ISO 12176-1:2012

NORME ISO
INTERNATIONALE 12176-1
Troisième édition
2012-10-01
Tubes et raccords en matières
plastiques — Appareillage pour
l’assemblage par soudage des systèmes
en polyéthylène —
Partie 1:
Soudage bout à bout
Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing
polyethylene systems —
Part 1: Butt fusion
Numéro de référence
ISO 12176-1:2012(F)
©
ISO 2012

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ISO 12176-1:2012(F)
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ISO 12176-1:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Configurations. 2
5 Châssis et mâchoires . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Éléments de guidage . 3
6 Transmission de la force à l’interface . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Systèmes manuels . 7
6.3 Systèmes hydraulique et pneumatique . 7
6.4 Système électrique . 7
6.5 Performances . 7
7 Raboteuse . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Performances . 8
8 Plaque chauffante . 8
8.1 Généralités . 8
8.2 Dimensions . 8
8.3 Matière et finition de surface . 9
8.4 Système de chauffage . 9
8.5 Performances .10
9 Alimentation en énergie .10
10 Méthodes d’essai . 11
10.1 Bâti et mâchoires . 11
10.2 Raboteuse et contrôle du jeu après le rabotage .12
10.3 Plaque chauffante .12
11 Équipement supplémentaire .15
12 Maintenance .16
13 Marquage sur la machine de soudage bout à bout .16
14 Autres informations fournies par le fabricant .16
Annexe A (normative) Exigences supplémentaires relatives aux performances des machines de
soudage bout à bout automatiques.17
Annexe B (informative) Plan type de classification .18
Bibliographie .21
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 12176-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie en matières
plastiques pour le transport des fluides, sous-comité SC 4, Tubes et raccords en matières plastiques pour
réseaux de distribution de combustibles gazeux.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 12176-1:2006) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
L’ISO 12176 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Tubes et raccords en matières
plastiques — Appareillage pour l’assemblage par soudage des systèmes en polyéthylène:
— Partie 1: Soudage bout à bout
— Partie 2: Électrosoudage
— Partie 3: Carte d’identification de l’opérateur
— Partie 4: Codage de la traçabilité
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NORME INTERNATIONALE ISO 12176-1:2012(F)
Tubes et raccords en matières plastiques — Appareillage pour
l’assemblage par soudage des systèmes en polyéthylène —
Partie 1:
Soudage bout à bout
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 12176 spécifie les caractéristiques générales et les exigences de performance des
appareils pour l’assemblage bout à bout des systèmes en polyéthylène (PE) à l’aide de plaques chauffantes à
résistance électrique.
Elle est applicable aux appareils mécaniques et manœuvrés par pression pour l’assemblage par soudage bout
à bout des tubes et des raccords en PE, destinés à la distribution de combustibles gazeux, conformément à
l’ISO 4437 et à l’ISO 8085-2, ou destinés au transport d’eau pour la consommation humaine, y compris l’eau
brute avant traitement, et d’eau pour usage général, conformément à l’ISO 4427-2 et à l’ISO 4427-3.
La plage de températures ambiantes normales de travail dans laquelle la machine de soudage bout à bout est
prévue de fonctionner est de - 10°C à + 40°C. L’utilisation en dehors de cette plage de températures fera l’objet
d’un accord entre l’utilisateur et le fournisseur de la machine.
Les machines de soudage bout à bout, avec un contrôleur automatique, sont également soumises aux
exigences supplémentaires telles que données dans l’Annexe A.
NOTE Les exigences pour les machines peuvent être différentes pour des tubes de diamètres supérieurs à ceux
indiqués dans la présente partie de l’ISO 12176.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d’état de surface
ISO 4427-2, Systèmes de canalisations en plastique — Tubes et raccords en polyéthylène (PE) pour
l’alimentation en eau — Partie 2: Tubes
ISO 4427-3, Systèmes de canalisations en plastique — Tubes et raccords en polyéthylène (PE) pour
l’alimentation en eau — Partie 3: Raccords
ISO 4437, Canalisations enterrées en polyéthylène (PE) pour réseaux de distribution de combustibles gazeux
— Série métrique — Spécifications
ISO 8085-2, Raccords en polyéthylène pour utilisation avec des tubes en polyéthylène pour la distribution de
combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie 2: Raccords à bouts mâles pour assemblage
par soudage bout à bout, pour assemblage par soudage dans une emboîture au moyen d’outils chauffés et
pour utilisation avec des raccords électrosoudables
ISO 11414, Tubes et raccords en matières plastiques — Préparation d’éprouvettes par assemblage tube/tube
ou tube/raccord en polyéthylène (PE) par soudage bout à bout
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
bâti
ensemble autoporteur constitué par deux ou plusieurs guides et des mâchoires pour le tube
NOTE Cela comporte le mécanisme du chauffage et du soudage des tubes et/ou des raccords.
