Outils utilisés en tuyauterie (1) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Outils utilisés en tuyauterie (1)

Quelle image vous vient à l'esprit lorsqu'on vous parle d'un plombier ou d'un tuyauteur ?

La majorité d'entre vous aurez sans doute l'image d'une personne transportant un immense serre-tube. Il est évident que ce type de travail demande des habiletés dans la manipulation de plusieurs outils qui, dans certains cas, sont spécialement conçus pour les travaux de tuyauterie.

Au cours de cette étude, vous verrez les divers outils utilisés en tuyauterie et vous aurez l'occasion d'en faire l'apprentissage.

Vous étudierez plus particulièrement les étaux, les tarauds, les alésoirs, les filières, les extracteurs, les outils à évaser et enfin les cintreuses.

1. Étaux

Les étaux sont très utiles pour maintenir solidement les diverses pièces sur lesquelles on désire travailler

Cet équipement est généralement constitué de deux mâchoires, d'une vis de serrage et d'une base. La figure suivante expose les différentes parties d'un étau à base fixe.

Parties d'un étau :

Ce type d'étau n'est cependant pas très utile pour maintenir des tuyaux. En effet, en raison de la forme de ceux-ci, l'étau à mâchoires plat n'offre qu'une faible surface de contact. Il existe toutefois des étaux spécialement conçus pour les travaux de tuyauterie. La figure suivante en présente quelques types.

Étaux pour tuyaux :

L'étau à mâchoires serre-tubes possède deux types de mâchoires ; 

    - les supérieures, standard, servent à la prise de pièces non cylindriques ;

    - les inférieures, qui procurent une emprise solide sur les tuyaux. Ces mêmes mâchoires inférieures peuvent retenir les tuyaux dont le diamètre varie de 3 mm à 150 mm, selon les dimensions de l'étau.

L'étau à chaîne pour sa part est très utile pour obtenir une prise solide puisque la chaîne épouse la forme du tuyau. Son utilisation est très simple : il suffit d'entourer le tuyau avec la chaîne et de la barrer en place à l'aide des encoches prévues à cette fin ; par la suite, on applique une tension sur la chaîne, à l'aide de la manivelle, afin de bloquer les tuyaux entre la chaîne et les mâchoires.

Il est à noter que pour les tuyaux en plastique, il est recommandé d'utiliser des mâchoires non dentées, recouvertes de néoprène, afin d'éviter d'érafler le tuyau.

Enfin, l'étau à étrier ressemble un peu plus à l'étau standard. Son fonctionnement est très simple : on place le tuyau entre les deux mâchoires et on serre jusqu'à ce que l'étau ait une prise solide sur le tuyau.

Les deux derniers types d'étaux que vous venez de voir ont comme caractéristique commune le fait de pouvoir être utilisés sur l'établi ou encore d'être montés sur un trépied, ce qui les rend plus transportables.

2. Support

Il arrive très souvent, lorsqu'on travaille avec des tuyaux, que leur longueur entraîne des problèmes de manipulation. L'utilisation d'un trépied supplémentaire, à l'extrémité du tuyau, permet donc d'obtenir la stabilité désirée.

La figure suivante montre un exemple d'utilisation du support supplémentaire.

Trépied de support :

3. Autres outils de serrage de tuyaux

Il existe une vaste gamme d'outils de serrage conçus pour travailler sur les tuyaux. La figure suivante présente quelques-uns de ces outils employés en tuyauterie.

Outils de serrage :

La clé serre-tube n'est pas recommandée pour serrer des écrous, car il y a risque de les endommager ; on peut toutefois s'en servir sur des écrous endommagés. On utilise surtout cet outil pour tourner des pièces cylindriques. Sa principale caractéristique est le resserrement des mâchoires lorsqu'une pression est exercée au dos du manche.

Les serre-tubes à chaîne et à sangle offrent une bonne prise, que la pièce soit ronde, carrée ou même hexagonale. La grosseur de la pièce que peuvent serrer ces outils dépend uniquement de la longueur de la chaîne ou de la sangle. Il est à noter qu'il est préférable d'utiliser le serre-tube à sangle lorsqu'on doit éviter d'endommager la surface du tuyau.

Les clés plates et à œil sont des outils très simples, qui servent à visser ou à dévisser des boulons ou des têtes de vis. Le point le plus important à retenir concernant l'utilisation de ces outils est que l'ouverture de la clé doit correspondre à la dimension de l'écrou ou de la tête de vis. On doit donc porter une attention particulière au choix de l'outil.

4. Outils de coupe

Le coupage des tuyaux peut se faire de différentes façons. La méthode de base consiste toutefois à employer une scie à métaux. En raison de l'épaisseur relativement mince des parois des tuyaux, il est recommandé d'utiliser une lame possédant un grand nombre de dents, par exemple 12 dents au cm.

La figure suivante montre le coupage d'un tuyau à l'aide d'une scie à métaux.

Utilisation de la scie à métaux :

On peut remarquer qu'il est possible d'utiliser un guide pour obtenir une coupe parfaitement perpendiculaire à l'arc du tuyau. Cela facilitera par la suite les opérations de taraudage ou de filetage. Ce guide est l'équivalent de la boîte à onglets que l'on utilise pour couper des pièces de façon très précise.

Une autre méthode, très employée pour couper les tuyaux, consiste en l'utilisation d'un coupe-tube. Cet instrument est composé :

    - d'une ou de plusieurs petites lames circulaires,

    - de guides sur rouleau,

    - d'un cadre,

    - et enfin d'une vis de serrage qui permet de régler la hauteur de la lame selon le diamètre du tuyau. 

