10 conseils d'experts pour un design et une maintenance fluides des tuyaux hydrauliques

Dans la partie 2 de cette série en trois parties, l'auteur explique comment le tubage et le routage simplifient la maintenance et réduisent les défaillances. Lisez les parties 1 et 3 ici.

Pour router et installer correctement les composants de transport de fluide lors du prototypage d'une machine, suivez ces 10 règles générales. Ces directives sont surtout utiles pendant le prototypage. Les procédures de production normales s'appliquent une fois tous les « bugs » éliminés.

1. Commencez par les grosses lignes — Installez d'abord les plus gros diamètres intérieurs : ce sont les plus durs à cintrer et manœuvrer, surtout en espaces restreints. La partie la plus dure est faite. Les lignes plus petites offrent plus de polyvalence de routage et s'intègrent plus facilement dans les espaces serrés. Routez chaque ligne pour économiser un maximum d'espace. Cela donne non seulement une installation plus nette, mais facilite futures modifications ou ajouts d'accessoires, plus pratiques et économiques.
2. Longueur de tuyau correcte — L'apparence et le fonctionnement efficace dépendent souvent de longueurs de tuyau appropriées. Un métrage excessif augmente les pertes de charge et le coût. Les assemblages sont souvent fabriqués à longueurs spécifiées et par incréments pour minimiser l'inventaire. En calculant la longueur, rappelez-vous : le tuyau peut s'allonger jusqu'à 2 % ou se contracter jusqu'à 4 %.
3. Flexion du tuyau — Un assemblage est conçu pour fléchir ou se courber, pas pour se tordre. Un gros tuyau haute pression tordu de 7° peut voir sa durée de vie réduite drastiquement, parfois de 90 %. Le tuyau haute pression doit être routé pour fléchir dans un seul plan. Si la plomberie exige un coude composé, « cassez » le tuyau en deux ou plusieurs sections pour que chacune ne fléchisse que dans un plan. Un ressort de protection empêche le cintrage au-delà du rayon minimal au raccord, mais n'empêche pas la torsion.
4. 

   Points de pivot — Quand le tuyau doit fléchir, routez-le par le point de pivot autour duquel le composant bouge. Cela donne la flexion la plus efficace, utilise le moins de tuyau et garde le tuyau dans le contour de la machine. Positionnez le tuyau pour qu'il se plie comme une charnière. Sinon, il a tendance à faire un S, surtout quand on le pousse au lieu de le plier. Un S cause mouvements excessifs et durée de vie réduite. Pour piper une ligne flexible par un pivot, considérez le positionnement relatif des deux embouts pour éviter le S : balanciez le composant mobile à son point le plus éloigné où le tuyau a sa plus large courbure. Si les embouts sont dans des plans parallèles à ce point, le tuyau fléchira comme une charnière quand le composant revient à l'autre extrémité.

5. Mouvement alternatif — En plus de fléchir, les extrémités du tuyau peuvent avoir un mouvement alternatif. Plusieurs méthodes :
   • Enrouleurs — Pour tuyaux haute pression, équipés de joints rotatifs haute pression et rappel à ressort.
   • Festonnement — Tuyau suspendu en boucles sur un câble acier. Quand un point s'éloigne, les boucles s'ouvrent pour former une quasi ligne droite.
   • Roulement — Tuyau en U déséquilibré avec rails à charnière. Une jambe fixe plus longue, l'autre libre pour alterner parallèlement.
6. 

   Mouvement rotatif — Joints rotatifs ou pivots couramment utilisés. Pour rotation continue 360°, utilisez un joint rotatif. Si mouvement réversible, un joint pivot (swivel) est mieux. Avec un tuyau, un joint pivot évite torsion ou cintrage au raccord.

7. Contrôler la projection d'huile — Protection incendie là où les lignes hydrauliques passent près de zones chaudes/dangereuses. Empêche l'huile d'une rupture de gicler sur une source d'inflammation. Méthodes :
   • Rediriger la ligne par un tunnel en tube acier, profilé ou cornière.
   • Installer un déflecteur tôle entre lignes et source d'inflammation.
   • Router les lignes dans un gros tuyau ou gaine à bouts ouverts pour que l'huile s'écoule par les bouts en cas de rupture.
   • Utiliser des gaines anti-feu sur le tuyau ou intégrées à la gaine.
   • Ancrer le tuyau au composant auquel il est hydrauliquement connecté pour éviter qu'un tuyau rompu ne fouette et projette de l'huile.
8. Rayons de courbure minimaux — Le tuyau doit être routé pour respecter son rayon de courbure minimal. Disponibles dans specs SAE et catalogues fabricants. Ces valeurs concernent habituellement le rayon minimal à pression max pour ligne statique. Dépasser le rayon minimal cause pincement et/ou contrainte excessive à l'interface tuyau/raccord : gaine fissurée plus facilement, renfort filaire fatigué plus vite, durée de vie réduite.
9. 

   Éviter l'abrasion — La plupart des tuyaux ont une gaine externe robuste pour protéger le renfort de l'abrasion et de l'humidité. Mais une abrasion constante en un point finira par percer la gaine et affaiblir le renfort. Cause n°1 des défaillances sur le terrain. Pour l'éviter au maximum : router et serrer correctement ou utiliser une gaine protectrice. Choix :

   • Ressorts enroulés
   • Plastique spiralé
   • Acier à sangle enroulé
   • Gaines nylon

10. Serrage (colliers) — Une installation de tuyauterie n'est complète qu'une fois correctement serrée. Le choix du collier est très important, souvent critique. Les colliers tôle standards ne tiendront pas un gros tuyau haute pression. De bons colliers peuvent être peu chers et très efficaces pour lignes de surpression. Anticipez et planifiez un changement de longueur possible de +2 % à -4 % pour lignes haute pression. Colliers bien dimensionnés doivent gripper le tuyau positivement. Pour éviter que le collier n'abrase le tuyau, son diamètre intérieur doit être ~0,8 mm (1/32 po) plus petit que le diamètre extérieur du tuyau.

De bonnes techniques d'installation sont essentielles pour un fonctionnement efficace et une durée de vie maximale. Cependant, tuyaux et tubes sont des pièces d'usure à durée de vie finie. Elles finiront par faillir. Typiquement, les techniques de maintenance de base ne suffisent pas à prévenir suffisamment les défaillances, qu'il s'agisse d'inspection visuelle ou de planning préventif basé sur le temps.

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