Critères de sélection des tubes et tuyaux

Critères de sélection des tubes et des tuyaux

Flexibles et tubes

Les tubes et les tuyaux sont utilisés pour transporter un milieu. Ils sont utilisés à des fins industrielles ainsi qu'à des fins personnelles comme le jardinage. Même pour des applications simples comme le jardinage, vous devez toujours choisir le bon (longueur, diamètre, etc.) pour vous assurer qu'il répond à vos besoins. Pour les applications industrielles, cela peut devenir plus compliqué. Cet article vise à vous donner tous les critères de sélection disponibles pour prendre une décision éclairée sur le choix d'un tuyau ou d'un tube pour votre application.

Définitions des tubes, tuyaux et conduites

Un tuyau, un tube et un tuyau peuvent presque être utilisés de manière interchangeable, mais ils ont des caractéristiques qui diffèrent.

  • Tube : Un cylindre creux, généralement en plastique ou en métal, utilisé pour transporter des liquides ou des gaz.
  • Tuyau : Un tube flexible, généralement en plastique ou en métal, utilisé pour transporter des liquides ou des gaz. Cependant, elle peut aussi être rigide. Un tuyau est aussi généralement fabriqué à partir de nombreux matériaux.
  • Pipe : Généralement, un tube rigide en plastique ou en métal utilisé pour transporter des liquides ou des gaz. Cependant, elle peut aussi être flexible.

Comme vous pouvez le constater, ces trois définitions sont très similaires. Chez Tameson, nous appelons généralement les " tubes rigides " des tuyaux et les " tubes flexibles " des flexibles. Les termes "tuyaux" et "tubes" sont également utilisés de manière interchangeable.

Invention du tuyau

Jan van der Heyden, peintre néerlandais de l'ère baroque, qui a vécu à la fin du XVIIIe siècle à Amsterdam, n'est pas seulement devenu célèbre pour ses peintures de paysages urbains. En plus d'être un artiste sur toile, un peintre sur verre et un écrivain, il était également le surintendant des pompiers d'Amsterdam. Avec son fils, également appelé Jan, il a apporté des améliorations substantielles aux pompes à incendie d'Amsterdam et, en 1673, ils ont inventé la première lance à incendie. En cousant ensemble de longs morceaux de cuir comme des bottes, l'eau pouvait être transportée plus près du feu. Bien que ces premiers tuyaux ne puissent pas supporter une grande pression, il est devenu possible de pulvériser directement sur le feu. Plus tard, Jan van der Heyden et son fils ont également inventé le tuyau d'aspiration en appliquant du fil de fer pour le maintenir rigide.

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. La connaissance de vos critères d'application et de votre média vous permet de sélectionner correctement ces trois composants de votre tube ou tuyau. Une spécification incorrecte d'un tuyau ou d'un tube peut entraîner un éclatement ou une défaillance, provoquant des fuites et des temps d'arrêt du système.

Longueur :

Il est important de maintenir la longueur de tout tuyau ou tube à un minimum pour éviter toute chute de pression inutile. Cependant, il doit être suffisamment long pour éviter les tensions et avoir suffisamment de mou pour compenser les variations de longueur dues à la température, à la pression, aux vibrations ou aux mouvements des composants. La longueur de votre tuyau/tube doit être spécifiée à la longueur maximale de tous les mouvements.

Vous devez également prendre en compte la chute de pression sur la longueur du tuyau/tube. Plus le tuyau/tube est long, plus la chute de pression sera importante. Pour réduire la perte de charge, le diamètre intérieur du tuyau ou du tube peut être augmenté.

Diamètre

Lors du dimensionnement d'un tuyau ou d'un tube, le diamètre intérieur (ID) doit être spécifié car il aura une incidence sur la capacité d'écoulement (Q) et la vitesse d'écoulement (v). Il s'agit souvent d'un équilibre entre l'optimisation du transfert d'énergie et la réduction des coûts. Cependant, des tuyaux sous-dimensionnés peuvent entraîner une importante perte de performance et un tuyau surdimensionné peut entraîner des problèmes d'installation dus au manque d'espace ou à l'augmentation des coûts.

En connaissant les exigences de votre application, vous devriez déjà connaître votre capacité de débit (Q en l/min) et votre vitesse d'écoulement (v en m/sec) car vous pouvez alors déterminer le diamètre intérieur approprié (ID en mm). Utilisez l'équation ci-dessous pour trouver votre diamètre intérieur approprié.

inner diameter

Note : L'équation ne doit être utilisée que pour les fluides généraux, et non pour les gaz ou les fluides visqueux.

