Details

1. Introduction
Le banc d’essai de pressurisation de tubes Neometrix est une solution clé en main, spécialement conçue pour la validation rigoureuse des tubes métalliques sous des conditions combinées de haute pression et de haute température. Au cœur du système, il génère des pressions hydrostatiques jusqu’à 250 kgf/cm² (≈ 245 bar) et maintient des environnements thermiques jusqu’à 350 °C, permettant des essais complets d’endurance, d’éclatement et de fatigue sur des échantillons jusqu’à 1 200 mm de long, avec un diamètre extérieur de 90,12 mm et une épaisseur de paroi de 3 mm. Cette large plage de fonctionnement le rend idéal pour qualifier les matériaux et ensembles de tubes dans des secteurs critiques — tels que l’aéronautique, la production d’énergie, le pétrole & gaz et le nucléaire — où l’échec n’est pas envisageable. Construit autour d’une pompe amplificatrice Haskel à air et d’une instrumentation de pression WIKA de précision, le banc assure une montée en pression fluide, des paliers stables et un profilage précis de l’éclatement. Les blocs chauffants régulés par PID et le retour d’information des thermocouples garantissent une distribution uniforme de la température et des tolérances thermiques strictes. Ensemble, ces fonctionnalités reproduisent les contraintes réelles en laboratoire, fournissant aux ingénieurs des données exploitables sur la limite d’élasticité, le comportement au fluage et la performance d’étanchéité avant que les tubes ne soient déployés sur le terrain. Au-delà de ses capacités principales, la conception modulaire du système et les boucles de contrôle ouvertes 4–20 mA permettent une intégration transparente avec des plateformes PLC ou DAQ externes (par exemple, LabVIEW de National Instruments, DataTESTTM de Chant). La gestion des recettes, les interverrouillages de sécurité automatisés et l’enregistrement haute vitesse (≥ 10 Hz) simplifient les cycles de tests répétés et assurent la conformité aux normes telles que ASTM A312/A213, EN 10216-2 et API 5L. Avec la mise en service clé en main, la formation des opérateurs et un support complet d’étalonnage inclus, Neometrix fournit non seulement un banc d’essai, mais un véritable écosystème d’assurance qualité — prêt à s’adapter, à évoluer et à répondre aux exigences les plus strictes en R&D et production.

2. Composants & Architecture du Système
- Génération de pression hydraulique
- Pompe amplificatrice Haskel à air (Modèle MS-110) : Montée en pression contrôlable jusqu’à 250 kgf/cm² avec fonctionnement de sécurité pneumatique.
- Détection de pression : Double manomètre analogique WIKA (0–16 bar auxiliaire ; 0–600 bar principal) avec précision ±0,5 %, plus un transmetteur 4–20 mA pour retour numérique.
- Réseau de vannes : Vannes à boisseau et à aiguille en acier inoxydable, régulateurs de précision (1/4′′BSP, ≥ 150 psi) pour un contrôle fin de la pressurisation, du maintien et de la dépressurisation sécurisée.
- Gestion thermique
- Blocs chauffants régulés par PID : Chauffages cartouche dans des blocs en aluminium délivrant jusqu’à 350 °C, maintenus dans ±10 °C via thermocouples type K.
- Assemblage de serpentin de refroidissement : Trois serpentins SS-304 (6 m chacun) circulant le fluide pour protéger les joints et accélérer le refroidissement ; une vanne de mélange thermostatique prévient le choc thermique.
- Sécurité & Enceinte
- Enceinte de sécurité en fer galvanisé : Panneaux d’accès interverrouillés, bouton d’arrêt d’urgence et soupape de sécurité réglée à 300 bar.
- Protection électrique : Disjoncteurs, parasurtenseurs et fusibles des circuits chauffants garantissant la conformité CE/UL.
- Interface de contrôle & acquisition de données
- Entrées/Sorties analogiques : Quatre boucles 4–20 mA (deux pour la pression, deux pour la température) intégrables aux systèmes DAQ/PLC externes (LabVIEW, DataTESTTM).
- Stockage des recettes : HMI tactile ou logiciel PC pour stocker des profils de tests définissables par l’utilisateur (vitesse de montée, durée de palier, seuils d’alarme).

