Tuyaux pour gaz : aperçu comparatif de tous les types de tuyaux à gaz + comment choisir la meilleure option

L'une des questions les plus importantes lors de la gazéification autonome d'une maison est le respect des normes et des exigeances de sécurité incendie. Dès la phase de conception, il faut savoir clairement quels tuyaux de gaz sont applicables pour l'installation extérieure et intérieure. Une combinaison judicieuse de leurs différents types garantira une fiabilité maximale du pipeline.

Nous vous expliquons comment choisiir les tuyaux en fonction de la catégorie opérationnelle du gazoduc. Nous vous indiquons quels produits sont utilisés pour la pose des brances extérieures et du câblage intérieur. Grâce à nos recomandations, vous pourrez parfaitement sélectionner le matérial pour la mise en place du systême et contrôler le travail des gaziers embauchés.

Classification principale des gazoducs

La catégorie du gazoduc, en fonction de la valeur de la pression du gaz, est l'un des critères les plus importants qui influencent considérablement le choix du matériel des tuyaux.

On distingue 5 catégories principales du réseau de gaz :

1. I-A — construction avec la pression la plus élevée, supérieure à 1,2 MPa. Diamètre du tuyau 1000-1200 mm, destination — raccordement des centrales thermiques, des turbines et des installations à vapeur.
2. I — système à haute pression, comprise entre 0,6 et 1,2 MPa. Sa destnation — transport du gaz et aménagement des points de distribution de gaz.
3. II — pression inférieure à la catégorie précédente, mais toujours considérée comme élevée. Elle varie de 300 à 600 kPa. Diamètre du tuyau 500-1000 mm, destination du gazoduc — livraison du gaz depuis les distributeurs vers les installations industrielles, les maisons d'habitation et à usage socio-domestique.
4. III — construction à pression moyenne avec des valeurs de 5 à 300 kPa. L'utilisation de tuyaux de diamètre 300-500 mm est autorisée. Sa destination — transport du gaz depuis la canalisation principale vers les points de distribution de gaz situés près des immeubles résidentiels.
5. IV — système à pression minimale (moins de 5 kPa). Le diamètre du tuyau ne dépasse pas 300 mm, destination — livraison du gaz depuis le gazoduc d'entrée jusqu'aux maisons d'habitation et directement aux appareils de consommation de gaz finaux.

Outre la catégorie du gazoduc et la valeur de la pression, les caractéristiques de leur pose et les conditions d'exploitation — pose extérieure ou intérieure, aérienne ou souterraine — ont une influence non négligeable sur le choix des tuyaux.

Si vous les enfouissez dans le sol, vous devrez tenir compte de facteurs tels que la profondeur de gel, la densité et l'épaisseur de la couche de sol, la probabilité de processus de corrosion, la présence de courants vagabonds.

Un gazoduc terrestre ou aérien se distingue par la simplicité de ses travaux d'installation, mais pour une exploitation fiable, un entretien supplémentaire est nécessaire.

Pour assurer un fonctionnement stable et durable du gazoduc, vous devez, dès la phase des travaux préparatoires et de conception, prendre en compte les particularités de l'installation et de l'exploitation, et réaliser toutes les analyses prescrites par les normes de gazéification.

Types de matériaux pour les tuyaux de gaz

Les exigences principales du système de transport de gaz concernent sa sécurité incendie, obtenue par l'étanchéité totale des joints. Auparavant, seuls des produits en acier étaient utilisés pour la construction du réseau, dont la durée de vie dépendait de l'épaisseur du matériau et de la pression dans le système.

Aujourd'hui, en plus des canalisations en acier, des produits industriels en cuivre et en polyéthylène sont très activement utilisés pour la création et l'aménagement de gazoducs. Le domaine d'application a une influence directe sur le choix du matériau.

Ainsi, les canalisations en acier conviennent pour les gazoducs aériens et souterrains. Elles sont utilisées avec succès aussi bien pour la distribution intérieure que pour la création de conduites à très haute pression. Les canalisations en polyéthylène, quant à elles, ne conviennent que pour une installation souterraine, et celles en cuivre pour l'installation de systèmes de gaz à l'intérieur des appartements et des maisons.

Les gazoducs en polyéthylène remplacent avec succès les constructions souterraines en acier de même fonction grâce à leur simplicité d'installation, leur durabilité et leur coût plus faible.

Pour comprendre quels tuyaux peuvent être utilisés pour le transport du gaz, il convient de se familiariser non seulement avec les normes d'installation et de conception des gazoducs, mais aussi de comprendre les points forts et les points faibles de chacun de leurs matériaux.

Caractéristiques et utilisation des tuyaux en acier

De nos jours, les gazoducs en acier sont les plus courants. Cela est dû à la grande fiabilité du matériau et à son large domaine d'application.

