'oxyde noir leur confère un aspect soigné et une protection légère. Le revêtement phosphaté assure une meilleure lubrification lors du serrage. Une finition de qualité prévient la rouille, réduit la friction et prolonge la durée de vie du boulon.
7. Classes de résistance des goujons
Les classes de résistance des goujons sont importantes car elles indiquent la charge maximale qu'ils peuvent supporter. Ces classes sont définies dans des normes telles que l'ASTM A193 et l'A320. Parmi les classes de résistance courantes, on trouve : les goujons A193 B7, conçus pour une haute résistance et adaptés aux hautes températures ; les goujons A193 B7M, dont la dureté est contrôlée pour les environnements contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S) ; les goujons A193 B16, adaptés aux très hautes températures ; et les goujons A320 L7, utilisés pour les basses températures. Les goujons A320 L7M sont largement utilisés dans les systèmes basse température et conviennent parfaitement aux applications cryogéniques.
Nuances d'acier inoxydableLa résistance varie selon le type, mais l'acier inoxydable offre une résistance à la corrosion et une bonne résistance mécanique.
Nuances d'alliage de nickel L'Inconel et d'autres alliages peuvent atteindre une résistance extrêmement élevée. Ils sont utilisés lorsque les conditions sont trop difficiles pour l'acier. Les classes de résistance aident les ingénieurs à choisir le goujon adapté à chaque projet.
8. Où les goujons sont utilisés (Applications)
Les goujons sont présents dans de nombreux secteurs industriels car ils sont robustes et faciles à utiliser.
Goujons pour pétrole et gaz Elles sont utilisées dans les pipelines, les raffineries, les installations de forage, les dispositifs anti-éruption et les appareils à pression. Elles sont indispensables pour les raccords à brides.
Usines pétrochimiques :Ils sont utilisés dans les réacteurs, les échangeurs de chaleur, les unités de craquage et les cuves de traitement chimique.
Boulons à goujons pour centrales électriques contenir les conduites de vapeur, les chaudières, les turbines, les vannes et les tuyauteries haute pression.
Offshore et maritime : Ils résistent à la corrosion par l'eau de mer et sont utilisés dans les plateformes, les unités FPSO et les équipements sous-marins.
Mines et industrie lourde : Ils sont installés sur les concasseurs, les convoyeurs, les pompes et les machines lourdes.
Industrie générale: Utilisation : Ils sont utilisés dans les pompes, les moteurs, les compresseurs et de nombreux systèmes de construction.
Conclusion:
En résumé, le goujon est un élément de fixation essentiel dont la force réside dans sa conception simple et sans tête. Cette forme unique, associée à deux écrous, permet une répartition optimale de la charge et un serrage précis sur site, indispensable pour les systèmes haute pression étanches.
Régulés par des normes strictes telles que l'ASTM A193/A320, les goujons sont fabriqués à partir de matériaux spécifiques, allant de l'acier allié B7 à haute résistance à l'acier inoxydable B8M résistant à la corrosion, et protégés par des finitions spéciales comme le PTFE. Grâce à leur résistance, leur tenue à la fatigue et leur compatibilité environnementale garanties, les goujons sont la norme pour les assemblages à brides dans les industries les plus exigeantes, notamment le pétrole et le gaz, la production d'énergie et la chimie.
Lorsque la sécurité, la précision et la performance dans des conditions extrêmes (chaleur intense, pression élevée ou froid glacial) sont non négociables, le goujon reste le champion incontesté de la fixation industrielle.
