Réductions : concentrique ou excentrique, FOT/FOB et normes

Qu’est-ce qu’une réduction ?

Une réduction est un raccord à souder bout à bout qui relie deux conduites de diamètres nominaux différents. Dans la pratique, on franchit le plus souvent au maximum deux ou trois paliers de diamètre nominal par pièce ; les sauts plus importants sont souvent résolus en montant plusieurs réductions en série. Ce n’est pas une règle générale de la norme – ce qui compte, ce sont le fluide, l’écoulement, la gamme et le code de tuyauterie applicable.

Concentrique ou excentrique ?

• Concentrique : conique, les deux extrémités sont sur un même axe – le rétrécissement est régulier sur tout le pourtour. Emploi : conduites verticales et partout où l’axe doit rester continu.
• Excentrique : les deux extrémités sont décalées l’une par rapport à l’autre, un côté reste plat et rectiligne. Emploi : conduites horizontales. Avantage : la génératrice inférieure ou supérieure de la conduite reste affleurante – il ne se forme donc pas de poches d’air dans les conduites de liquide, et aucun liquide ne s’accumule dans les conduites de gaz. Le côté plat peut être placé volontairement en haut ou en bas :
  • Côté plat en haut (FOT) : fréquent sur les conduites d’aspiration horizontales des pompes – empêche une poche de gaz ou de vapeur de se former en partie haute, ce qui peut contribuer à de meilleures conditions d’aspiration ; l’aptitude de la pompe vis-à-vis de la cavitation (NPSH) doit être vérifiée séparément.
  • Côté plat en bas (FOB) : typique sur les racks de tuyauterie et dans les conduites de vidange – la conduite repose à plat sur son support et se vide presque complètement.

Pourquoi conique, au fait ? Tout rétrécissement brusque de la section contracte l’écoulement : le jet ne suit pas l’arête, devient plus étroit que la section elle-même et coûte de la pression – et, dans la contraction, la pression peut chuter localement au point que des bulles de vapeur se forment (cavitation). La transition conique de la réduction rend le changement de section progressif et limite la perte de charge et la tendance à la cavitation.

Et pourquoi la position de montage compte : avec une réduction concentrique dans une conduite horizontale, c’est l’axe qui reste à son niveau – en bas comme en haut apparaît un ressaut égal à la moitié de la différence de diamètre. Du liquide résiduel reste devant le ressaut inférieur (il devrait remonter vers la petite extrémité), et un coussin de gaz ou de vapeur se forme au ressaut supérieur. La réduction excentrique reporte tout le ressaut d’un seul côté : côté plat en bas (FOB) signifie un fond continu – la conduite se vide complètement ; côté plat en haut (FOT) signifie un plafond continu – pas de coussin de gaz. D’où la règle issue de la pratique du montage : réaliser les réductions des conduites horizontales en excentrique – et, là où elles doivent être concentriques, donner à la conduite une pente vers le plus grand diamètre nominal pour que le liquide résiduel puisse s’écouler devant le ressaut.

Une erreur de montage fréquente : des réductions excentriques montées sans un regard sur la position de montage. Sur les conduites d’aspiration horizontales, FOT est le plus souvent juste, pour la vidange le plus souvent FOB – l’orientation correcte dépend toutefois du fluide, du sens d’écoulement, du concept de purge d’air et de vidange, de la teneur en solides, du fabricant de la pompe et du code de tuyauterie.

La longueur L est identique pour la version concentrique et la version excentrique de la même taille.

Normes : de la DIN 2616 à l’EN 10253

Les réductions en acier sont aujourd’hui normalisées dans l’EN 10253-2 (type A = facteur de pression réduit, type B = pleine résistance à la pression (épaisseur de paroi selon l’EN 10253) ; les réductions tenues en stock dans le négoce sont fréquemment de type B), celles en acier inoxydable dans l’EN 10253-4 (par exemple 1.4541/1.4571, sans soudure ou soudées). La norme précédente était la DIN 2616. Ce que signifie le facteur de pression est expliqué sur nos pages consacrées aux coudes ; le raccord voisin de la même famille de normes est expliqué sur la page Tés.

DIN 2616 partie 1 et partie 2 : que contenait chacune ?

Les deux parties de l’ancienne DIN 2616 n’étaient pas – contrairement à ce que l’on lit souvent – simplement séparées selon la forme :

• DIN 2616 partie 1 correspondait au facteur de pression réduit et ne contenait que des réductions excentriques – elle correspond au type A actuel de l’EN 10253-2.
• DIN 2616 partie 2 correspondait au plein facteur de pression et contenait des réductions concentriques et excentriques – le type B actuel.

Une version concentrique à facteur de pression réduit n’existait donc pas sous la DIN 2616. Les deux formules abrégées qui circulent sur le marché – « partie 1/partie 2 = facteur de pression » d’une part, « partie 1 = excentrique, partie 2 = concentrique » d’autre part – ne saisissent chacune que la moitié de la vérité : la répartition suivait le facteur de pression, mais les réductions concentriques ne figuraient que dans la partie 2.

Tolérances (aperçu EN 10253)

Passage d’au moins 80 % du diamètre intérieur théorique ; tolérance en moins sur l’épaisseur de paroi −12,5 % ; tolérances de longueur des cotes d’encombrement de ±2 à ±5 mm selon le diamètre. À partir de 3,2 mm d’épaisseur de paroi, avec chanfrein de soudage (30°, méplat 1,6 ± 0,8 mm). Marquage des réductions toujours avec les deux extrémités : D et T ainsi que D1 et T1.

EN ↔ ASME

L’ASME B16.9 normalise des réductions concentriques et excentriques dont les longueurs sont fondées sur le pouce (par exemple réduction 8″ : L = 152,4 mm). Les longueurs EN sont pratiquement identiques pour les diamètres nominaux en pouces (152 mm) ; l’EN ajoute des tailles métriques. Correspondances de matériaux comme pour tous les raccords à souder bout à bout : A234 WPB ↔ P235GH, A403 WP316Ti ↔ 1.4571. Sur les plans américains, les abréviations FOT/FOB sont usuelles – sur le marché allemand, cela correspond à « gerade Seite oben/unten » (côté plat en haut/en bas).