3.2
résistance au frottement de la machine de soudage bout à bout
force nécessaire pour vaincre les frottements dans l’ensemble du mécanisme
NOTE Voir 6.1.
3.3
frottement de pointe
résistance au frottement au moment de l’initiation du mouvement
3.4
frottement dynamique
résistance au frottement pendant le mouvement
3.5
diamètre extérieur nominal
d
n
désignation numérique de la dimension commune à tous les composants d’un système de canalisation en
matières thermoplastiques, autres que les brides et les composants désignés par leur dimension de filetage
NOTE 1 C’est un nombre rond utilisé à des fins de référence.
NOTE 2 Adapté de l’ISO 161-1.
3.6
épaisseur de paroi nominale
e
n
désignation numérique de l’épaisseur de paroi d’un composant, qui est un nombre rond pratique,
approximativement égal à la dimension de fabrication, en millimètres
3.7
compensation du frottement
capacité de la machine de soudage bout à bout à maîtriser les forces mécaniques et de frottement, de même que les
forces dues au travail sur chantier, afin de fournir et de maintenir les paramètres de soudage spécifiés pour le tube
4 Configurations
Pour satisfaire aux exigences de la présente partie de l’ISO 12176, les machines de soudage bout à bout
peuvent avoir différentes configurations, comme suit:
— système de liaison mécanique pour engendrer la force;
— système de pompe hydraulique manuelle pour engendrer la force;
— système semi-automatique actionné de manière externe pour engendrer la force (réglage manuel de
la pression);
— système semi-automatique comprenant un dispositif pour contrôler et enregistrer les paramètres de soudage;
— système automatique qui contrôle et enregistre les paramètres de soudage.
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En général, les machines sont conçues pour des gammes bien définies de diamètres, de SDR et de
cycles de soudage.
Chaque composant de la machine doit être conforme aux réglementations nationales de sécurité applicables.
Les machines qui enregistrent les données de soudage doivent être capables de les transférer pour un
usage ultérieur.
5 Châssis et mâchoires
5.1 Généralités
L’appareillage de soudage bout à bout doit être autant que possible sans entretien.
Le bâti de la machine de soudage bout à bout doit assurer la rigidité et la stabilité, sans nécessité de poids inutile.
La machine de soudage bout à bout doit être suffisamment robuste pour résister à une utilisation normale.
Le châssis doit comporter des aménagements pour l’alignement et les mouvements relatifs des tubes et/ou
des raccords.
La machine de soudage bout à bout doit comporter des aménagements pour supporter la plaque chauffante
et la raboteuse lors de son utilisation. Ces supports ne doivent ni gêner la transmission des forces d’interface,
perpendiculaires à la plaque chauffante, sur l’interface ni rompre le propre alignement de cette plaque pendant
le chauffage.
La machine de soudage bout à bout doit pouvoir réaliser des assemblages satisfaisants à la température
ambiante et dans des conditions normales de travail sur chantier, avec des tubes et des raccords aux tolérances
dimensionnelles extrêmes.
Dans le cas des machines de soudage conçues pour des tranchées étroites, la conception et la réalisation des
mâchoires doivent permettre de sortir la machine de la tranchée après le soudage sans abîmer le tube en PE.
Le bâti doit comporter au moins deux mâchoires, l’une fixe et l’autre mobile, afin de tenir en place le tube de PE
pendant le cycle de soudage. Ces mâchoires doivent être conçues de telle sorte que les tubes puissent être
mis en place et retirés rapidement.
Les mâchoires doivent serrer la circonférence des tubes et raccords; elles doivent être conçues et dimensionnées
pour éviter d’endommager leurs surfaces.
Pour éviter des lésions humaines, il convient que les mors soient, de préférence, conçus pour qu’ils ne puissent
pas se fermer à moins d’une certaine distance minimale l’un de l’autre.
Aucun réglage de l’axe du tube ne doit être exigé après le changement des parties concernées en vue de
l’adaptation à différentes dimensions de tubes. Les mâchoires, les inserts ou les fourreaux ne doivent pas
endommager le tube ou le raccord.
