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Guide des presse-étoupes pour applications marines et offshore

Choisissez les presse-étoupes marins et offshore selon l’exposition à l’eau et à la corrosion, la construction du câble, les interfaces du coffret, les fonctions électriques et l’accès pour la maintenance.

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Edward Wang, directeur général de la gamme de produits Bepto Presse-étoupes

À propos de l’auteur

Edward Wang

Directeur général de la gamme de produits

Fort de plus de 15 ans d’expérience dans la fabrication industrielle, il coordonne la conception des produits, le traitement des métaux, le moulage par injection, le contrôle qualité et la livraison de la production.

Articles de l’auteurEdward@bepto.com

Les presse-étoupes marins et offshore doivent être adaptés aux conditions au point d’entrée concerné. Une armoire abritée, un coffret de pont exposé et un équipement immergé sont soumis à des chemins d’eau, à des risques de corrosion et à des charges mécaniques différents. La construction du câble, l’ouverture du coffret, les fonctions électriques et l’accès pour la maintenance comptent aussi, au même titre que l’exposition au sel et aux produits chimiques ; la mention « qualité marine » ne décrit pas à elle seule toutes ces conditions.

À retenir

  • Distinguez les sollicitations dues aux éclaboussures, au lavage, à l’immersion temporaire, au service immergé, à la condensation et aux zones dangereuses.
  • Faites correspondre chaque couche du câble et sa tolérance de diamètre extérieur aux fonctions d’étanchéité, de retenue, de serrage de l’armure et de contact de l’écran du presse-étoupe.
  • Choisissez l’ensemble des matériaux sur le trajet des liquides, y compris les joints, rondelles, adaptateurs, contre-écrous, revêtements et le coffret.
  • Traitez séparément les exigences d’indice IP, de système déluge, de corrosion, de CEM et Ex.
  • Préservez la pertinence du choix par une installation correcte, le soutien du câble, le drainage et des inspections adaptées à l’emplacement.

Traduire l’environnement marin en exigences d’entrée de câble

Les exigences d’une entrée de câble en milieu marin désignent l’ensemble des exigences environnementales, mécaniques, électriques et de maintenance applicables à un point de passage dans un coffret. Une paroi de local machine abritée, un coffret de pont exposé, un capteur en zone d’éclaboussures et un appareil immergé en permanence sont soumis à des chemins d’eau et à des conditions d’utilisation différents. Les embruns ou la pluie, le nettoyage, l’inondation, la pression en profondeur, la condensation, les dépôts de sel et les produits chimiques liés à la cargaison peuvent tous modifier ces exigences. La chaleur, le froid, le soleil, les vibrations, les chocs et les mouvements du câble peuvent imposer d’autres limites.

Vérifiez ensuite le matériau et le revêtement du coffret, l’épaisseur de sa paroi, l’ouverture, le sens de montage, le drainage et l’accès aux outils. Le guide des normes applicables en mer du Nord et dans les environnements offshore difficiles aide à repérer les normes et approbations une fois les exigences propres à l’emplacement établies.

Consignez les conditions normales et anormales au niveau du presse-étoupe au lieu d’appliquer une désignation unique à tout le navire. Voici des données utiles :

Donnée du site Conséquence pour l’entrée de câble
Pluie, embruns, paquets de mer, lavage au jet ou immersion Joint côté entrée, joint de câble, drainage, orientation et conditions requises pour l’essai d’étanchéité
Sel, résidus de cargaison, carburant, fluide hydraulique ou détergent Compatibilité du corps, de la finition, de l’élastomère, de la rondelle, de l’adaptateur et du coffret
Plage et cycles de température Composition du joint, gaine du câble, jeux et température de montage
Vibrations, mouvements et traction du câble Retenue, terminaison de l’armure, dispositifs antirotation et soutien du câble à proximité
Classement de zone dangereuse Mode de protection certifié, type de câble, accessoires et conditions d’installation
Accès pour inspection Orientation, dégagement pour la clé, contrôles visuels de l’état et stratégie de remplacement

Les règles de classification et les spécifications du projet peuvent ajouter des exigences relatives aux matériaux, à la tenue au feu, à la CEM, aux chocs, aux vibrations ou à l’approbation. J’appliquerais les règles en vigueur désignées pour le navire ou l’installation, avec l’annexe du certificat du produit. Reliez toute marque de classe ou désignation offshore à la variante et à l’emplacement concernés. L’explorateur DNV des règles et normes donne accès aux documents actuels et antérieurs. La règle retenue pour le projet, sa révision, la notation de classe et le périmètre de l’approbation déterminent les documents applicables.

