Outils utilisés en tuyauterie (2) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Outils utilisés en tuyauterie (2)

1. Alésage

L'alésage du trou avant le taraudage améliore la qualité des filets. Il est donc essentiel d'effectuer un alésage pour les cas où la tuyauterie subira de hautes pressions ou lorsque l'étanchéité devra être maximale. Il est recommandé d'aléser le trou toutes les fois que cela est possible afin d'éviter l'apparition de problèmes. L'alésoir conique pour tuyau est un outil de coupe qui donne sa conicité au trou à tarauder, à savoir 0,6 mm par cm. La figure suivante présente un type d'alésoir conique pour tuyau.

Alésoir conique :

Il existe des alésoirs pour toutes les dimensions standard de tuyaux, de 1,5 mm à 100 mm. Ici encore, il est recommandé d'utiliser un alésoir à denture hélicoïdale pour obtenir un trou de bonne qualité. La façon d'utiliser cet alésoir est identique à celle de l'alésoir droit.

Ainsi, on commence d'abord par placer l'alésoir dans un tourne-à-gauche. Par la suite, on place l'alésoir au-dessus du trou en s'assurant qu'ils sont tous deux dans le même axe. On exerce ensuite une pression bien balancée sur chaque bras du tourne-à-gauche en le tournant dans le sens horaire. La grande différence entre les alésoirs coniques et droits réside dans la profondeur de l'alésage. En effet, pour les tuyaux, on doit respecter une certaine profondeur pour conserver la conicité du trou. Il est donc recommandé d'aléser le trou sur une profondeur égale à la longueur des filets.

La figure suivante donne un exemple d'utilisation d'un alésoir.

Alésage conique d'un trou :

Il faut toujours garder en mémoire que des étapes tels le filetage, l'alésage ou le taraudage nécessitent l'application d'un fluide de coupe.

2. Taraudage

Une fois que le trou est bien préparé, on peut procéder au taraudage. Au départ, on doit savoir que les tarauds ne sont pas disponibles en jeu de trois (ébaucheur, intermédiaire et finisseur) en tuyauterie. C'est-à-dire qu'on utilise un seul taraud pour tailler les filets. La figure suivante présente un taraud conique pour tuyau.

Taraud conique pour tuyaux :

La façon d'utiliser un taraud à tuyau est presque identique à celle du taraud standard : on engage d'abord le taraud dans le tourne-à-gauche et on applique une pression égale sur deux branches. On commence alors la taille des filets en faisant faire un mouvement rotatif (sens horaire) au taraud avec le tourne-à-gauche.

Il importe que le taraud soit maintenu dans l'axe du trou si l'on désire obtenir un taraudage bien perpendiculaire ou encore pour empêcher que le taraud ne se coince. Par la suite, à l'aide d'une équerre, on vérifie la perpendicularité du taraud. Comme cette vérification tient compte de la conicité du taraud, on doit la faire des deux côtés du taraud.

On procède au taraudage en effectuant un tour complet dans le sens de coupe et en revenant ensuite d'un demi-tour pour couper les copeaux. Cela évite le coincement du taraud et même son bris. L'application d'un fluide de coupe facilite également l'opération.

La grande différence entre les taraudages coniques et droits réside dans la profondeur des filets. Ainsi, dans le cas d'un taraudage de filets droits, on les taille le plus profondément possible, alors qu'avec le taraud conique, on laisse dépasser 5 ou 6 filets du trou (figure suivante).

Profondeur du taraudage :

3. Extracteurs

Il arrive malheureusement que l'alésoir ou le taraud se coince et casse dans le trou ; ce problème peut être résolu à l'aide d'un extracteur. Il existe plusieurs types d'extracteurs dont quelques-uns sont représentés à la figure suivante.

Extracteurs :

L'extracteur à taraud est le plus simple à utiliser. Néanmoins, il ne peut servir à enlever des vis ou des tuyaux brisés.