Entre des machines similaires construites par le même fabricant, il convient que les mâchoires et/ou les
fourreaux pour chaque dimension de tube soient interchangeables.
Le nombre maximal de couches amovibles au niveau des mâchoires est de trois dans le cas des machines
pour les diamètres de tube dn ≤ 400 mm et de quatre pour les diamètres dn > 400 mm.
Des instructions pour le fonctionnement des machines doivent être disponibles.
5.2 Éléments de guidage
5.2.1 Généralités
Les surfaces de glissement des éléments de guidage doivent être protégées de la corrosion, par exemple par
un revêtement de chromage dur.
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Après chauffage, la conception de la machine de soudage bout à bout doit permettre de retirer la plaque
chauffante et de rapprocher les extrémités des tubes à souder, sans endommager les surfaces chauffées,
dans un temps maximal comme indiqué au Tableau 1.
Tableau 1 — Temps maximal pour retirer la plaque chauffante
Épaisseur de paroi nominale Temps maximal
e t
n max
mm s
e ≤ 4,5 5
n
4,5 < e ≤ 7 5 ≤ t ≤ 6
n max
7 < e ≤ 12 6 ≤ t ≤ 8
n max
12 < e ≤ 19 8 ≤ t ≤ 10
n max
19 < e ≤ 26 10 ≤ t ≤ 12
n max
26 < e ≤ 37 12 ≤ t ≤ 16
n max
37 < e ≤ 50 16 ≤ t ≤ 20
n max
50 < e ≤ 70 20 ≤ t ≤ 25
n max
Le système d’alignement des mâchoires doit fournir la résistance de friction nécessaire pour résister aux
forces d’assemblage aux températures extrêmes.
5.2.2 Rigidité sous pression
La machine de soudage bout à bout doit assurer la rigidité et la stabilité. Cela doit être évalué par la détermination
après ébarbage de l’écart entre les extrémités des tubes lorsqu’ils sont en contact. L’écart, mesuré entre Sp1 et
Sp2 (voir Figure 5) doit être conforme au Tableau 2, lorsqu’il est mesuré conformément à 10.3.4.
Tableau 2 — Écart maximal
Diamètre extérieur nominal Écart maximal entre les extrémités
d des tubes
n
mm mm
d ≤ 250 0,3
n
250 < d ≤ 400 0,5
n
400 < d ≤ 630 1
n
630 < d 0,2 % de d
n n
5.2.3 Rigidité sous courbure
Le support des mâchoires et les paliers doivent être suffisamment rigides pour maintenir l’alignement axial à
0,2 mm près sur toute la longueur du déplacement, lorsque l’essai est effectué conformément à 10.1.2.1.
Le défaut d’alignement angulaire des tubes supportés ne doit pas dépasser 0,5 mm, lorsque l’essai est effectué
conformément à 10.1.2.2.
Lorsque les supports des tubes sont retirés (voir Figure 1), la courbure supplémentaire du châssis de la
machine de soudage bout à bout et des mâchoires ne doit pas provoquer une flèche supérieure aux valeurs
données dans le Tableau 3.
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ISO 12176-1:2012(F)
Tableau 3 — Flèche complémentaire maximale (à essayer avec des tubes SDR 17,6 ou SDR 17)
Diamètre extérieur nominal Flèche maximale
d f
n max
mm mm
< 225 0,5
250 1
315 2
400 3
500 4
630 5
800 7
1 000 9
1 200 11
1 600 15
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a) Rouleaux-supports présents ab−≤ 0,5 mm
b) Rouleaux-supports retirés ab−≤ f + 0,5 mm
max
Légende
1 mâchoire
2 tube
3 rouleau support
NOTE f est la flèche maximale donnée au Tableau 3.
max
a
Écart à la position de mesurage supérieure.
b
Écart à la position de mesurage inférieure.
Figure 1 — Écart entre les tubes sous courbure
5.2.4 Désovalisation
Le système d’alignement des mâchoires doit pouvoir réarrondir le tube de telle sorte que toute ovalisation de
l’extrémité du tube ne dépasse pas 5 % de son épaisseur de paroi et que tout défaut des extrémités du tube ne
dépasse pas 10 % de l’épaisseur de paroi, lorsque l’essai est effectué conformément à 10.1.1.