Deux intervenants marins près d’un coffret de pont fermé, dont le câble noir est acheminé vers un collier mural distinct près d’un passage humide
Les intervenants examinent l’emplacement du coffret par rapport au pont mouillé, à l’évacuation et au câble soutenu séparément.

Adapter le presse-étoupe marin et offshore aux fonctions du câble

La construction du câble désigne les couches de gaine extérieure, d’armure, d’écran, de revêtement sous armure, de gaine intérieure, d’isolation et de conducteurs qui arrivent au presse-étoupe. Chaque couche doit correspondre à l’interface prévue pour elle. Je mesurerais la gaine extérieure, identifierais le type et les dimensions de l’armure ou de l’écran, et confirmerais le revêtement sous armure ou la gaine interne. Consignez aussi si le câble reste fixe, bouge occasionnellement ou fléchit régulièrement.

Vérifiez la circularité, l’état de surface, le recouvrement de la tresse, le matériau de l’armure et tout revêtement extérieur à retirer. La norme IEC 60092-350:2020 couvre la construction et les essais de câbles de puissance, de commande et d’instrumentation définis pour les navires et les installations offshore. Son champ d’application publié distingue les câbles pour installation fixe de ceux soumis à des flexions fréquentes. Le mouvement reste un critère de sélection.

Un électricien marin ganté mesure au pied à coulisse la gaine noire d’un câble ; la tresse métallique et les extrémités des conducteurs sont dénudées plus loin
Le pied à coulisse mesure une section intacte de la gaine ; la tresse métallique préparée et les pièces détachées du presse-étoupe sont visibles plus loin sur l’établi.

Pour un câble de diamètre extérieur nominal DnomD_{nom}, avec une tolérance inférieure t−t_{-} et une tolérance supérieure t+t_{+}, calculez l’intervalle dimensionnel avant de le comparer à la plage du presse-étoupe :

Dmin=Dnom−t−D_{min}=D_{nom}-t_{-}
Dmax=Dnom+t+D_{max}=D_{nom}+t_{+}

L’intervalle de diamètre du câble correspond à l’intervalle de diamètres extérieurs minimal et maximal autorisés par les tolérances de fabrication. Les deux valeurs DminD_{min} et DmaxD_{max} doivent se situer dans la plage publiée pour un même presse-étoupe et un même montage de joints. Je mesurerais aussi l’ovalisation, si nécessaire, et vérifierais chaque autre câble approuvé. La section du conducteur ou une désignation commerciale ne permet pas de confirmer cet ajustement.

Pour une gaine souple, annelée, tressée ou de forme irrégulière, demandez au fabricant du presse-étoupe sa méthode de mesure et d’étanchéité. Un ajustement nominal proche du milieu de la plage ne suffit pas si le plus petit câble n’est pas assez comprimé ou si le plus grand endommage le joint au montage.

OutilDimensions du câbleCalculateur de tolérance du diamètre extérieur du câbleConvertissez le diamètre extérieur nominal du câble marin et ses tolérances asymétriques en valeurs minimale et maximale avant de vérifier la plage exacte du presse-étoupe.Dmin = Dnom − T−; Dmax = Dnom + T+Diamètre extérieur nominal du câbleTolérance supérieureTolérance inférieureOuvrir le calculateur

Pré-sélection de la plage de câble et du mouvement en milieu marin Schéma de sélection adapté aux petits écrans : comparer l’intervalle complet du diamètre du câble à celui indiqué pour le presse-étoupe, puis traiter séparément l’ovalisation, le profil de surface et les sollicitations de mouvement (fixe, occasionnel ou régulier) avant de vérifier la configuration exacte. Contrôler le câble avant de choisir l’entrée marine Distinguer plage, profil, surface et mouvement 1 Vérifier tout l’intervalle Utiliser les diamètres min. et max. et non le seul diamètre nominal. Intervalle du diamètre du câble Diamètre extérieur min. Diamètre extérieur max. Intervalle du presse-étoupe Garder les deux limites dans la plage 2 Distinguer profil et sollicitation Circularité Axes majeur et mineur Surface Sollicitation de mouvement Fixe Occasionnel Régulier Vérifier la configuration exacte Ensemble presse-étoupe et joint Méthode de mesure du fabricant Données dynamiques et d’étanchéité L’ajustement dimensionnel n’est qu’un critère de choix.
Comparez l’intervalle complet du diamètre du câble et le profil mesuré à la plage indiquée pour le presse-étoupe, puis traitez séparément les sollicitations de mouvement.

