Tuyaux d'Air et de Gaz - Comment Ils Fonctionnent

Les tuyaux d'air et de gaz transportent l'air et le gaz entre différents points, offrant une méthode fiable et efficace pour convoyer ces fluides sur de longues distances. Ces tuyaux jouent un rôle vital dans de nombreuses industries, de l'alimentation des outils pneumatiques à la livraison de gaz naturel pour le chauffage et la cuisine. Ils sont disponibles dans divers matériaux, tailles et conceptions pour s'adapter à différentes applications et peuvent offrir flexibilité, durabilité et résistance à la chaleur, aux produits chimiques et à l'abrasion. Cet article explore les matériaux utilisés pour leur construction, leurs principales caractéristiques et leurs applications.

Table des matières

• Types de tuyaux d'air et de gaz
• Type de média
• Matériaux
• Exigences des tuyaux
• Applications
• Composants supplémentaires des tuyaux
• Normes
• FAQ

Types de tuyaux d'air et de gaz

Les tuyaux d'air et de gaz se différencient par la basse et la haute pression.

• Tuyaux à basse pression : Les tuyaux à basse pression sont conçus pour des applications nécessitant des pressions relativement basses, typiquement jusqu'à 300 PSI (20 bar). Ces tuyaux sont souvent fabriqués en PVC (Chlorure de Polyvinyle) ou d'autres matériaux légers et sont flexibles et faciles à manipuler. Les tuyaux à basse pression sont utilisés pour des gaz comme l'acétylène, l'oxygène, le mélange butane/propane, le gaz naturel ou le gaz neutre. Ils sont couramment utilisés dans des applications telles que le gonflage des pneus, l'opération d'outils pneumatiques et l'alimentation en air des pistolets à peinture.
• Tuyaux à haute pression : Les tuyaux à haute pression sont conçus pour résister à des pressions plus élevées, typiquement jusqu'à plusieurs milliers de PSI. Ces tuyaux sont fabriqués en caoutchouc, en acier ou en matériaux synthétiques qui sont très durables et résistants à l'abrasion et aux dommages. Les tuyaux à haute pression sont utilisés dans diverses applications, y compris les systèmes hydrauliques, la transmission et la distribution de gaz, et les applications pneumatiques à haute pression.

Type de média

Connaître et comprendre le type de média est important lors de la sélection du matériel du tuyau et pour garantir une fonction appropriée.

Tuyau d'air

Les tuyaux d'air doivent posséder une résistance exceptionnelle pour supporter des niveaux de pression élevés afin de prévenir les fuites et les dommages. Pour assurer le bon fonctionnement de l'équipement, des lubrifiants à base d'huile sont occasionnellement introduits dans l'air comprimé ; par conséquent, les matériaux des tuyaux d'air doivent être résistants à l'huile.

Tuyau de gaz

Les gaz transportés dans les installations industrielles peuvent être toxiques et/ou inflammables. Les tuyaux de gaz doivent être étanches et résistants à la rupture. Ne pas sélectionner correctement les matériaux appropriés pour le tuyau, les exigences de pression et les raccords peut être extrêmement dangereux dans ces installations.

Matériaux

Divers matériaux sont disponibles lors de la sélection de tuyaux d'air et/ou de gaz adaptés à une application.

Tuyau en caoutchouc

Le caoutchouc est un matériau couramment utilisé pour les tuyaux d'air et de gaz car il est abordable par rapport à d'autres matériaux. Ces tuyaux sont connus pour leur résistance, flexibilité, durabilité et leur capacité à résister à différents niveaux de chaleur et de température. Les composés de caoutchouc, tels que l'EPDM (Monomère d'Éthylène Propylène Diène) et le NBR (Caoutchouc Nitrile Butadiène), sont populaires pour les tuyaux d'air et de gaz.

• Le caoutchouc EPDM offre une excellente résistance à la chaleur, à la température et à l'ozone. Cependant, le caoutchouc n'est pas adapté pour des applications nécessitant une haute pureté car il ne peut pas fournir une perméabilité zéro. Les gaz de haute pureté sont de meilleure qualité car ils contiennent d'autres gaz en proportion considérablement faible, et les matériaux perméables peuvent compromettre la qualité de ces gaz en captant des contaminants.
• Le NBR est résistant à l'huile et aux produits chimiques. Mais, le matériau a une résistance relativement plus faible à la chaleur et peut ne pas convenir pour des applications nécessitant une résistance à haute température.

Tuyau en PVC

Le PVC est un matériau largement utilisé pour les applications de tuyaux d'air et de gaz à usage général. Les tuyaux en PVC sont peu coûteux, durables et légers. Ces tuyaux sont une solution pratique à utiliser en extérieur ou à des hauteurs plus élevées. Cependant, ils peuvent se courber ou se fissurer à des températures plus froides.