Caractéristiques Clés
- Profilage précis de la pression : Montées en pression jusqu’à 10 bar/min, paliers stables et précision des jauges ±0,5 % permettant des essais de tenue et d’éclatement précis.
- Contrôle thermique précis : Les chauffages régulés par PID assurent une distribution uniforme de la température, avec une stabilité de ±10 °C aux points de consigne jusqu’à 350 °C.
- Systèmes de sécurité robustes : Enceinte interverrouillée, soupape de surpression, arrêt d’urgence et extinction automatique en cas de dépassement des paramètres assurent la protection de l’opérateur.
- Conception modulaire : Raccords à déconnexion rapide et interfaces standardisées facilitant le remplacement de composants, la reconfiguration du système et les futures mises à niveau.
- Prêt pour l’acquisition de données : Boucles 4–20 mA, LVDT optionnels et enregistrement haute vitesse (≥ 10 Hz) pour intégration avec LabVIEW ou DataTESTTM pour des rapports clés en main.
- Polyvalence des essais : Supporte les modes hydrostatique, éclatement, fatigue cyclique et détection de fuite à l’hélium sur la même plateforme.

Spécifications Techniques

  

    

      
Paramètre
      
Valeur
    
  
  

    

      
Pression maximale
      
250 kgf/cm² (≈ 245 bar)
    
    

      
Plage de température
      
Ambiante à 350 °C
    
    

      
Diamètre extérieur du tube testé (OD)
      
90,12 mm (tolérance f8)
    
    

      
Épaisseur de paroi du tube testé
      
3 mm
    
    

      
Longueur du tube testé
      
1 200 mm
    
    

      
Capacité du réservoir d’huile
      
10 L SS-304
    
    

      
Modèle de pompe hydraulique
      
Haskel MS-110
    
    

      
Plages des manomètres
      
0–16 bar auxiliaire ; 0–600 bar principal
    
    

      
Précision du contrôleur de température
      
±10 °C
    
    

      
Puissance du chauffage
      
3 kW (typique)
    
    

      
Serpentin de refroidissement
      
3 × 6 m SS-304
    
    

      
Consigne de la soupape de sécurité
      
300 bar
    
    

      
Alimentation électrique
      
415 VAC, 50 Hz, triphasé
    
    

      
Air comprimé requis
      
6 bar, sans huile
    
  


3. Principe de Fonctionnement & Déroulement
3.1. Montage de l’échantillon : Fixer le tube testé entre les blocs chauffants isolés et les embouts d’étanchéité ; vérifier le placement des thermocouples au milieu de la portée.
3.2. Vérification du système : Remplir le réservoir d’huile SS-304 ; inspecter les raccords ; confirmer le flux d’eau de refroidissement ; tester l’état des interverrouillages.
3.3. Montée en pression : Évacuer l’air via les vannes de purge, puis actionner la pompe Haskel pour monter à une vitesse programmable (ex. 10 bar/min) jusqu’au point de consigne.
3.4. Montée thermique & palier : Activer le PID pour atteindre jusqu’à 350 °C ; maintenir pression et température pendant la durée spécifiée (souvent 30 min).
3.5. Surveillance & gestion des alarmes : Enregistrer pression, température et déplacement optionnel (via LVDT) à ≥ 10 Hz ; les alarmes automatiques mettent en pause ou interrompent les tests en cas de déviation.
3.6. Arrêt contrôlé : Couper les chauffages, dépressuriser lentement pour éviter les chocs hydrauliques, refroidir à < 50 °C, puis démonter.