Son principe de fonctionnement, très simple, est le suivant : 

    - On choisit d'abord l'extracteur qui correspond aux dimensions du taraud à extraire ; 

    - On utilise ensuite un tourne-à-gauche pour avoir une poigne solide sur l'extracteur ; 

    - Enfin, on emprisonne les rainures du taraud brisé entre les dents de l'extracteur et on tourne dans le sens contraire des filets, c'est-à-dire généralement dans le sens anti-horaire, pour extraire le taraud (figure suivante).

Extracteur de taraud :

Si le taraud refuse de sortir, on devra utiliser une autre méthode pour l'extraire. L'extracteur à vis constitue alors un choix possible. Le travail d'extraction sera cependant plus complexe, puisqu'on devra au préalable percer le taraud ou l'alésoir brisé. Comme ces taraud ou alésoirs ont généralement subi une trempe pour améliorer leur efficacité, il sera nécessaire de les chauffer pour les détremper. Ce chauffage sera fait à la torche, jusqu'à ce que la pièce soit rouge, mais sans endommager la pièce à fileter. Il est à noter que le refroidissement sera le plus lent possible afin que la trempe soit complètement enlevée.

Une fois que l'outil est détrempé, on procède au perçage. A cet effet, on utilise un foret à acier rapide d'un diamètre plus petit que celui de la tige du taraud ou de l'alésoir, cela pour permettre à l'extracteur d'avoir une bonne prise sur la partie brisée. Le perçage doit être bien centré pour éviter l'endommagement des parois de la pièce. Lorsque le trou est percé, on insère l'extracteur à vis correspondant. Les deux modèles présentés à la figure 5.16 possèdent des parties coupantes qui mordent dans la pièce et facilitent l'extraction.

On pourra enfin, selon l'outil et la dimension, employer un tourne-à-gauche ou une clé en guise de bras de levier.

Le dernier type d'extracteur sert à enlever les extrémités filetées des tuyaux ou des raccords. Son principe de fonctionnement est similaire à celui de l'extracteur à vis. La dimension des extracteurs à tuyaux est toutefois plus grande pour correspondre aux diamètres des tuyaux. Enfin, on commence par percer un trou pour faciliter la prise de l'outil.

Il est à noter, comme vous le savez déjà, que dans tous les cas d'extraction mécanique, on doit utiliser un lubrifiant pénétrant pour faciliter le travail. Il peut parfois arriver que les méthodes que vous avez vues jusqu'à maintenant ne permettent pas l'extraction de la partie cassée. Dans ce cas, vous devrez recourir à une méthode plus drastique, telle l'acide ou la désintégration.

4. Outils à évaser

L'évasement d'un tuyau est nécessaire lorsqu'on fait l'assemblage à l'aide d'un écrou à bague. La figure suivante montre ce type de montage.

Assemblage par écrou à bague :

L'outils à évaser le tuyau pourra être de 37° pour la haute pression, ou encore de 45° pour les moyennes et basses pressions. La figure suivante présente un outil à évaser.

Outil à évaser :

La façon d'utiliser cet outil consiste à placer le bout du tuyau dans la matrice et de procéder à l'évasement à l'aide du cône d'évasement. Il importe d'insérer l'écrou ainsi que la bague, s'il y a lieu, sur le tuyau avant de l'évaser car il sera impossible de les mettre en place par la suite.

La figure suivante expose les étapes de l'évasement d'un tuyau.

Évasement d'un tuyau :

Vous devez retenir que tous les outils et accessoires doivent correspondre au type d'évasement que vous désirez effectuer, soit 37 ou 45 degrés. Il existe d'autres types d'outils à évaser, mais ils sont moins utilisés dans l'industrie en raison de leur efficacité moindre.

La figure suivante montre deux autres types d'outils d'évasement, dont entre autres le mandrin évaseur qui sert à agrandir le bout des tuyaux de fortes dimensions (> 25 mm).