Pour un câble armé ou blindé, identifiez l’interface qui assure chaque fonction. Le joint d’étanchéité prévu pour l’environnement agit sur une gaine déterminée. Le serrage de l’armure assure le maintien mécanique et, si sa conception le prévoit, un chemin électrique. Un élément de contact de l’écran ne contribue à la CEM que dans le cadre de l’assemblage défini entre écran du câble, presse-étoupe, coffret et liaison équipotentielle.

Chemins des interfaces d’une entrée de câble marine Schéma vertical distinguant le joint de la gaine extérieure, le contact de l’armure ou de l’écran, le joint côté coffret et la liaison du coffret. Suivre chaque interface de l’entrée marine Distinguer étanchéité et continuité électrique 1 Couches du câble Gaine extérieure • armure ou écran • gaine interne 2 Interfaces du presse-étoupe Joint d’étanchéité de la gaine extérieure Contact de l’armure ou de l’écran Joint interne / revêtement sous armure 3 Limite du coffret Joint côté entrée et paroi préparée Contre-écrou ou entrée filetée • liaison électrique Vérifier la configuration complète Câble • presse-étoupe • accessoires • coffret montage • conditions d’essai • maintenance
Les couches légendées relient chaque câble, presse-étoupe et interface de coffret visible à sa fonction d’étanchéité, de retenue, de contact de l’écran ou de liaison électrique.

Utilisez la coupe, les instructions et l’annexe du certificat du fabricant retenu pour confirmer les positions de contact réelles, les joints, les accessoires, la préparation du câble et la construction approuvée. Reportez les positions de contact et de joints confirmées, l’empilage des accessoires et les dimensions de préparation du câble sur le plan d’installation et la nomenclature.

Choisir l’ensemble des matériaux sur le trajet des liquides

Le trajet des liquides désigne l’ensemble des surfaces et des assemblages atteints par l’eau ou des produits chimiques. Vérifiez l’eau salée, la condensation, l’eau de lavage, les résidus de cargaison et les produits nettoyants. Ce parcours peut inclure le corps, le capuchon, l’insert, les joints toriques, la rondelle d’entrée, l’adaptateur, le contre-écrou, les fixations, les bords du revêtement, la paroi du coffret et la gaine du câble.

Je choisirais selon la nuance ou le grade du matériau et la finition plutôt que sur les seules mentions « inox », « laiton marin » ou « nylon anti-UV ». Les aciers inoxydables, le laiton plaqué, les polymères, les élastomères et les revêtements ont chacun leurs limites. Comparez l’exposition aux chlorures, les crevasses, la température, les produits chimiques, les UV, les charges et la continuité électrique exigée à chaque assemblage exposé. Le guide de sélection des matériaux de qualité marine pour l’offshore aide à établir une liste restreinte, en incluant les joints et accessoires susceptibles de limiter le choix du corps.

Un intervenant marin éclaire à la lampe torche un presse-étoupe métallique monté sur un coffret bleu peint ; le câble noir passe près de dépôts blancs au joint du panneau
La lumière éclaire le joint entre le presse-étoupe et le panneau peint, ainsi que des dépôts blancs sur la surface voisine ; le câble rejoint un collier distinct.

Confirmez la référence à partir du numéro de pièce, du plan, de la nomenclature et de la spécification de finition. Suivez ensuite les composants pendant le montage : capuchon et écrou de compression, joint extérieur, corps, contact de l’armure ou de l’écran, joint intérieur, filetage, rondelle, adaptateur, contre-écrou et surface du coffret.

La performance de l’acier inoxydable dépend de la nuance et de l’état de surface fini. Pour le laiton plaqué, l’alliage de base, le système de placage, son épaisseur et son endommagement comptent. Pour un polymère, examinez la formulation, la résistance aux UV, les limites de température et la compatibilité chimique. La formulation du joint et la gaine du câble doivent convenir à la même exposition ; la couleur ou le brillant du corps ne suffisent pas à établir cette adéquation.

