Matériau des tuyaux industriels :Considérations sur les tubes centraux

Remplacement de tuyau industriel :Considérations sur le matériau du tube central

Doug Nordstrom, chef de produit principal, groupe de produits flexibles

Le bon tuyau industriel permet à vos systèmes de fluides de fonctionner en toute sécurité et efficacement. Cependant, le mauvais tuyau peut saper vos processus, mettre votre personnel en danger et compromettre vos résultats. Trop souvent, les ingénieurs ne sont même pas conscients que leurs tuyaux sont un problème jusqu'à ce qu'il soit trop tard.

Malgré son importance, la sélection des tuyaux est souvent traitée après coup. Le bon tuyau industriel a plus de valeur que son prix d'achat. Une sélection appropriée nécessite une attention particulière aux variables de votre application telles que la température, la compatibilité chimique, la capacité de vidange et les exigences de pression et de débit.

Lisez la suite pour en savoir plus sur les matériaux uniques à l'intérieur du tube central - la couche la plus interne d'un tuyau industriel - et sur la manière de sélectionner un tuyau approprié en fonction de son noyau.

Questions à prendre en compte avant de sélectionner le matériau de votre tube central

Vous trouverez ci-dessous des questions de base à prendre en compte avant de sélectionner le matériau de votre tube central. Vous pouvez répondre à ces questions à l'aide des catalogues de produits des fabricants ou avec votre représentant Swagelok.

1. Le matériau du noyau est-il chimiquement compatible avec le support du système ? Va-t-il se corroder ou se détériorer avec le temps ?
2. Le matériau du noyau peut-il tolérer la plage de température du support système ?
3. Le matériau du tube central empêchera-t-il ou limitera-t-il la perméation et l'absorption ? (Selon votre application, la perméation et/ou l'absorption peuvent ne pas être un problème.)
4. Le matériau de base résistera-t-il aux pratiques de nettoyage de votre système ? Cela inclut la température, la pression et la compatibilité des matériaux avec tous les solvants et agents de nettoyage.

Types de matériaux de tube central

Métal

Avantages

Les noyaux métalliques (généralement en acier inoxydable 316L) sont un bon choix pour les besoins généraux du système de fluide. Ils sont généralement conçus pour des températures comprises entre -325 °F et 850 °F ou plus (-200 °C et 454 °C), ce qui fait des tubes à âme métallique un choix exceptionnel pour les fluides du système à des températures extrêmes. Les tubes métalliques flexibles sont également un bon choix lorsqu'il y a peu de tolérance pour la perméation ou l'absorption.

Inconvénients

Depuis l'avènement des fluoropolymères, les tubes à noyau métallique ne sont généralement pas choisis pour les milieux hautement caustiques ou acides en raison de problèmes de corrosion. Il est important de noter que les noyaux métalliques ne sont pas non plus bien adaptés aux opérations avec mouvements répétitifs et vibrations, car ils sont plus susceptibles de se rompre par fatigue.

Silicone

Avantages

Les noyaux en silicone sont devenus le matériau de choix pour les applications sanitaires en raison de leur flexibilité et de leur propreté. Une plage de température typique pour le silicone s'étend de -65 °F à 500 °F (-53 °C à 315 °C).

Inconvénients

Le silicone est assez absorbant, ce qui entraîne une contamination du tuyau. Si un fluide est absorbé dans les parois du tube central, il peut y rester pendant un certain temps avant de s'infiltrer dans le milieu actuellement à l'intérieur du système de fluide. Le nettoyage à la vapeur, l'une des méthodes de stérilisation les plus courantes pour le silicone, peut également ne pas éliminer complètement le liquide absorbé et endommager rapidement un noyau en silicone.

Il est également important de noter que le silicone est incompatible avec de nombreux solvants courants et a une compatibilité chimique limitée. De plus, des températures élevées peuvent provoquer une défaillance prématurée, rendant le tuyau cassant et se cassant.

Fluoropolymère

Avantages

Les tubes à noyau en fluoropolymère sont très largement utilisés et remplacent rapidement le silicone comme matériau de choix pour les applications sanitaires. Le PTFE, le PFA et le FEP sont trois fluoropolymères courants avec une plage de température typique de -65 °F à 450 °F (-53 °C à 230 °C).

Les noyaux en fluoropolymère sont les noyaux les plus chimiquement inertes disponibles. Ils ne vieillissent pas, sont antiadhésifs, faciles à nettoyer et peuvent résister à un nettoyage à la vapeur répétitif. Comme les noyaux métalliques, les fluoropolymères ont également un faible taux d'absorption.

