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Le tube en cuivre servant à réaliser des réseaux de distribution d’eau est fabriqué à partir du cuivre no 12200 (teneur en cuivre de 99,9 %), selon le mode opératoire précisé dans la norme B 88 de l’ASTM. La plupart des autorités de réglementation provinciales exigent désormais qu’il soit conforme à cette norme et homologué par un tiers. Le tube d’évacuation en cuivre DWV, le tube ACR, le tube pour gaz médicaux et le tube de type G/GAS, sont conformes aux normes B 306, B 280, B 819 et B 837 de l’ASTM respectivement. Il existe d’autres types de tubes en cuivre homologués. On peut obtenir une liste à jour de ces tubes homologués par un tiers en faisant la demande.
Le diamètre extérieur du tube de types K, L, M, DWV et du tube pour gaz médicaux est en fait 1/8 po (0,125 po) plus grand que son diamètre nominal (standard). À titre d’exemple, le diamètre extérieur du tube de type M, qui est censé être d’1/2 po, est en fait de 5/8 po. Le tube de type K a une paroi plus épaisse que celle du tube L qui, lui-même, a une paroi plus épaisse que celle du tube de type M, peu importe le calibre. Le tableau 1 présente les calibres et les poids des tubes de types K, L, M et DWV.
Le tube ACR (air climatisé et réfrigération) et le tube de type G/GAS (gaz naturel et propane) sont identifiés par la mesure de leur diamètre extérieur réel. Ainsi, un tube de type G/GAS d’ 1 /2 po a vraiment un diamètre extérieur d’ 1 /2 po. Le tableau 2 présente les calibres et les poids des divers tubes de type ACR. Le tableau 3 présente ceux des divers tubes de type G/GAS.
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Conduites de distribution et d’évacuation en cuivre pour éviers adossés habilement placées entre deux charpentes d’acier. |
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Encombrement et souplesse - Comparaison entre un tube en cuivre et un tuyau fileté en acier.
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État de livraison
État de livraison signifie la condition de dureté et de résistance du tube. L’état étiré s’applique au tube en longueur, communément appelé tube dur. L’état recuit s’applique au tube mou, qui habituellement se vend en spirale bien qu’il soit aussi offert sous forme de tube droit.
Mode d’identification
Les tubes de types K, L, M, DWV, ACR, les tubes pour gaz médicaux et les tubes de type G/GAS portent en permanence le nom du fabricant ou la marque commerciale, et le sceau de l’organisme indépendant d’homologation. Le tube droit porte aussi sur toute sa longueur une inscription à code couleur indiquant le type de tube, le nom du fabricant ou la marque commerciale, le pays d’origine et le sceau de l’organisme d’homologation. Voici les couleurs servant à identifier les tubes :
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Type K............... Vert
Type L............... Bleu
Type M.............. Rouge
Type DWV*...... Jaune
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Type ACR.......... Bleu
Gaz médicaux...... Vert (K)
Gaz médicaux...... Bleu (L)
Type G/GAS*.... Jaune
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* Le calibre du tube DWV est de 1-1/4 po et plus. Celui du tube G/GAS est de 3/8 à 1-1/8 po.
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Au moment où cet ouvrage a été publié, les normes de l’ASTM, de l’ASME et d’autres organismes exigeaient que le calibre nominal des tubes et des raccords en cuivre en plomberie soit donné en pouces. En Amérique du Nord, les unités de mesure métriques ne sont pas utilisées pour ces produits. Pour éviter les risques de confusion, la CCBDA recommande de ne pas convertir les diamètres nominaux exprimés en pouces. Prière de communiquer avec un représentant de la CCBDA pour connaître les récentes nouvelles sur la conversion au système métrique.
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Les raccords capillaires servant à assembler les canalisations d’eau froide ou d’eau chaude d’un réseau sous pression peuvent être ouvrés ou coulés. Ils sont régis par la norme B16.22 de l’ASME,‘Wrought Copper and Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings’ et par la norme B16.18, ‘Cast Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings’. À l’exception des raccords qui sont trop petits pour porter des incriptions, tous les raccords portent en permanence le nom du fabricant ou la marque commerciale.
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Le cuivre se prête bien à l’installation de conduites d’eau chaude dans les immeubles à plusieurs logements où la demande est élevée.
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Les raccords ouvrés et les raccords coulés peuvent être soudés ou brasés. Lorsqu’il est brasé, on doit faire attention de ne pas fissurer le raccord. Pour éviter le risque de fissure, on peut se servir de raccords coulés à coupelle réduite.
Les raccords ouvrés et les raccords coulés résistent aux mêmes valeurs limites de température et de pression que les tubes en cuivre recuit de type L en longueurs droites. On se sert des valeurs fixées pour le tube en cuivre recuit parce que le tube dur est recuit au cours du brasage. Le soudage tendre à basse température ne comporte pas de recuit. Tous les modèles de pièces sont cependant conçus en fonction des valeurs minimales (tube en cuivre recuit).