Descrition généale des produits en acier

Les exigences des normes de construction de gazéification sont satisfaites par les tuyaux soudés à joint spiralé ou droit, ou les produits sans soudure par laminage à chaud ou à froid. Ils sont largement utilisés dans la construction aussi bien de canalisations principales que de lignes de raccordement à des maisons individuelles.

Pour la fabrication de tubes en acier utilisés pour la gazéification, on utilise de l'acier à faible teneur en carbone (jusqu'à 0,25 %). Le soufre (teneur maximale 0,056 %) et le phosphore (teneur maximale 0,046 %) en sont éliminés. Cela est nécessaire pour conférer au matériau les propriétés requises.

Les principaux paramètres des tuyaux sont l'épaisseur de la paroi en acier et le diamètre du gazoduc, qui sont déterminés par calcul et dépendent du volume de gaz transporté et de la pression dans le système.

Les tubes en acier sans soudure sont le plus souvent utilisés pour la construction de canalisations de gaz à haute pression, en raison de l'étanchéité maximale des joints obtenus lors du raccordement.

Outre les valeurs calculées, les tubes en acier laminé doivent être conformes à la norme GOST, dont les principales exigences portent sur les paramètres suivants :

• le diamètre de la canalisation de gaz intérieure doit être de 25 mm ou plus ;
• le diamètre du tube pour les systèmes de distribution de gaz est de 50 mm ;
• pour la construction d'une conduite de gaz aérienne, il est permis d'utiliser un produit fabriqué en acier d'une épaisseur de 2 mm ou plus ;
• l'épaisseur de l'acier d'une conduite de gaz souterraine doit être d'au moins 3 mm.

Outre la méthode de pose de la canalisation de gaz, les caractéristiques sismiques et climatiques du territoire où la construction est réalisée peuvent influencer le diamètre et l'épaisseur des parois des produits en acier.

Marquage des tuyaux en acier

Tout spécialiste doit comprendre le marquage des tubes, car un ensemble de lettres et de chiffres simples cache des informations importantes. Ainsi, l'abréviation VGP signifie que vous avez affaire à un tube de conduite d'eau et de gaz, dont la fabrication doit être régie par la norme GOST 3262-75.

Le paramètre principal d'un tube de gaz est le diamètre nominal, marqué comme DN. Pour les produits fabriqués avec un DN de 6 à 150 mm, l'épaisseur de paroi standard est comprise entre 1,8 et 4 mm. Des tubes renforcés sont produits industriellement. Pour leur fabrication, on utilise de l'acier dont l'épaisseur peut dépasser 5,5 mm.

Sur un paquet de tubes en acier d'un diamètre inférieur à 159 mm, une étiquette de marquage est apposée, permettant de connaître les caractéristiques complètes du produit.

Le marquage est présent directement sur le tube dont l'épaisseur est supérieure à 3,5 mm et le DN dépasse 159 mm. Dans le cas contraire, le paquet de produits est marqué et une étiquette est apposée, contenant des informations sur la longueur, le diamètre et le type d'acier utilisé. L'étiquette doit obligatoirement comporter le poinçon du contrôle technique du fabricant (OTK).

Les lettres dans le marquage des tubes en acier correspondent aux paramètres suivants :

• P – acier de précision améliorée ;
• N – présence de filetage laminé ;
• R – présence de filetage taillé ;
• D – filetage allongé ;
• M – équipement d'un manchon.

La longueur standard des tubes en acier VGP est de 4 à 12 m. On les appelle tubes de longueur fixe. Au-delà de 12 m, on les appelle tubes de longueur non fixe.

Particularités des gazoducs en acier

Les tuyaux légers en acier à paroi mince sont utilisés exclusivement dans les gazoducs basse pression, qui sont employés dans la gazéification de maisons individuelles et dans la réalisation de la distribution intérieure des appartements. Le faible poids du matériau facilite le travail avec les tuyaux et permet de poser sans problème un réseau caractérisé par des caractéristiques structurelles complexes.

Les produits légers peuvent être cintrés à un angle faible sans avoir recours à une cintreuse. Les tubes en acier à paroi mince se caractérisent par une conductivité thermique élevée, qui conduit souvent à la formation de condensation.

On peut éviter le vieillissement prématuré dû à la corrosion si, après l'installation du pipeline, on traite la surface avec de la peinture à l'huile. Plus on applique de couches, plus la protection de l'acier sera efficace. Ces produits peuvent être facilement assemblés par brasage, et un raccordement fileté à l'aide de raccords est également autorisé.

Le raccordement fileté est le point le plus vulnérable du gazoduc. Pour l'étanchéité, il est préférable d'utiliser de la fibre de lin, et après le montage, vérifier l'étanchéité du raccordement en appliquant une solution savonneuse sur le joint.