Tuyau en PTFE

Les tuyaux en PTFE (Polytétrafluoroéthylène) conviennent aux applications industrielles à haute pression. Ils sont durables, flexibles et économiques. Pour atteindre une haute pureté dans certaines applications, le PTFE peut être soumis à une température et une pression contrôlées (un processus connu sous le nom de 'post-sintering') pour augmenter le nombre de liaisons moléculaires, renforcer le tuyau et épaissir ses parois. Le résultat est une probabilité réduite de diffusion, qui se produit lorsque les molécules de gaz peuvent s'échapper à travers les pores du tuyau en raison de leur petit poids moléculaire.

Tuyaux ondulés en métal

Les tuyaux ondulés en métal sont généralement utilisés avec des gaz comme l'hydrogène et l'hélium qui présentent un risque de diffusion. Ces tuyaux ont un noyau interne ondulé en métal. Ils ont une perméabilité zéro, donc ils ne sont pas exposés à la diffusion gazeuse. Cependant, ils sont coûteux et beaucoup moins flexibles que d'autres tuyaux.

Tuyau en silicone

Les tuyaux en silicone sont connus pour leur flexibilité et leur résistance. Ils peuvent fonctionner dans une large gamme de températures, ce qui les rend idéaux pour les applications de chauffage, de refroidissement et d'air chargé.

Tableau 1 : Gaz communs et leurs matériaux de tuyau recommandés

Gaz (Application)	Matériau de tuyau recommandé
Air	PVC, Caoutchouc, Polyuréthane
Gaz naturel	Acier inoxydable, PTFE
Propane	Caoutchouc, Thermoplastique
Oxygène	PTFE, Acier inoxydable
Acétylène	Caoutchouc, Thermoplastique
Azote	PVC, Caoutchouc, Polyuréthane
Dioxyde de carbone	PVC, Caoutchouc, Polyuréthane

Exigences des tuyaux

Les différents matériaux des tuyaux présentent des propriétés uniques, il est donc essentiel de comprendre les propriétés des matériaux pour l'application et le média spécifiques.

Diffusion de gaz

Les matériaux des tuyaux comme le caoutchouc et le PTFE sont perméables dans une certaine mesure, permettant aux molécules de gaz d'entrer ou de s'échapper à travers les pores du tuyau. Cette diffusion de gaz vers l'extérieur entraîne une chute de pression, conduisant à une consommation excessive d'énergie et à une mauvaise performance du système. Dans les applications impliquant des gaz inflammables, la diffusion de gaz peut être particulièrement dangereuse. De plus, d'autres gaz peuvent entrer dans les tuyaux, conduisant à une contamination. Pour éliminer le risque de diffusion de gaz, utilisez un tuyau entièrement ondulé en métal. Les tuyaux en PTFE post-sinterisés sont une excellente alternative aux tuyaux en métal.

Stabilité chimique

Les tuyaux d'air et de gaz doivent résister aux propriétés chimiques de tous les gaz auxquels ils sont exposés. Sélectionner le matériau de tuyau approprié directement à partir de vos exigences d'application est essentiel, car un matériau de tuyau peut fonctionner pour certains médias mais pas pour d'autres.

Stabilité environnementale

Les matériaux des tuyaux comme le caoutchouc et le PVC ne sont pas résistants aux facteurs environnementaux tels que les rayons UV et les conditions météorologiques extrêmes. Lors de la sélection d'un tuyau pour votre application, il est important de considérer l'environnement externe. Pour les applications sujettes aux rayons UV et aux températures extrêmes, de meilleures options incluent l'EPDM, le silicone, l'ETFE et le PTFE.

Applications

Les tuyaux d'air et de gaz sont utilisés dans diverses applications industrielles. Les plongeurs utilisent ces tuyaux attachés au réservoir d'oxygène à des fins respiratoires. Les laboratoires et les industries utilisent également ces tuyaux pour transporter différents types de gaz ou pour des applications telles que la soudure. Certaines des applications les plus courantes sont discutées ci-dessous :

Soudage

Les tuyaux de gaz sont utilisés pour diverses applications de soudage telles que l'assemblage, le brasage, la coupe, la fabrication, le préchauffage, le post-chauffage, le soudage, etc. Les tuyaux en caoutchouc sont généralement utilisés pour leur force et leur flexibilité. Les gaz utilisés pour les applications de soudage incluent généralement l'acétylène, l'hydrogène, l'hélium, le gaz naturel, le propane, le propylène, l'oxygène, etc.

Air respirable

Les tuyaux d'air sont utilisés dans des applications médicales et récréatives pour fournir de l'air respirable. Un tuyau en caoutchouc standard ne peut pas être utilisé pour une telle application car des hydrocarbures toxiques peuvent entrer dans le système respiratoire. Généralement, un polymère de qualité alimentaire est utilisé pour éviter de tels risques potentiels pour la santé.

