Dudgeonnage

Dans les échangeurs de chaleur tubulaires, le principe de dudgeonnage d'un tube dans une plaque à tubes est de créer une expansion radiale du tube par mandrinage, ou par pression hydraulique entraînant une déformation plastique du tube. Le dudgeonnage est aussi appelé "tube expansion" en anglais.
Les contraintes résiduelles se traduisent par une pression de contact tube-plaque ayant pour conséquence la réalisation d'une liaison mécanique résistante entre le tube et la plaque. Les outils utilisés ne doivent pas provoquer d'empreintes à pentes brusques sur le métal, ni arrachement, ni bien sûr d'amorces de fissures.

Il convient de remarquer que si les caractéristiques des matériaux en contact sont trop voisines, l'assemblage ne sera pas de bonne qualité. Effectivement, dans un tel cas le tube expansé dans la plaque à tube atteint sa limite élastique approximativement pour la même déformation relative que la plaque à tube elle-même. Ainsi donc, la plaque à tube ne peut être écrouie (plastifiée) avant que le tube lui-même ne le soit.

Facteurs d'amélioration :

• Dureté du matériau de la plaque supérieure à celle des tubes ;
• Limite élastique du matériau de la plaque supérieure à celle des tubes ;
• Module de Young de plaque supérieur à celui des tubes.

Cet assemblage, pour être reproductif, doit faire l'objet d'une qualification de mode opératoire, avec pour paramètres principaux :

• Diamètre du tube
• Épaisseur tube
• Famille de matériau plaque
• Famille de matériau tube
• Épaisseur ligament ou pas des tubes
• Présence ou non de rainures (et nombre)

L'assemblage donne lieu à la réalisation d'un échantillon de plaque et de tube, comprenant sept tubes, sur lequel on réalise un contrôle visuel des surfaces, une mesure finale de diamètre intérieur, et un essai d'arrachement du tube central, en notant la valeur d'arrachement du tube.

Pour chaque échangeur en projet, on devra vérifier que le procédé assure en principe une valeur d'arrachement supérieure à trois fois l'effort maximal qui sera subi par les tubes en service, sous les effets conjugués de la pression et de la température — ce facteur 3 étant multiplié d'un facteur >1, lié au ratio Rt à la valeur d'essai / Rt à la température maximale de service.

Ce procédé déforme définitivement les pièces, et la réussite du premier coup est fortement recommandée : tout redudgeonnage local mené pour étancher un tube qui s'est avéré fuyard à l'épreuve (faite à l'eau ou au gaz) déséquilibre l'ensemble du voisinage, et conduit au redudgeonnage de nombreux autres tubes, de proche en proche.