Critères de sélection pour les tubes et les tuyaux

Choisir les bons tubes et tuyaux est essentiel pour garantir la sécurité et l'efficacité des systèmes de manipulation des fluides. Ces composants jouent un rôle dans le transport de liquides et de gaz, que ce soit pour des machines industrielles, des équipements médicaux ou des appareils ménagers. Comprendre les critères de sélection d'un tuyau, la composition des matériaux, ainsi que les indications de pression et de température est essentiel pour prendre des décisions éclairées.

Définitions de tube, tuyau et conduite

Les tuyaux, tubes et conduites peuvent parfois être utilisés de manière interchangeable. Cependant, ils présentent des caractéristiques différentes :

• Tube : Un tube est un cylindre creux en plastique ou en métal qui transporte des liquides ou des gaz.
• Tuyau : Bien qu'il puisse être rigide, un tuyau est souvent un tube flexible en plastique, en caoutchouc ou en métal utilisé pour transporter des liquides ou des gaz. Les tuyaux sont généralement fabriqués à partir de nombreux matériaux.
• Conduite : Une conduite est un tube rigide en plastique ou en métal utilisé pour transporter des liquides ou des gaz. Elle peut être flexible, mais ce n'est pas souvent le cas.

Critères de sélection

Lors du choix d'un tube ou d'un tuyau, les trois principaux critères sont la longueur, le diamètre et le matériau. Spécifier incorrectement un tuyau ou un tube pourrait entraîner une rupture ou une défaillance, provoquant des fuites et un arrêt du système.

Longueur

La longueur d'un tuyau ou d'un tube doit être maintenue au minimum pour éviter une chute de pression inutile. Cependant, elle doit être suffisamment longue pour éviter les tensions et avoir assez de mou pour compenser les changements de longueur dus à la température, à la pression, aux vibrations ou aux mouvements des composants. Le diamètre intérieur du tuyau ou du tube peut être augmenté pour réduire la chute de pression.

Diamètre

Le diamètre intérieur (ID) d'un tuyau ou d'un tube affecte sa capacité de débit (Q) et sa vitesse d'écoulement (v). Augmenter le diamètre intérieur réduira la chute de pression sur la longueur du tuyau ou du tube. Cependant, la vitesse d'écoulement sera réduite. Il doit y avoir un équilibre entre l'optimisation du transfert d'énergie et la réduction des coûts. Des tuyaux sous-dimensionnés peuvent entraîner une perte de performance importante, et des tuyaux surdimensionnés peuvent entraîner des problèmes d'installation en raison du manque d'espace ou de coûts accrus.

En utilisant la capacité de débit (Q en l/min) et la vitesse d'écoulement (v en m/s), utilisez l'équation suivante pour trouver le diamètre intérieur approprié (mm) d'une application :

Remarque : L'équation ne doit être utilisée que pour les fluides généraux, pas pour les gaz ou les fluides visqueux.

Pour des applications courantes, les vitesses d'écoulement recommandées en ligne de pression sont en moyenne :

• Lignes d'air comprimé/pneumatiques : 15 - 25 m/s
• Lignes d'eau domestiques : 1 - 3 m/s
• Lignes d'huile hydraulique : 3 - 6 m/s
• Lignes d'aspiration hydraulique : 0,6 - 1,3 m/s
• Lignes de retour hydraulique : 1,7 - 4,5 m/s

Il existe trois façons d'indiquer un diamètre de tuyau ou de tube :

• Diamètre intérieur
• Diamètre extérieur (OD)
• Les deux diamètres intérieur et extérieur

Par exemple, un tuyau 3x2 signifie un OD de 3 mm et un ID de 2 mm. Si seul le diamètre extérieur est spécifié, consultez la fiche technique du tuyau pour comprendre le diamètre intérieur afin de vous assurer qu'il convient à l'application. Le diamètre extérieur est important pour les connexions, par exemple pour spécifier un raccord. Si nécessaire, l'épaisseur de paroi du tuyau ou du tube peut être spécifiée en utilisant la formule suivante :