La corrosion galvanique nécessite un électrolyte et un chemin électrique entre des matériaux conducteurs dissemblables. Évaluez donc ensemble le presse-étoupe, le coffret, l’adaptateur, le contre-écrou, les fixations, les revêtements, le drainage et les rapports entre les surfaces exposées. Si une rondelle isolante ou un revêtement est utilisé, confirmez comment la liaison équipotentielle de protection ou la continuité CEM est assurée lorsqu’elle est requise.

L’essai au brouillard salin permet de comparer des éprouvettes et finitions définies dans des conditions contrôlées. La norme ASTM B117-26 précise l’appareillage, la procédure et les conditions ; la spécification du produit ou du projet définit l’éprouvette, la durée, la préparation et les critères d’acceptation. Utilisez la comparaison des matériaux après brouillard salin côtier pour interpréter les résultats sans convertir directement des heures en chambre d’essai en années de service.

Distinguer les vérifications d’étanchéité, de déluge, de corrosion, de CEM et Ex

Distinguez les résultats concernant la protection contre les pénétrations, l’arrosage déluge et la corrosion. La norme IEC 62444:2010 couvre les presse-étoupes complets dans son champ d’application. La norme IEC 60529 classe la protection procurée par les enveloppes dans des conditions définies. Pour un indice IP, consignez le câble, le presse-étoupe, les accessoires, l’entrée, le coffret, la méthode de montage, la profondeur ou les conditions du jet, la durée et l’orientation.

J’utiliserais la comparaison des indices IP67, IP68 et IP69K pour distinguer l’immersion temporaire, l’immersion continue selon des conditions définies et les jets à haute pression et haute température. Pour l’arrosage incendie offshore, vérifiez le programme distinct et la configuration installée dans le guide du système déluge DTS01. Chaque résultat répond à sa propre question.

Pour un câble blindé sur un navire à coque métallique, la norme IEC 60533:2015 traite de la compatibilité électromagnétique des installations électriques et électroniques dans les limites de son champ d’application. Vérifiez la terminaison de l’écran, la circonférence de contact, l’adaptateur, le retrait du revêtement ou les dispositions de liaison, la conductivité du coffret et la plage de fréquences. La désignation « presse-étoupe CEM » n’est que le point de départ de cette chaîne complète.

Pour une zone dangereuse, identifiez les exigences de sélection de l’équipement, de certificat, de câble, d’accessoires, d’installation, de documentation et d’inspection initiale applicables à l’installation. J’associerais le mode de protection désigné à l’assemblage réel. La présentation ATEX de la Commission européenne présente la directive 2014/34/EU et les procédures d’évaluation de la conformité pour la mise sur le marché de produits dans l’UE. La nuance ou le grade du matériau et l’indice IP restent des critères distincts dans l’évaluation de la zone dangereuse.

Préserver l’entrée marine retenue pendant l’installation et l’exploitation

L’installation doit préserver les connexions sélectionnées. Je vérifierais d’abord l’ouverture à partir du plan du produit, éliminerais les bavures, protégerais les bords coupés et nettoierais les surfaces d’étanchéité. Installez la rondelle ou le joint torique spécifié du bon côté. Engagez les filetages bien d’équerre à la main, maintenez la pièce pour empêcher sa rotation si les instructions le demandent et serrez chaque assemblage selon le couple, le nombre de tours, l’écart ou l’appui sur l’épaulement indiqué par le fabricant.

Préparez l’armure et les écrans sur la longueur prescrite. Évitez que les brins cassés, les plis et les fils libres pénètrent dans les joints. Placez chaque joint d’étanchéité prévu pour l’environnement sur la gaine désignée. Enfin, soutenez le câble et respectez le rayon de courbure indiqué par son fabricant au premier point de soutien. Son poids et sa courbure ne doivent pas solliciter le presse-étoupe en permanence.

