L'hydrostatique est la science qui étudie le comportement des liquides au repos. La pression résultant des accélérations dans ces fluides est appelée pression hydrostatique. Il s'agit d'un test effectué pour déterminer la résistance et la durée de vie des matériaux en mesurant la déformation causée par la pression interne hydrostatique sous température et pression constantes dans des tuyaux en plastique ou thermoplastiques tels que le polypropylène, le polyéthylène, le chlorure de polyvinyle. La température, la pression et les valeurs similaires ainsi que d’autres conditions sont couvertes par certaines normes internationales.
Aujourd’hui, le transport de nombreuses ressources importantes est assuré par des canalisations. La durabilité des tuyaux est importante pour la vie humaine, le gaspillage des ressources et la prévention de la pollution de l’environnement. Pour cette raison, les tuyaux produits doivent être conformes aux normes déterminées en fonction du domaine dans lequel ils seront utilisés. Afin d'utiliser en toute sécurité les tuyaux en polyéthylène (PE), en polypropylène (PP), en polychlorure de vinyle (PVC) et en polyéthylène résistant aux hautes températures (PE-RT), leurs conditions de travail et leur durée de vie à certaines valeurs de température et de pression doivent être connues en fonction de la zone dans laquelle ils seront utilisés. Afin de déterminer ces conditions, les tuyaux sont soumis à des tests de pression interne hydrostatique. Les valeurs obtenues sont comparées aux normes pour déterminer si elles sont adaptées à l'utilisation.
Les normes suivantes sont des normes qui expliquent en détail les règles à suivre lors de l'essai de pression interne hydrostatique et les conditions que doivent avoir l'environnement d'essai et les éléments d'essai :
Dans ces normes, les formes des éléments de connexion et les méthodes de connexion des éléments sont déterminées. Le dimensionnement de l’échantillon à tester doit également être conforme aux normes ASTM D2122 et ASTM D3567.
Conformément aux normes EN 921 et D1598-23, la sensibilité des dispositifs de conditionnement et de pression à utiliser dans le test doit être de l'ordre de plus ou moins 2 pour cent. La température de l'environnement, des raccords et du liquide d'essai doit être de 23 degrés. Les tuyaux d'un diamètre de 150 mm et moins doivent avoir une longueur au moins cinq fois supérieure au diamètre extérieur du tuyau. Pour les tuyaux de plus grand diamètre, cette valeur doit être au moins trois fois supérieure au diamètre extérieur.
Le système de test se compose d'un couvercle supérieur et inférieur, de pinces pour fixer ces couvercles, d'éléments de montage et d'étanchéité, d'un conditionneur, d'un réservoir de liquide et d'un dispositif de pression.
L'échantillon sélectionné conformément aux normes est fermé par des embouts aux deux extrémités. Il est rempli de liquide qui est porté à la température souhaitée à l'aide d'un conditionneur, ne laissant aucun air à l'intérieur. Ensuite, l'échantillon est préparé pour le test en étant soutenu de manière à ce qu'il ne se plie pas sous le poids et complètement immergé dans l'environnement conditionné.
Selon la norme EN 921, les échantillons dont l'épaisseur de paroi est inférieure à 3 mm doivent être soumis à un conditionnement pendant 1 heure, ceux dont l'épaisseur de paroi est comprise entre 3 et 8 mm pendant 3 heures, ceux dont l'épaisseur de paroi est comprise entre 8 et 16 mm pendant 6 heures et ceux dont l'épaisseur de paroi est supérieure à 16 mm pendant 16 heures.
Le niveau de pression est ajusté à l'aide d'une machine à pression et appliqué à l'échantillon préparé, et le test est démarré en faisant fonctionner le compteur en même temps. L’évolution de la déformation de l’échantillon en fonction du temps est enregistrée. La pression à appliquer aux échantillons est calculée avec l'équation donnée dans la norme :
Si une perforation ou une fuite se produit dans l'échantillon pendant que l'essai est en cours, l'essai est arrêté et le type de déformation est enregistré comme fragile ou ductile. Selon la norme EN 921, si l'erreur se produit plus près du bouchon de fermeture que 0,1 fois la longueur du tuyau, le test est annulé et le test est répété avec un nouvel échantillon.
Des précautions doivent être prises en cas d'explosion pendant l'essai, et si du gaz est utilisé à la place du liquide, la capacité potentielle de stockage d'énergie des gaz ne doit pas être ignorée. L'équipement et l'environnement à tester doivent être exempts d'huile et de saleté.
Si les tuyaux exposés à la pression lors de l'essai n'éclatent pas dans le délai spécifié dans les normes, à savoir 20 heures à 100 degrés et 80 heures à 165 degrés, ou si des valeurs supérieures à la déformation spécifiée dans les graphiques ne sont pas respectées, le tuyau est considéré comme apte à l'utilisation.
Les tuyaux en plastique et thermoplastiques ont trouvé une large utilisation pour des raisons telles que la facilité de fabrication, le faible coût, le faible entretien et la non-exposition à la corrosion. Il est largement utilisé dans les systèmes de réseau car il peut transporter des ressources telles que le gaz naturel, l’eau propre et l’eau géothermique ainsi que les eaux usées. En outre, il continue d’être utilisé dans l’irrigation agricole. Les essais de pression hydrostatique sont inclus dans l’utilisation sûre des tuyaux en plastique dans ces secteurs.
En bref, les tests hydrostatiques sont la méthode la plus courante utilisée pour tester les tuyaux et les récipients sous pression. L’utilisation de ce test permet de maintenir les normes de sécurité et la durabilité d’un conteneur au fil du temps. Les pièces nouvellement fabriquées sont initialement qualifiées à l’aide de tests hydrostatiques. Ils sont ensuite revérifiés à intervalles réguliers par rapport à la norme pertinente. Dans certains cas où les tests hydrostatiques ne sont pas applicables, les tests de pression pneumatique constituent une méthode alternative acceptable.
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