On utilise des raccords d’évacuation pour assembler des conduites servant à l’évacuation d’eaux usées et des déchets domestiques. En règle générale, ces conduites d’écoulement fonctionnent par gravité et ne sont pas sous pression. Les raccords d’évacuation ouvrés sont régis par la norme B16.29 de l’ASME, ‘Wrought Copper and Copper Alloy Joint Drainage Fittings - DWV ’; les raccords coulés, quant à eux, sont régis par la norme B16.23 de l’ASME, ‘Cast Copper Alloy Solder Joint Drainage Fittings - DWV’. Chaque raccord porte en permanence le nom du fabricant ou la marque commerciale ainsi que l’inscription DWV (Drain-Waste-Vent).
Il existe dans le commerce d’autres raccords servant à assembler des tubes en cuivre : raccords évasés, raccords à compression, raccords mécaniques et brides de canalisation. On trouvera d’autres renseignements sur les raccords sous la rubrique Autres méthodes d’assemblage.
On calcule la limite de pression permise à l’intérieur du tube en cuivre en se servant de la formule énoncée dans le ‘Code for Pressure Piping’ de l’ASME (norme B 31).
Comme le cuivre est très résistant à la corrosion, il est permis par la norme B31 du code de l’ASME que C soit égal à 0. La formule devient donc :
Dans la formule, S représente la contrainte maximale admise dans le tube pendant un service de longue durée. Cette valeur dépend de la température de service et de l’état de livraison du tube. Elle correspond à une petite fraction de la résistance maximale à la traction du cuivre ou de la résistance à la rupture du tube en cuivre.
Le tableau 6 indique les pressions nominales de service à l’intérieur du tube en cuivre recuit et du tube en cuivre étiré de types K, L et M pour une température de service allant jusqu’à 400o F (205o C). Les valeurs fixées pour le tube en cuivre étiré peuvent s’appliquer aux canalisations assemblées par soudage tendre et aux canalisations assemblées à l’aide de joints mécaniques judicieusement conçus. Le tableau 10 indique les pressions nominales de service à l’intérieur du tube de type DWV. Les tableaux 7 et 8 indiquent les pressions nominales de service à l’intérieur du tube de type ACR.
Lorsque les raccordements sur les tubes en cuivre sont réalisés par brasage ou par soudage, il faut utiliser les valeurs fixées pour le tube en cuivre à l’état recuit car le chauffage nécessaire pour réaliser l’opération de brasage ou de soudage fait recuire le tube à l’état étiré dur. Le tableau 6 et le tableau 10 indiquent les valeurs fixées pour le tube en cuivre à l’état étiré de type M et de type DWV respectivement, bien que le tube DWV ne soit pas offert à l’état recuit.
Il faut tenir compte des pressions maximales de service à l’intérieur des joints lorsqu’on conçoit un réseau. C’est la valeur la moins élevée entre la pression à l’intérieur du tube et la pression à l’intérieur du joint qui sert de valeur guide pour le réseau. La plupart des réseaux sont réalisés avec des canalisations assemblées à l’aide de joints soudés ou brasés. Le tableau 11 indique les pressions de service nominales à l’intérieur de ces joints, soit les valeurs fixées pour les tubes de types K, L et M assemblés à l’aide de raccords sous pression soudés. Dans les réseaux de canalisations soudées, la résistance nominale du joint est souvent la valeur qui sert de guide pour calculer la résistance du réseau. S’il s’agit d’un réseau de canalisations brasées, il faut alors utiliser les valeurs établies pour le tube à l’état recuit qui figurent dans les tableaux 6, 7 et 10. Les pressions internes de service sous température de vapeur nsaturée figurent dans le tableau 11.
Les pressions qui provoquent la rupture des canalisations de cuivre sont très supérieures aux pressions nominales de service. Le tableau 9 indique les pressions réelles de rupture des tubes de types K, L et M. En comparant ces valeurs à celles qui figurent dans le tableau 6, on remarque qu’elles sont très modérées. En d’autres termes, les réseaux sous pression peuvent servir très longtemps et résister à des hausses très élevées de pression.
Toutes les canalisations se dilatent et se contractent sous l’effet d’un changement de température, même celles en cuivre. La figure 2 permet de comparer les coefficients de dilatation du tube de cuivre à ceux de divers types de tuyau en plastique en prenant le béton comme point de repère. Il est évident que les coefficients de dilatation et de contraction du cuivre sont considérablement moins élevés que ceux des plastiques.
Entre 70 et 212o F, le coefficient moyen de dilatation du cuivre est de 0,0000094 pouce par pouce par degré fahrenheit. Les méthodes de pose doivent permettre la variation des coefficients de dilatation et de contraction pour empêcher que des poussées ne déforment le tube ou altèrent la qualité du joint.
La figure 1 illustre les types de boucles de dilatation et de lyres de compensation. Le tableau 5 fournit des renseignements permettant d’évaluer les rayons des boucles de dilatation et les longueurs développées des lyres de compensation.
Figure 1:Types de boucles de compensation et de lyres decompensation
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