Il existe trois façons d'indiquer le diamètre d'un tuyau ou d'un tube. Par le seul diamètre intérieur, par le seul diamètre extérieur (DE), ou par les deux diamètres. Par exemple, un tuyau 3x2 signifie un diamètre extérieur de 3 mm et un diamètre intérieur de 2 mm. S'ils ne spécifient que le diamètre extérieur, vous devez consulter la fiche de spécifications pour comprendre la valeur du diamètre intérieur afin de vous assurer qu'il convient à votre application. Le diamètre extérieur est important à des fins de connexion, comme pour la spécification d'un raccord. Si nécessaire, vous pouvez alors calculer l'épaisseur de la paroi:

épaisseur de la paroi

Comme indiqué précédemment, l'augmentation du diamètre intérieur diminue la chute de pression sur la longueur du tuyau/tube. Cependant, la vitesse d'écoulement est alors réduite. Vous devez savoir si l'écoulement est laminaire ou turbulent et à quelles vitesses il passera de laminaire à turbulent. Avec un écoulement laminaire, l'augmentation de la pression est linéaire avec l'augmentation de la vitesse de l'écoulement. Cependant, lorsqu'elle augmente trop, l'écoulement devient turbulent et la perte de pression augmente de façon exponentielle. Pour les applications courantes, les vitesses moyennes recommandées pour les lignes de pression sont les suivantes :

  • Compression de l'air/conduites pneumatiques : 15-25 m/s
  • Conduites d'eau domestiques : 1-3 m/s
  • Conduites d'huile hydraulique : 3-6 m/s
  • Conduites d'aspiration hydrauliques : 0.6 -1,3 m/s
  • Lignes de retour hydrauliques : 1.7 - 4,5 m/s

Matériau

Le matériau d'un tuyau ou d'un tube doit résister à la température de l'environnement, à la température du fluide, à la pression et être résistant au fluide. Il doit également être flexible, ou suffisamment rigide, pour être installé, car il peut avoir besoin de se plier autour d'obstacles et/ou être suffisamment résistant aux objets extérieurs. Pour un examen plus approfondi des matériaux, lisez notre article Guide des matériaux pour les tuyaux et tubes.

Le matériau dont est fait votre tuyau/tuyau est crucial pour s'assurer qu'il ne tombe pas en panne pendant le fonctionnement. Le matériau d'un tuyau/tube peut avoir une incidence sur les éléments suivants :

  • Pression de fonctionnement
  • Pression d'éclatement pour les conduites sous pression
  • Pression d'effondrement pour les lignes de vide
  • Température de fonctionnement
  • Diamètre extérieur et intérieur et tolérance
  • La flexibilité :
  • Résistance au pliage
  • Résistance à l'abrasion
  • Résistance chimique
  • Poids
  • Couleur
  • Cycle de travail

Types et renforcement

La majorité des tuyaux et des tubes sont "simples", ce qui signifie qu'il s'agit d'un seul tuyau. Cependant, les tuyaux et les tubes peuvent être collés ensemble pour des raisons de rangement et de sécurité, afin d'éviter qu'ils ne s'emmêlent. Le fait d'avoir plusieurs tuyaux et tubes collés ensemble permet également de les enfermer dans une gaine, par exemple en PVC. Cette veste leur offre une protection supplémentaire contre les impacts extérieurs, les intempéries, les huiles, etc.

Les tuyaux et les tubes peuvent également être constitués de plusieurs matériaux. En général, cela se fait en noyant un tuyau intérieur dans un matériau extérieur. Vous pouvez utiliser un matériau différent à l'extérieur et à l'intérieur de votre tuyau/tube pour vous assurer qu'il est suffisamment durable pour l'environnement, mais toujours résistant aux caractéristiques du milieu. Il existe de nombreuses combinaisons possibles, chacune ayant ses propres avantages.

En outre, des incrustations ou des tresses peuvent être utilisées, ce qui est souvent appelé renforcement du tuyau. Le renforcement d'un tuyau vous permet d'étendre ses propriétés. Par exemple, un matériau résistant à la basse pression, comme le silicium, peut être intégré dans une couche de textile étroitement enveloppée et encapsulée dans une couche extérieure de silicium, afin de le rendre adapté aux applications à haute pression.

Pression et température

Il est essentiel de s'assurer que votre tuyau ou tube fonctionne dans les limites de sa pression et de sa température nominales. Les fabricants effectuent des tests approfondis pour obtenir ces chiffres et ils sont souvent indiqués comme une certaine pression à une température donnée. Pour les conduites sous pression, il est important de fonctionner en dessous de la pression de service maximale (qui peut également être appelée limite de pression statique), mais aussi de tenir compte des pics de pression pour s'assurer qu'ils sont inférieurs à la pression d'éclatement nominale. L'indice de température doit être inférieur à la température de votre support ainsi qu'à celle de l'environnement. Une chose à prendre en compte est que la température peut affecter votre pression. Lorsque la température augmente, la pression augmente également (loi de Charles). Par conséquent, à température élevée, la pression nominale du tube peut être réduite. Par exemple, si un tuyau est évalué à 100% de la pression de fonctionnement à 20°C, il peut être évalué à 50% à 60°C. Le choix du matériau déterminera la pression et la température de fonctionnement.

Informations complémentaires

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