Acheminez les entrées exposées pour limiter les poches d’eau stagnante et de contaminants. Si l’orientation est imposée, prévoyez un drainage ou une protection physique, selon ce qu’autorise la conception de l’équipement. Après le montage, vérifiez la position du câble, l’assise des joints, les dispositifs antirotation, le serrage de l’armure, la continuité de liaison lorsqu’elle est requise et l’interface terminée du coffret. Effectuez ensuite l’essai d’installation ou de mise en service spécifié pour l’équipement.

Définissez les intervalles d’inspection selon les règles applicables à l’installation, les instructions, l’exposition locale, l’accessibilité et l’état observé. Je regrouperais les entrées selon leurs sollicitations réelles. Une armoire intérieure sèche et un coffret de pont exposé ne devraient pas recevoir automatiquement le même niveau d’attention ni un intervalle repris d’une autre installation.

Recherchez les corps desserrés, les mouvements du câble, les joints déplacés, les revêtements endommagés, les dépôts dans les crevasses, les taches, les polymères fissurés, les élastomères durcis, les drains bouchés et les supports détériorés. Vérifiez aussi après tout travail sur le câble ou le coffret. Des traces sous un adaptateur peuvent indiquer un électrolyte piégé plutôt qu’un alliage de corps inadapté. Suivez le cheminement de l’eau et le couple de matériaux avant de remplacer la pièce visible. Tout changement de câble, d’adaptateur, de rondelle, de contre-écrou, de revêtement ou de variante de presse-étoupe exige une nouvelle vérification de l’assemblage.

Conclusion

Je recommande de choisir les presse-étoupes marins et offshore selon l’emplacement et les sollicitations réelles de chaque entrée. L’exposition à l’eau, aux chlorures et aux produits chimiques, la construction et le mouvement du câble, la géométrie du coffret, la CEM ou la liaison électrique, les exigences de zone dangereuse et l’accès pour la maintenance doivent convenir au même assemblage.

Avant de reproduire le choix ailleurs, vérifiez une entrée représentative comme un assemblage complet : les couches et le diamètre du câble, le presse-étoupe, les accessoires, le coffret et le montage doivent être compatibles. Même sur un même navire ou une même plateforme, les entrées peuvent être soumises à des sollicitations différentes liées à l’eau, aux mouvements ou aux fonctions électriques.

FAQ sur les presse-étoupes marins et offshore

L’acier inoxydable 316L est-il toujours le bon matériau pour un presse-étoupe marin ?

Non. Comparez la nuance et la finition exactes à l’électrolyte, à la teneur en chlorures, aux crevasses, à la température, aux produits chimiques, aux métaux en contact, au système de revêtement, aux joints, à la gaine du câble et aux fonctions électriques. Le corps en 316L peut rester limité par un autre composant ou une autre interface. Choisissez l’ensemble des matériaux sur le trajet des liquides pour l’emplacement défini.

IP68 signifie-t-il qu’un presse-étoupe convient à une immersion permanente en eau de mer ?

Les conditions IPX8 sont précisées pour la configuration d’enveloppe testée. Demandez la profondeur ou la pression, la durée, l’éprouvette, le câble, les accessoires, l’entrée, le coffret, l’orientation et les détails d’assemblage. Pour un service immergé permanent, confirmez aussi la résistance à la corrosion, les cycles de pression, les mouvements du câble, les matériaux, l’installation, la maintenance et toute exigence sous-marine propre au projet.

Quand une entrée de câble marine nécessite-t-elle un presse-étoupe CEM ?

Utilisez un presse-étoupe CEM lorsque la conception CEM de l’équipement exige la terminaison de l’écran ou de la tresse du câble par un chemin conducteur maîtrisé au niveau de l’entrée. Vérifiez ensemble la méthode de contact, la préparation de l’écran, la construction du câble, le presse-étoupe, l’adaptateur, le revêtement du coffret, la liaison électrique et la plage de fréquences pertinente.

Comment définir les intervalles d’inspection des presse-étoupes marins ?

Définissez les intervalles selon les règles applicables à l’installation, les instructions du fabricant, la sévérité de l’environnement, la fonction de sécurité, l’accessibilité et la dégradation observée. Regroupez les entrées selon leur exposition réelle au lieu d’attribuer un seul intervalle à tous les presse-étoupes. Raccourcissez l’intervalle si les chemins d’eau, les vibrations, les dépôts, les mouvements du câble, les dégâts au revêtement ou les constats antérieurs augmentent le risque local.

Sources et références techniques

Produits

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