Applications médicales

Les tuyaux d'air médical sont spécialisés pour une utilisation dans des environnements médicaux, typiquement dans les hôpitaux ou les cliniques. Ces tuyaux fournissent de l'air propre, sec et comprimé aux dispositifs médicaux, tels que les ventilateurs, les machines d'anesthésie et d'autres équipements de soutien respiratoire. Ces tuyaux sont typiquement fabriqués à partir de matériaux non toxiques, de qualité médicale et sont conçus pour résister au pliage, à l'écrasement et à la perforation.

Composants supplémentaires des tuyaux

En plus du tuyau lui-même, plusieurs composants peuvent être ajoutés pour améliorer sa performance et sa fonctionnalité. Ces composants peuvent être ajoutés lors de la fabrication ou adaptés à un tuyau existant selon les besoins. Les spécifications, comme la pression du tuyau, le type de matériau et le diamètre du tuyau, jouent un rôle important dans la sélection de ces composants supplémentaires.

Enrouleurs de tuyaux

Les enrouleurs de tuyaux protègent les tuyaux. Les enrouleurs modernes sont rétractables et fournissent un encasement complet au tuyau. Ces enrouleurs aident également à éliminer les tuyaux déroulés et lâches sur le sol de l'atelier et réduisent le risque de dommages accidentels au tuyau.

Manomètre

Un manomètre d'air ou manomètre de gaz permet à l'utilisateur de surveiller la pression du système. Cela est important pour garantir que la pression ne dépasse pas les exigences de l'application ou d'autres spécifications du produit.

Raccords pour tuyaux de gaz et d'air

Pour fonctionner de manière fluide et sûre, les raccords utilisés doivent être capables de résister à la pression requise. Typiquement, des raccords fabriqués en laiton, en acier inoxydable de type 304/316 ou en acier galvanisé sont utilisés en raison de leur force et de leur durabilité. De plus, il est important de s'assurer que le matériau utilisé pour les raccords est résistant aux effets corrosifs du gaz pour prévenir tout risque potentiel.

Normes

Les tuyaux d'air et de gaz sont utilisés à diverses fins, y compris dans des applications industrielles et médicales. Pour garantir la sécurité et le respect des réglementations nationales et internationales applicables, il est crucial de répondre aux normes pertinentes. Examiner les normes locales pour assurer la conformité des tuyaux d'air et de gaz à leur utilisation prévue est essentiel.

• EN 1762:2018: Exigences pour les tuyaux en caoutchouc et les assemblages pour l'utilisation avec le gaz de pétrole liquéfié (GPL) à l'état liquide ou gazeux et pour le transfert de gaz naturel.
• ISO 2398:2016: Spécification pour tuyau en caoutchouc renforcé de textile pour l'air comprimé.
• ISO 3821:2019: Exigence pour les tuyaux en caoutchouc pour les processus de soudage, de coupage et de brasage.
• 29 CFR 1910.134 Conformité à l'OSHA: Met l'accent sur la protection respiratoire et énumère les tuyaux d'air sûrs pour les fins respiratoires approuvés par l'Institut National pour la Sécurité et la Santé au Travail (NIOSH).
• EN 559: 2003: Spécification pour les tuyaux en caoutchouc pour le soudage et la coupe.
• EN 14593-1:2018: Aperçu des normes pour les tuyaux d'air respirable

FAQ

Qu'est-ce qu'un tuyau d'air pneumatique ?

Un tuyau de compresseur d'air est conçu pour transporter l'air comprimé d'un point à un autre. Ils sont utilisés dans diverses applications, du remplissage des pneus à la fourniture d'air respirable à des fins médicales/récréatives. Ils sont généralement fabriqués à partir de Caoutchouc, PVC, Silicone, EPDM ou Métal.

Peut-on utiliser un tuyau de gaz naturel pour le propane ?

Non, un tuyau de gaz naturel ne peut pas être utilisé pour le propane car le gaz naturel et le propane ont des propriétés chimiques différentes et nécessitent différents tuyaux. Les tuyaux de gaz naturel sont conçus pour résister à une pression inférieure à celle des tuyaux de propane et ont des tailles et des formes de raccordement différentes.

Peut-on utiliser un tuyau d'air pour la ligne de carburant ?

Non, les tuyaux d'air ne sont pas conçus pour gérer les propriétés chimiques du carburant, et leur utilisation pour les lignes de carburant peut entraîner des fuites ou des dommages au tuyau.

Quel type de tuyau est utilisé pour le propane ?

Les tuyaux de gaz propane sont généralement fabriqués à partir de matériaux en caoutchouc, thermoplastique ou PVC (chlorure de polyvinyle), spécifiquement conçus pour une utilisation avec le gaz propane. Le tuyau doit être classé pour la pression du gaz propane, généralement 350 psi ou plus.

Quelles sont les différences entre les tuyaux en caoutchouc et les tuyaux en PVC ?

Le tuyau en caoutchouc est plus durable et peut résister à des températures et des pressions élevées, tandis que le tuyau en PVC est plus abordable et convient à des applications moins exigeantes. Le tuyau en caoutchouc a également une meilleure résistance chimique, tandis que le tuyau en PVC est plus flexible et plus facile à manipuler.