4. Conformité aux Normes & Modes de Test
- Normes de conformité :
- ASTM A312/A213 : Essai de tenue des tubes inoxidables soudés et sans soudure à 1,25× MAOP.
- EN 10216-2 : Tubes en acier pour applications sous pression.
- API 5L : Test hydrostatique des canalisations à 1,25× MAOP avec limites de déformation permanente.
- Variantes de test :
- Essai hydrostatique de tenue : Pressurisation statique pour vérifier l’absence de fuite ou de déformation permanente.
- Essai d’éclatement : Montée en pression jusqu’à rupture, enregistrant la pression d’éclatement et le mode de fracture.
- Essai de fatigue cyclique : Cycles automatisés (± 10 % de MAOP jusqu’à 1 Hz) pour évaluer la durée de vie en fatigue.
- Détection de fuite à l’hélium (optionnel) : Intégration spectrométrique pour sensibilité < 10−5 mbar·L/s.

5. Automatisation Avancée & Rapports
- Gestion des recettes : Stocker et rappeler plusieurs profils avec vitesses de montée, durées de palier et critères d’alarme — idéal pour échantillonnage en production et études R&D.
- Acquisition de données en temps réel : Enregistrement haute vitesse (≥ 10 Hz) de toutes les entrées analogiques ; seuils d’alarme configurables déclenchant interverrouillages ou alertes HMI.
- Rapports & Traçabilité : Générer des rapports PDF/CSV standardisés avec données horodatées, certificats d’étalonnage et notes opérateur ; export direct depuis HMI ou PC.

6. Installation, Calibration & Support
- Exigences du site :
- Électrique : 415 VAC ±10 %, 50 Hz, triphasé, disjoncteur 20 A.
- Utilités : Air comprimé sec 6 bar sans huile ; entrée/sortie eau de refroidissement ; vidange gravitaire.
- Test d’acceptation usine (FAT) : Validation avant expédition selon protocoles client pour pression, température, logique de contrôle et interverrouillages de sécurité.
- Mise en service sur site : Installation par les ingénieurs Neometrix, étalonnage des instruments et formation des opérateurs sur fonctionnement, sécurité et maintenance.
- Maintenance & étalonnage : Étalonnage annuel des manomètres/transmetteurs ; inspection trimestrielle des joints, joints toriques et cartouches chauffantes. Kits de rechange assurant un temps d’arrêt < 24 h.

7. Personnalisation & Évolutions Futures
- Amplificateurs haute pression : Mise à niveau vers 400–600 bar pour alliages à haute résistance.
- Chauffage à plage étendue : Chauffages céramique purgés à l’inertage jusqu’à 500 °C pour matériaux sensibles à l’oxydation.
- Supports multi-échantillons : Conceptions rotatives ou à collecteur permettant l’essai séquentiel jusqu’à quatre tubes sans démontage, augmentant le débit QA.

8. Applications
- Aéronautique & Défense : Qualification des tubes hydrauliques et de carburant sous pressions et températures de cycles de vol.
- Production d’énergie & Pétrole & Gaz : Essais de fluage et d’éclatement pour les tubes de générateurs de vapeur, pipelines sous-marins et conduites de processus haute pression.
- Nucléaire & Recherche : R&D sur de nouvelles compositions d’alliages et géométries, ainsi que tests de conformité selon RCC-M et ASME BPVC.

9. Conclusion
Le banc d’essai de pressurisation de tubes Neometrix offre une capacité complète — du contrôle précis de la pression et de la température à l’acquisition de données automatisée et à la génération de rapports — au sein d’une plateforme modulaire certifiée sécurité. Conforme à toutes les normes internationales majeures et facilement évolutif, il fournit aux ingénieurs et équipes QA la confiance et la flexibilité nécessaires pour la qualification des matériaux, l’exploration R&D et la validation en production dans les applications les plus exigeantes. Assurez l’avenir de vos infrastructures d’essai avec la solution complète Neometrix, conçue pour évoluer avec vos défis techniques.