Matériau

Le choix du matériau du tube et du tuyau est crucial pour garantir qu'il ne cède pas en cours d'utilisation. Le matériau d'un tuyau ou d'un tube doit présenter les propriétés suivantes :

• Résistant à la température atmosphérique
• Résistant à la température et à la pression du fluide
• Compatible chimiquement avec le fluide
• Assez flexible ou rigide pour répondre aux exigences de l'application
• Pour en savoir plus, consultez notre guide des matériaux de tuyaux et de tubes

Pression et température

Utiliser des tuyaux et des tubes dans leurs plages de pression et de température désignées est essentiel. Les tests du fabricant déterminent ces spécifications et sont généralement présentés sous forme de pression maximale sûre à une température spécifiée. Pour les tuyaux transportant des fluides sous pression, il est crucial de ne pas dépasser la pression de service maximale, également appelée limite de pression statique. De plus, toute augmentation soudaine de pression doit rester inférieure à la limite de pression de rupture du tuyau pour éviter les défaillances.

La température de fonctionnement d'un tuyau ou d'un tube doit également être prise en compte. Il doit fonctionner à une température inférieure à celle du fluide qu'il transporte et de l'environnement ambiant. La température impacte directement la pression ; à mesure que la température augmente, la pression à l'intérieur du tuyau augmente également (selon la loi de Charles). Par conséquent, un tuyau noté pour une pression de fonctionnement maximale à 20°C (68°F) peut avoir une pression réduite à 60°C (140°F). Le choix du matériau du tuyau ou du tube déterminera finalement ses limites de pression et de température de fonctionnement.

Tuyaux et tubes renforcés

La plupart des tuyaux et tubes sont conçus comme des unités simples et autonomes. Cependant, il est parfois bénéfique de lier plusieurs tuyaux et tubes ensemble pour des raisons d'organisation et de sécurité. Cette pratique évite les enchevêtrements et permet un agencement plus ordonné des lignes. Envelopper ces tuyaux et tubes combinés dans une gaine protectrice, généralement en PVC, offre une protection supplémentaire. Cette couche extérieure les protège des forces externes, des conditions météorologiques défavorables et de l'exposition aux huiles et autres substances potentiellement dommageables.

De plus, les tuyaux et tubes peuvent être fabriqués à partir de plusieurs matériaux pour améliorer leur fonctionnalité et leur durabilité. Typiquement, cela implique un tuyau intérieur fabriqué à partir d'un matériau qui est ensuite revêtu d'un autre matériau à l'extérieur. Le choix des matériaux est stratégique ; la couche intérieure est sélectionnée pour sa compatibilité avec le fluide transporté, tandis que le matériau extérieur est choisi pour sa capacité à résister à l'environnement environnant.

Il existe une large gamme de combinaisons de matériaux disponibles, chacune offrant des avantages distincts adaptés à des exigences spécifiques. Pour renforcer davantage les capacités du tuyau, les fabricants peuvent incorporer des inserts ou du tressage, un processus communément appelé renforcement. Le renforcement améliore considérablement les caractéristiques de performance du tuyau. Par exemple, un tuyau fabriqué à partir d'un matériau qui gère généralement une faible pression, tel que le silicone, peut être renforcé d'une couche de textile tissé serré. Lorsqu'il est ensuite revêtu d'une couche supplémentaire de silicone, le résultat est un tuyau qui conserve sa compatibilité avec le fluide tout en acquérant la résistance nécessaire pour supporter des applications à haute pression.

FAQ

Comment les tuyaux sont-ils spécifiés ?

Les tuyaux sont spécifiés par leur diamètre intérieur, qui ne change jamais. Si les parois sont épaissies ou renforcées, le diamètre extérieur change.

De quelle longueur de tuyau ai-je besoin ?

Pour déterminer la longueur de tuyau nécessaire, mesurez de la sortie au point le plus éloigné nécessaire. Ensuite, achetez un tuyau légèrement plus long.