La figure suivante montre les diverses parties d'un coupe-tube.

Il va sans dire que la dimension du coupe-tube varie suivant la dimension et le type de matériau dont est fabriqué le tuyau. Cependant, le principe du fonctionnement est toujours le même : on place le coupe-tube à l'endroit approprié et on serre la vis jusqu'à ce que la lame s'appuie sur le tuyau ; on fait ensuite tourner le coupe-tube, ce qui a pour effet de rainer le tuyau. Il est recommandé, au départ, de faire au moins deux tours pour bien commencer la coupe. Finalement, pour compléter la coupe, il suffit de serrer la vis de  à 1 tour, selon le pas de la vis et la dureté du métal. Il est préférable de toujours faire un tour complet avant de serrer la vis, ceci pour obtenir une coupe uniforme.

Coupe-tube :

Alésoirs :

L'alésage de l'extrémité du tuyau est l'étape nécessaire qui suit la coupe. L'outil que l'on utilise pour ce type de travail est l'alésoir à tuyau.

La figure suivante présente un alésoir à tuyau ainsi que diverses pointes d'alésage.

Alésoir à tuyau et pointes :

On remarque qu'il existe différentes pointes pour l'alésoir.

L'alésoir droit (celui de base) offre une qualité de travail limitée en raison de l'ébarbage plus ou moins continu qu'il procure. L'alésoir hélicoïdal pour sa part est plus efficace et, malgré son coût légèrement plus élevé, il est recommandé pour effectuer un travail de qualité.

La dimension de la pointe de l'alésoir varie en fonction du diamètre du tuyau à aléser. L'alésoir peut être actionné manuellement ou encore à l'aide d'un moteur ; la rotation de la pointe enlève les barbes. La figure suivante montre le résultat de l'alésage sur un tuyau métallique que l'on vient de couper.

Alésage :

5. Filières

Une fois que l'extrémité du tuyau est bien préparée, on peut procéder à son filetage. Les fabricants de tuyaux utilisent des machines à fileter pour accélérer le procédé. Mais le mécanicien industriel lui devra plutôt se servir d'une filière manuelle à cliquet pour effectuer le filetage des tuyaux.

La figure suivante expose une filière manuelle.

Filière manuelle :

Ce type d'outil est muni d'une série de quatre peignes qui servent à tailler les filets. Il est à noter que les filets doivent avoir une conicité sur le diamètre, de 0,6 mm par cm.

La figure suivante démontre la conicité des filets d'un tuyau.

Conicité :

Cette conicité permettra d'obtenir l'étanchéité désirée ; il suffit d'ajouter un produit d'étanchéité pour éviter toutes fuites. Les peignes sont conçus de façon à créer la conicité voulue lors du filetage.

Les peignes existent donc en différentes dimensions suivant :

    - le pas du filet,

    - la longueur désirée du filetage,

    - le diamètre nominal du tuyau et le matériau dont il est fabriqué.

Le tableau de la figure suivante contient les valeurs standard des filets en tuyauterie.

Filets de tuyauterie :

Procédé de filetage :

Le filetage d'un tuyau ressemble énormément au filetage d'un boulon ou d'une tige métallique. On s'assure d'abord que le tuyau est bien fixé et stable. A cet effet, il est nécessaire de placer le tuyau dans un étau et de laisser dépasser la partie que l'on devra fileter. On détermine par la suite le jeu de peignes qui correspond au diamètre et au matériau du tuyau à fileter. 

L'étape qui suit est cruciale, car le positionnement exact de la filière assure d'un bon filetage. La filière possède un guide qui la maintient droite et garantit un filetage uniforme. Une fois que la filière est bien en place, on commence à la tourner dans le sens horaire tout en exerçant une bonne pression pour que les peignes puissent mordre dans le matériau. Une fois que la filière a fait un tour ou deux, il n'est plus nécessaire d'appliquer de pression puisque la filière avance d'elle-même. On continue ainsi de tourner la filière, jusqu'à ce que l'extrémité du tuyau atteigne le bout du peigne. Il ne faut surtout pas oublier, avant tout, de lubrifier généreusement la pièce à l'aide d'un fluide de coupe.

Le rochet de la filière permet d'effectuer le travail dans des endroits restreints, où il serait impossible de faire faire un tour complet à la filière.

L'enlèvement de la filière est très simple : il suffit d'inverser le sens du rochet et de tourner la filière dans le sens anti-horaire, jusqu'à ce que les peignes soient complètement libérés. On peut alors retirer la filière, tout en prenant bien garde de ne pas frapper les nouveaux filets.

Tarauds :

Les tarauds coniques pour tuyau possèdent les mêmes conicités et pas de filet que les filières dont nous venons de parler, offrant ainsi un serrage de qualité

Avant de procéder au taraudage proprement dit, il faut percer la pièce pour que le diamètre du trou corresponde au besoin de taraudage. Ainsi, un trou trop petit fera en sorte que l'on doive enlever trop de métal lors du taraudage, ce qui pourra s'avérer parfois impossible, tandis qu'un trou trop grand se traduira par des filets trop fragiles en raison de leur épaisseur.

Il est bon de retenir que le diamètre inscrit sur le taraud ne correspond pas à son diamètre extérieur mais bien au diamètre du tuyau concerné.

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