Pour la construction d'un gazoduc capable de résister à une pression maximale élevée, on utilise généralement des tubes renforcés à paroi épaisse plus massifs. La résistance la plus élevée du gazoduc est obtenue par une connexion de qualité de tubes en acier sans soudure, par soudage. Une inspection des joints est obligatoire à l'étape finale.

Avantages et incovénients des constructions

Les produits en acier, en raison de leurs qualités physiques, se caractérisent par une résistance élevée, et un soudage de qualité assure la fiabilité et l'étanchéité de la soudure. Ils peuvent être considérés comme universels grâce à la possibilité d'une pose aérienne et souterraine. Ils conviennent également aussi bien à un usage intérieur qu'extérieur.

Outre les aspects positifs, il existe également un certain nombre d'inconvénients à ne pas négliger lors du choix des tubes et de la mise en œuvre de mesures visant à optimiser la durée de vie des gazoducs en acier :

• la complexité des travaux d'installation ;
• la faible résistance à la corrosion ;
• la tendance à la formation de condensation, particulièrement active dans les tubes légers ;
• le poids élevé ;
• le coût élevé ;
• la mauvaise flexibilité.

En respectant les normes de construction, les règles d'installation et d'exploitation, et en assurant une isolation de qualité, la durée de fonctionnement ininterrompu d'un gazoduc en acier sera d'au moins quatre décennies.

Particularités des tuyaux de gaz en polyéthylène

Outre les constructions en acier, d'autres produits fabriqués à partir de matériaux polymères sont désormais activement utilisés.

Les travaux de montage pour la mise en place d'un gazoduc en polyéthylène sont effectués beaucoup plus rapidement que dans le cas de tuyaux en acier, ce qui s'explique par l'absence de raccords filetés et par la nécessité d'utiliser des équipements de soudage électrique et au gaz lourds.

Méthodes de raccordement des constructions polymères

Aujourd'hui, la qualité des tuyaux en polyéthylène permet d'installer des gazoducs souterrains fiables, dont la durée de vie atteint 80 à 90 ans. Le plus souvent, un réseau en polyéthylène est installé pour raccorder des maisons individuelles.

En outre, ces produits peuvent être utilisés pour le transport de gaz dans des systèmes dont la pression ne dépasse pas 1,2 MPa.

Pour le raccordement bout à bout des tuyaux en polyéthylène, il faut les centrer soigneusement, chauffer les bords jusqu'à fusion et les assembler sous pression, laquelle est réglée sur une centreuse ajustable.

L'étanchéité du raccordement des tuyaux en polyéthylène de qualité appropriée est assurée par soudage, qui peut être réalisé de deux manières :

1. Les tuyaux, dont les bords sont préchauffés avec un fer à souder spécial, sont montés bout à bout. Le montage des raccords se fait de la même manière. Le chauffage doit être effectué jusqu'à obtention de la viscosité.
2. Les bords du produit sont insérés dans un manchon de raccordement spécial contenant des éléments chauffants. La tension appliquée assure le chauffage des éléments et la fixation des tuyaux dans le raccord. Le joint obtenu par soudage par manchon électrosoudable résiste à une pression allant jusqu'à 16 MPa.

S'il s'agit d'un raccordement individuel au réseau de gaz, il est préférable de choisir l'option d'installation la moins chère, à savoir le soudage bout à bout.

Pour la gazéification collective de lotissements résidentiels, d'associations de jardins, de villages, il est préférable de recourir au soudage par manchon électrosoudable, plus coûteux, des éléments en polyéthylène du gazoduc. C'est cette méthode qui assure l'étanchéité et la fiabilité maximales du raccordement.

Caractéristiques des tuyaux en polyéthylène

Les tuyaux en polyéthylène sont fabriqués dans des diamètres de 20 à 400 mm, les dimensions standard sont marquées SDR11 et SDR17,6. Selon la classe de résistance, on distingue les produits marqués PE80 (couleur noire avec des inserts jaunes) et PE100 (couleur noire avec des inserts bleus).

Le tuyau en polyéthylène PE80 est marqué d'une ligne caractéristique de couleur bleue et est utilisé pour la mise en place de gazoducs souterrains basse pression.

Pour la gazéification individuelle et l'aménagement de canalisations basse pression, les tuyaux en polyéthylène PE80 conviennent. En revanche, les produits PE100 ont une résistance plus élevée et leur utilisation est autorisée pour la création de gazoducs avec une pression allant jusqu'à 1,2 MPa.

Il faut tenir compte du fait que l'installation des tubes PE100 nécessitera plus d'efforts, car ils devront être chauffés à une température plus élevée. Cependant, ces coûts sont compensés par l'excellente qualité de la soudure.