De nouvelles avancées ont permis aux noyaux en fluoropolymère d'acquérir une flexibilité comparable à celle du silicone. La technologie de liaison permet d'ajouter une tresse en fibre de verre en tant que couche pour une flexibilité accrue. Le processus de collage sans colle élimine le potentiel d'absorption de colle dans les parois centrales, éliminant ainsi le risque de contamination.

Inconvénients

Les noyaux en fluoropolymère sont plus perméables que les tuyaux à noyau métallique. Si votre application ne peut pas tolérer la perméation, envisagez de spécifier un matériau de noyau moins perméable tel que le métal.

Le fluide peut générer une charge électrostatique lorsqu'il passe à travers les tubes centraux en fluoropolymère. Cela peut provoquer des étincelles d'électricité statique, endommager le flexible et présenter un danger pour la sécurité. Évitez cet événement en spécifiant un noyau rempli de noir de carbone si votre processus nécessite une dissipation statique. Le carbone permet à la charge de se déplacer jusqu'à la connexion finale et de sortir en toute sécurité.

Thermoplastique (Nylon)

Avantages

Les tubes thermoplastiques ou en nylon sont souvent choisis pour les applications hydrauliques. Ils peuvent résister à des pressions élevées et ont une plage de température typique de –40 °F à 200 °F (–40 °C à 93 °C). Disponibles dans des tailles de diamètre allant jusqu'à 1 pouce, les matériaux thermoplastiques à noyau sont considérés comme de bons tuyaux économiques à usage général et peuvent mieux gérer les impulsions de pression que les tuyaux à noyau en métal et en fluoropolymère.

Inconvénients

Les tuyaux thermoplastiques sont également très perméables en raison du matériau poreux doux utilisé dans sa construction. De plus, les matériaux plus souples ont une plage de température inférieure à celle de nombreux autres types de tuyaux.

Caoutchouc

Avantages

Les tuyaux à noyau en caoutchouc sont des tuyaux économiques à usage général avec une plage de température typique comme celle du thermoplastique. Les tuyaux en caoutchouc ont la capacité d'être écrasés sans dommage permanent et peuvent être construits avec peu ou pas d'équipement spécial. Ils sont également disponibles dans des tailles de diamètre supérieures à deux pouces, plus grandes que leurs homologues.

Inconvénients

Le noyau en caoutchouc est recommandé pour les utilisations à basse pression uniquement. Cosmétiquement, ces tuyaux sont également connus pour s'éroder plus rapidement.

 Construction de la paroi tubulaire centrale

Avant de faire votre sélection finale dans le matériau du tube central pour votre tuyau industriel, vous devez également comprendre la construction de la paroi du tube central. Vous devrez décider si la paroi du tube central doit être lisse ou avoir des convolutions, lui permettant de se plier comme une paille flexible. Les exigences de votre application en matière de flexibilité du tuyau guideront votre décision, tout comme les besoins en matière de pression, de débit et de vidange.

Alésage lisse

Avantages

Dans un noyau à alésage lisse, la paroi interne du tube est lisse sans arêtes. Tous les matériaux d'âme mentionnés ci-dessus sont proposés en alésage lisse, à l'exception du métal. Choisissez un alésage lisse si un contrôle précis du débit est une priorité car il n'y a pas d'irrégularités dans le mur pour provoquer des interruptions. Les noyaux à alésage lisse favorisent également la vidange.

Inconvénients

Le principal inconvénient de l'alésage lisse est le vrillage, en particulier dans les grands diamètres. Les couches de renfort aident souvent à résoudre les plis.

Alambiqué

Avantages

Avec les tubes à noyau convoluté, les parois du tube sont pliées selon un motif qui augmente la capacité du tuyau à se plier sans se tordre. Les noyaux en métal et en fluoropolymère sont proposés avec des parois alvéolées.

Les noyaux convolutés sont de deux types :hélicoïdal et annulaire. La conception hélicoïdale, que l'on trouve principalement dans les noyaux en fluoropolymère, est une seule convolution qui s'enroule sur toute la longueur du tuyau. Il favorise l'écoulement en aval, parfait lorsque la vidangeabilité est une préoccupation ainsi que la flexibilité. La conception annulaire, typique des noyaux métalliques, comporte une série d'anneaux connectés. Les noyaux métalliques annulaires sont dotés de convolutions profondes pour une flexibilité maximale.

Inconvénients

Les tubes flexibles en métal ne sont pas bien adaptés aux opérations où ils se déplacent de manière répétitive car les mouvements peuvent provoquer de la fatigue et des ruptures.

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