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6 Transmission de la force à l’interface
6.1 Généralités
Tous les systèmes de commande (par exemple manuel, hydraulique, pneumatique, électrique) sont acceptables,
pour autant qu’ils répondent aux exigences de la présente partie de l’ISO 12176.
Les forces à l’interface tube/tube engendrées pendant le cycle d’assemblage doivent être mesurées
directement, ou bien des moyens doivent être prévus pour déterminer indirectement la force à l’interface à
partir du mesurage des paramètres appropriés de fonctionnement de la machine qui tiennent compte du
transfert de la force utile et de la résistance au frottement de la machine.
Dans le cas des machines hydrauliques à piston, la force peut être indiquée en fonction de la pression appliquée
sur le cylindre.
Pour de telles machines, un tableau de conversion approprié, indiquant la relation entre la force réelle à
l’interface et la pression indiquée par l’indicateur de pression, doit être fourni. L’indicateur de pression doit être
calibré. La précision du manomètre doit être 1 % de la pleine échelle.
6.2 Systèmes manuels
Les machines manuelles doivent avoir les caractéristiques suivantes:
— la mâchoire mobile doit pouvoir se déplacer d’une manière continue et régulière;
— un système vérifiant les forces appliquées au cours du cycle de soudage;
— un système de verrouillage pour maintenir la force de soudage (les machines de soudage pour d < 63 mm
n
peuvent ne pas avoir un tel système de verrouillage).
6.3 Systèmes hydraulique et pneumatique
La machine de soudage bout à bout doit pouvoir maintenir la pression requise à l’interface, à chaque étape du
cycle de l’assemblage. Si la pression du fluide est obtenue à l’aide d’une pompe à main, celle-ci doit permettre
à un seul opérateur de satisfaire à toutes les exigences relatives à la force et au temps du cycle d’assemblage
pour la gamme de dimensions de tubes pour laquelle la machine est conçue.
L’affichage de la pression doit être clair et facile à lire à une distance normale de travail.
Le système hydraulique doit être protégé des surpressions.
Les normes nationales doivent s’appliquer à la construction des récipients sous pression.
6.4 Système électrique
La machine de soudage bout à bout doit pouvoir maintenir la pression requise à l’interface à chaque étape du
cycle de l’assemblage.
L’affichage de la force doit être clair et facile à lire à une distance normale de travail.
Les normes nationales doivent s’appliquer à la construction et à la sécurité des systèmes électriques.
6.5 Performances
Pour la compensation des frottements de pointe, la machine de soudage doit pouvoir disposer d’une réserve
minimale de 30 % de la force de soudage définie pour le diamètre de tube maximal, l’épaisseur de paroi
maximale et le cycle de soudage, pour lesquels la machine a été conçue.
La variation maximale admise, avec les mâchoires mobiles dans une position quelconque, doit être inférieure
à 10 % de la résistance au frottement de la machine de soudage.
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7 Raboteuse
7.1 Généralités
La raboteuse doit être un outil à double face actionné manuellement ou à l’aide d’une force électrique,
hydraulique ou pneumatique. Elle doit permettre d’obtenir que les faces des extrémités des tubes et des
raccords, perpendiculaires à l’axe des tubes préparés en vue du soudage, soient propres, planes et parallèles.
La conception de la raboteuse doit permettre l’élimination des copeaux de la face découpée, de la machine
elle-même et de l’ouverture du tube ou du raccord. La partie usinée doit être visible de l’opérateur de telle sorte
que l’achèvement du rabotage puisse être constaté.
Les raboteuses doivent être interchangeables en fonction de la dimension et du type de machine de soudage
pour lesquels elles ont été conçues. Elles doivent pouvoir raboter une série complète de dimensions de tube
et de matières pour lesquelles la machine a été conçue.
Des lames de découpage amovibles doivent être prévues.
Des dispositions doivent être prises pour éviter de raboter les extrémités des tubes et des raccords au-delà de
la limite nécessaire pour avoir un assemblage soudé satisfaisant.
7.2 Performances
La raboteuse doit travailler des deux côtés et donner une coupe lisse sur chaque face à souder, de telle sorte
que l’écart maximal entre les faces ne dépasse pas les valeurs admises au Tableau 2, lors de l’essai effectué
conformément à 10.2.
8 Plaque chauffante
8.1 Généralités
La plaque chauffante doit permettre d’obtenir une matière fondue satisfaisante ou des conditions de fusion des
extrémités des tubes et/ou des raccords pour le soudage. La plaque doit être munie d’un système de contrôle
de la température.