Autres types d'outils d'évasement :

5. Cintreuses

Le cintrage est une opération qui consiste à donner un rayon de courbure précis aux tuyaux. Cela est parfois nécessaire en raison de l'environnement physique du montage, de l'espace disponible ou des exigences de l'assemblage.

Cette opération permet d'éviter la sur- utilisation de coudes. Vous pouvez voir, à la figure suivante, la différence entre un montage fait avec des coudes et un montage utilisant un tuyau cintré de même qu'un exemple d'endroit où le cintrage des tuyaux est nécessaire.

Cintrage :

On cintre les tuyaux à l'aide d'outils qui permettent d'obtenir la courbure désirée sans modifier le diamètre intérieur du tuyau. Les quatre principaux types de cintreuses sont : 

    - la cintreuse à ressort ;

    - la cintreuse à levier ;

    - la cintreuse hydraulique ;

    - la cintreuse à vis sans fin.

La figure suivante présente ces quatre cintreuses.

Outils à cintrer :

La cintreuse à ressort est généralement utilisée pour cintrer le tuyau de cuivre de petite dimension. Le ressort s'insère à l'intérieur du tube afin d'éviter que le tuyau ne se referme sur lui-même (figure suivante) ; le ressort épouse la paroi du tuyau et l'oblige ainsi à garder sa forme. Le cintrage se fait manuellement, ce qui permet d'obtenir des formes diverses.

Tuyaux cintrés :

La cintreuse à levier est certainement la plus populaire pour les travaux généraux ; c'est un outil portatif qui permet d'obtenir des courbes précises. D'autre part, les leviers procurent suffisamment de force pour cintrer des tuyaux qui seraient difficiles à travailler manuellement. La cintreuse à levier possède généralement une échelle graduée qui aide à déterminer le rayon de courbure du tuyau. La figure suivante démontre la façon d'utiliser cet outil.

Cintreuse à levier :

La cintreuse hydraulique utilise le vérin pour obtenir la puissance nécessaire au cintrage des tuyaux de fortes dimensions ou de fortes résistances. On l'emploie également lorsque les travaux exigent de nombreux cintrages.

La cintreuse à vis sans fin constitue le parfait compromis entre la cintreuse hydraulique et la cintreuse à levier ; outre qu'elle possède une bonne puissance, elle est portative. On l'utilise principalement pour le cintrage de précision des tuyaux rigides, tels des tuyaux en acier.

Il importe de retenir que l'on doit toujours choisir une cintreuse dont les dimensions correspondent à celles du tuyau à cintrer.

En résumé sur les outils :

A la suite de la lecture de cette étude, vous devriez maîtriser plus particulièrement les points suivants :

Les étaux servent à maintenir solidement des pièces.

L'étau à mâchoires serre-tube, l'étau à chaîne et l'étau à étrier sont utilisés pour travailler sur des tuyaux.

L'utilisation d'un trépied de support est conseillé lorsqu'on travaille avec de très longs tuyaux.

Le coupage des tuyaux peut se faire à l'aide d'une scie à métaux ou d'un coupe-tuyau.

Le guide d'une scie assure d'une coupe bien droite.

L'alésoir sert à chanfreiner le bout d'un tuyau.

La filière est utilisée pour tailler des filets coniques (0,6 mm par cm) sur des tuyaux.

- La filière comprend un jeu de quatre peignes.

Les tarauds pour tuyauterie possèdent une conicité et sont utilisés pour tailler des filets dans un trou.

Le montage qui aura à subir une forte pression doit passer par l'alésoir conique avant le taraudage.

- Les opérations d'alésage, de filetage et de taraudage demandent l'application d'un fluide de coupe.

L'évasage du tuyau permet l'assemblage des tuyaux au moyen d'une union et d'un écrou à bague.

Les cintreuses servent à courber les tuyaux, sans modifier leur diamètre intérieur.

Cette étude vous a permis de découvrir les divers outils utilisés en tuyauterie. Les notions acquises vous permettront d'être plus confiant lors de vos travaux de tuyauterie.

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