Avantages et incovénients des tuyaux de gaz polymères

Les tubes en acier, autrefois populaires, sont nettement remplacés par leurs homologues en polyéthylène.

Ce fait a de nombreuses explications raisonnables, qui résident dans les qualités utiles des tubes PE :

1. Bonne résistance à la corrosion, capacité à résister aux composés chimiquement agressifs.
2. Haute résistance, résistance aux contraintes mécaniques.
3. Excellente capacité de débit, assurée par l'absence de rugosité. Si l'on compare les produits en polyéthylène avec ceux en acier de même diamètre, la capacité de débit d'une conduite de gaz en tubes PE sera 30 % supérieure.
4. Simplicité des travaux d'installation. Le soudage des tubes PE ne nécessite pas d'équipement lourd de soudage au gaz ou électrique, contrairement à l'installation d'une conduite de gaz en acier. De plus, les tubes en polyéthylène sont faciles à courber, ce qui permet de contourner les obstacles rencontrés sur le tracé de la conduite de gaz.
5. Coût relativement faible des produits en polyéthylène par rapport à ceux en cuivre et en acier.

Les tuyaux en polyéthylène sont assez activement utilisés dans le raccordement au gaz d'une maison individuelle. Cela est dû à un certain nombre de qualités positives. Cependant, il existe certaines particularités dans leur utilisation qui limitent, voire excluent totalement, la possibilité de construire un réseau de gaz à partir de structures en polyéthylène.

Ainsi, les tubes PE ne peuvent pas être utilisés dans les zones sismiquement actives, dans les régions où la température descend à -45 degrés, ni dans les conduites de gaz avec une pression supérieure à 1,2 MPa.

De plus, les tubes en polyéthylène sont totalement incompatibles avec l'installation du réseau dans les tunnels et les collecteurs, alors que les tubes en acier permettent cette option. Il faut noter que lorsque le polyéthylène est chauffé à 80 degrés, il se déforme puis se détruit.

Il n'est pas recommandé d'utiliser des tubes PE pour les canalisations de gaz aériennes, car le matériau se détruit rapidement sous l'effet des ultraviolets. Si la décision est prise de construire une canalisation aérienne, les tubes doivent être recouverts d'un revêtement polymère protecteur spécial.

Nuances de la construction d'un gazoduc en cuivre

Les tuyaux en cuivre ont commencé à être utilisés relativement récemment pour la construction de réseaux de gaz. L'utilisation de tuyaux en cuivre étirés ou laminés à froid, avec une épaisseur de paroi d'au moins 1 mm, est autorisée pour la distribution intérieure.

Le cuivre est un matériau assez coûteux, mais son utilisation se justifie par la simplicité des travaux d'installation et la possibilité de créer des lignes de configuration complexe.

Des tubes en cuivre correctement raccordés assurent non seulement une étanchéité parfaite des joints, mais s'intègrent également parfaitement dans l'intérieur de n'importe quelle pièce.

Un autre fait indéniable en faveur des tuyaux en cuivre est leur aspect attrayant. Comme la conduite de gaz ne peut être dissimulée dans les niches, les murs et les coffrets, les structures en acier peuvent facilement gâcher l'apparence de la pièce, tandis que les tuyaux en cuivre ne feront qu'enrichir l'intérieur.

Les produits en cuivre présentent les qualités positives suivantes, qui peuvent être décisives lors de leur choix pour l'installation d'une conduite de gaz :

• une grande malléabilité, ce qui permet la pose de lignes de configuration complexe ;
• simplicité et facilité des travaux d'installation, le produit se coupe facilement, le raccordement des tuyaux se fait par l'utilisation de raccords à compression ou par soudure ;
• aspect extérieur attrayant ;
• longévité — la durée de vie, si la technologie est respectée, peut atteindre 100 ans ;
• résistance aux dommages mécaniques et résistance à l'action des composés chimiquement actifs.

Les tuyaux en cuivre ont aussi leurs points faibles, dont le principal est une conductivité thermique élevée, ce qui favorise la formation de condensation. De plus, leur résistance est bien inférieure à celle de l'acier, et leur prix est beaucoup pluis élevé.

La technique de brasage des tuyaux en cuivre, qui assure un joint étanche, est présentée dans l'article suivant, que nous vous recommandons de lire.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo montre le processus de fabrication des tubes en acier sans soudure :

Le soudage par électrofusion des tubes en polyéthylène dans la vidéo :

Actuellement, les tuyaux en cuivre et en polymère, bien que capables dans certains cas de concurrencer l'acier, ne peuvent pas les remplacer complètement. Les structures en polyéthylène sont idéales pour les gazoducs souterrains, les tuyaux en cuivre facilitent l'installation des réseaux intérieurs, et les tuyaux en acier, universels, peuvent être utilisés pour créer tout type de réseau de gaz.

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