Les plaques chauffantes doivent être interchangeables en fonction de la dimension et du type de machine de
soudage pour lesquels elles ont été conçues.
Si une plaque chauffante ne peut pas être facilement enlevée pendant le fonctionnement par une seule personne
en raison de son poids ou d’autres facteurs, il faut alors prévoir une assistance hydraulique, pneumatique ou
mécanique, comme partie intégrante de la machine.
Pour les unités manuelles (machines de soudage bout à bout), la puissance totale de chauffe doit être telle que,
si l’alimentation électrique de la plaque chauffante est coupée accidentellement à la température d’emploi, elle
puisse encore réaliser un assemblage satisfaisant. Si cette condition n’est pas remplie, un système d’alarme,
non fraudable, de coupure accidentelle doit être prévu sur la machine.
Le système de chauffage doit être conçu de telle sorte que, dans des conditions ambiantes normales, les
extrémités du tube et/ou du raccord soient réchauffées correctement à la température d’emploi et des conditions
de soudage stables soient maintenues.
8.2 Dimensions
Afin d’assurer un bon transfert de chaleur aux deux extrémités à souder, la plaque chauffante doit avoir une
dimension convenable.
La largeur, x, des parties intérieure et extérieure de la plaque chauffante (voir Figure 2), doit être d’au moins
10 mm pour les diamètres de tube d ≤ 250 mm et d’au moins 15 mm pour les diamètres d > 250 mm.
n n
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ISO 12176-1:2012(F)
La plaque chauffante doit être plane des deux côtés à ± 0,1 mm/100 mm.
L’épaisseur ne doit pas varier de plus de 0,2 mm jusqu’à d = 250 mm et de plus de 0,5 mm pour les diamètres
n
supérieurs, et la plaque ne doit pas comporter de trous ou de vis dans la zone de contact avec le tube.
x ≥ 10 mm pour d ≤ 250 mm et x ≥ 15 mm pour d > 250 mm
n n
Figure 2 — Dimensions de la plaque chauffante
8.3 Matière et finition de surface
Les plaques chauffantes doivent être réalisées dans un matériau ayant une bonne conductivité thermique et
doivent résister aux manipulations sur le chantier.
Les surfaces au contact des tubes ou des raccords doivent être telles que la matière fondue ne puisse pas s’y
coller, qu’elles permettent un nettoyage sans dommages et qu’elles résistent aux manipulations sur le chantier.
Cela peut être atteint, par exemple, en revêtant la surface de PTFE (polytétrafluoroéthylène) coloré ou à l’aide
d’autres traitements de surface. La couleur du revêtement de PTFE doit être telle qu’après utilisation de l’outil
pour l’assemblage, la présence d’un quelconque surplus de PE sur la plaque soit facilement visible, sans tenir
compte d’une quelconque dégradation du PE ou du revêtement de PTFE.
L’utilisation d’un spray quelconque, tel que le PTFE, est interdite pendant l’exécution du cycle de soudure. Un
tel revêtement peut être transféré sur l’interface au cours de l’assemblage.
La plaque chauffante peut également être fabriquée en acier chromé dur ou en acier inoxydable.
8.4 Système de chauffage
La plaque doit être chauffée électriquement.
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ISO 12176-1:2012(F)
En ce qui concerne les systèmes de chauffage avec les éléments chauffants à résistance électrique, la plaque
chauffante doit être pourvue d’un dispositif indiquant sa température et qui montre clairement et visiblement si la
température de travail est atteinte. Cet indicateur de la température doit être indépendant de tout autre contrôle
de température ou du système de surveillance. Il doit être protégé des dommages mécanique, électrique ou
thermique et être remplaçable.
Les plaques chauffantes doivent pouvoir fonctionner en continu, en position verticale à leur température de
travail pendant une durée minimale de 4 h. Après cette période, la température des poignées ne doit pas
dépasser 50 °C, mesurée à température ambiante sans exposition au soleil.
Un indicateur doit être prévu pour montrer clairement que la plaque est sous tension et donc en cours de
chauffe. Il doit indiquer la température de travail à ± 5 °C de la température de la plaque, mesurée en un point
de référence prédéterminé.
Des précautions doivent être prises pour éviter un changement accidentel de la température préréglée.
8.5 Performances
8.5.1 La rugosité de surface Ra, comme défini dans l’ISO 428
...