Choisir le bon matériau de tube central pour flexibles industriels : Points clés

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

Doug Nordstrom, Responsable Produit Senior, Groupe Produits Flexibles

Le bon flexible industriel maintient vos systèmes fluides performants de manière sûre et efficace. Le mauvais flexible, cependant, peut saper vos processus, mettre votre personnel en danger et compromettre votre résultat net. Trop souvent, les ingénieurs ne sont même pas conscients que leurs flexibles sont un problème jusqu'à ce qu'il soit trop tard.

Malgré son importance, la sélection de flexible est souvent traitée comme une réflexion après coup. Le bon flexible industriel vaut plus que son prix d'achat. Une sélection appropriée nécessite une attention étroite aux variables de votre application telles que la température, la compatibilité chimique, la drainabilité, et les exigences de pression et de débit.

Lisez la suite pour en savoir plus sur les matériaux uniques dans le tube central — la couche la plus interne d'un flexible industriel — et comment sélectionner un flexible approprié basé sur son noyau.

Questions à considérer avant de sélectionner votre matériau de tube central

Voici les questions de base à considérer avant de sélectionner votre matériau de tube central. Vous pouvez aborder ces questions avec l'aide de catalogues de produits du fabricant ou avec votre représentant commercial et service Swagelok.

1. Le matériau du noyau est-il chimiquement compatible avec le fluide 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 fluide du 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 du noyau résistera-t-il aux pratiques de nettoyage de votre système ? Cela inclut la température, la pression et la compatibilité matérielle avec les solvants et agents de nettoyage.

Types de matériaux de tube central

Métal

Avantages

Les noyaux métalliques (généralement acier inoxydable 316L) sont un bon choix pour les besoins généraux des systèmes fluides. Ils sont généralement classés pour des températures entre -325°F et 850°F ou plus (-200°C et 454°C), faisant des tubes centraux métalliques un choix exceptionnellement bon pour les fluides de système à des températures extrêmes. Le tubage flexible métallique est aussi un bon choix quand il y a peu de tolérance pour la perméation ou l'absorption.

Inconvénients

Depuis l'avènement des fluoropolymères, les tubes centraux métalliques ne sont généralement pas choisis pour des 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 pour les opérations avec des mouvements répétitifs et des vibrations, car ils sont plus susceptibles à la rupture par fatigue.

Silicone

Avantages

Les noyaux en silicone sont devenus le matériau de choix pour les applications sanitaires en raison de leur flexibilité et 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 — menant à la contamination du flexible. 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 fluide actuellement dans le système 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 fluide 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, les hautes températures peuvent causer une défaillance prématurée — causant au flexible de devenir cassant et de se dégrader.

Fluoropolymère

Avantages

Les tubes centraux en fluoropolymère sont très largement utilisés et remplacent rapidement le silicone comme matériau de choix pour les applications sanitaires. PTFE, PFA et 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 sont non-vieillissants, anti-adhésifs, faciles à nettoyer et peuvent résister au nettoyage à la vapeur répétitif. Comme les noyaux métalliques, les fluoropolymères ont aussi 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 collage permet d'ajouter une tresse en fibre de verre comme couche pour une flexibilité accrue. Le processus de collage sans colle élimine le potentiel d'absorption de colle dans les parois du noyau — éliminant la chance de contamination.

Inconvénients

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

Le fluide peut générer une charge électrostatique en passant à travers les tubes centraux en fluoropolymère. Cela peut causer des étincelles statiques — endommageant le flexible et posant un risque de sécurité. Évitez cette occurrence en spécifiant un noyau rempli de noir de carbone si votre processus nécessite une dissipation statique. Le carbone permet à la charge de voyager vers le raccord d'extrémité et de sortir en toute sécurité.

Thermoplastique (Nylon)

Avantages

Les tubes centraux 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 en diamètres jusqu'à un pouce, les matériaux de noyau thermoplastiques sont considérés comme de bons flexibles économiques, usage général et peuvent gérer les impulsions de pression mieux que les flexibles à noyau métallique et fluoropolymère.

Inconvénients

Les flexibles thermoplastiques sont aussi hautement perméables en raison du matériau poreux et souple utilisé dans leur construction. De plus, les matériaux plus souples ont une plage de température plus basse comparée à de nombreux autres types de flexibles.

Caoutchouc

Avantages

Les flexibles à noyau en caoutchouc sont des flexibles économiques, usage général avec une plage de température typique comme celle du thermoplastique. Les flexibles 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 en 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 seulement. Esthétiquement, ces flexibles sont aussi connus pour s'éroder plus rapidement.

Construction de la paroi du tube central

Avant de faire votre sélection finale en matériau de tube central pour votre flexible 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. L'exigence de votre application pour la flexibilité du flexible guidera votre décision, tout comme les besoins en pression, débit et drainabilité.

Lisse (Smooth-bore)

Avantages

Dans un noyau lisse, la paroi interne du tube est lisse sans crêtes. Tous les matériaux de noyau mentionnés ci-dessus sont offerts en lisse sauf pour le métal. Choisissez le lisse si le contrôle précis du débit est une priorité car il n'y a pas d'irrégularités dans la paroi pour causer des interruptions. Les noyaux lisses favorisent aussi la drainabilité.

Inconvénients

Le désavantage principal du lisse est le pincement, particulièrement dans les grands diamètres. Les couches de renforcement aident souvent à résoudre le pincement.

Convoluté

Avantages

Avec les tubes centraux convolutés, les parois du tube sont pliées dans un motif qui augmente la capacité du flexible à se plier sans pincement. Les noyaux métalliques et fluoropolymères sont offerts avec des parois convolutées.

Les noyaux convolutés viennent en deux types — hélicoïdal et annulaire. La conception hélicoïdale, trouvée principalement dans les noyaux fluoropolymères, est une seule convolution qui spirale sur la longueur du flexible. Elle favorise l'écoulement en aval, parfait quand la drainabilité est une préoccupation ainsi que la flexibilité. La conception annulaire, typique dans les noyaux métalliques, présente une série d'anneaux connectés. Les noyaux métalliques annulaires viennent avec des convolutions profondes pour une flexibilité maximale.

Inconvénients

Le tubage flexible métallique n'est pas bien adapté pour les opérations où ils se déplacent dans un motif répétitif car les mouvements peuvent causer de la fatigue et de la rupture.

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