Tuyaux de pression et d'aspiration - Leur fonctionnement
Figure 1 : Tuyau d'aspiration et de pression en PVC avec bobine de support en PVC dur
Les tuyaux de pression et d'aspiration collaborent avec les pompes pour éliminer efficacement les substances indésirables, comme l'eau ou les dépôts chimiques, et pour transporter des matériaux solides, comme le sable ou les copeaux de bois. Les tuyaux d'aspiration fonctionnent sous pression négative pour extraire les matériaux, tandis que les tuyaux de pression fonctionnent sous pression positive pour décharger les matériaux. Ces tuyaux sont fabriqués à partir de divers polymères, notamment le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polyuréthane (PU). Le tuyau est renforcé par une spirale de support qui court le long de sa longueur. Cette spirale peut être faite de différents matériaux, tels que le PVC ou l'acier. La figure 1 montre un tuyau en PVC vert clair avec une spirale de support en PVC courant tout au long du tuyau.
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Table des matières
Exemples de tuyaux de refoulement et d'aspiration
Tuyau d'aspiration à pression en polychlorure de vinyle
Figure 2 : Tuyau de pression et d'aspiration flexible en PVC avec bobine en acier
Un type courant de tuyau industriel est un tuyau flexible de pression et d'aspiration en PVC soutenu par une spirale à haute résistance à la traction (figure 2). La spirale à haute résistance à la traction garantit que le tuyau n'éclate pas dans des conditions de pression ou de vide. Ce type polyvalent est capable de transporter de l'eau, de l'air comprimé ou des acides et alcalis doux, y compris des produits de nettoyage. Le PVC a un faible coefficient de frottement, ce qui rend les parois internes lisses et améliore l'écoulement des fluides liquides et solides dans des situations de vide et de pression élevés. Cela permet également de réduire l'usure du tuyau due à l'abrasion.
La polyvalence du PVC s'étend à des secteurs tels que le médical, l'alimentation, les boissons et l'énergie. En général, les températures de travail des tuyaux de pression et d'aspiration en PVC vont de -10 °C à +65 °C. En particulier, les tuyaux de pression et d'aspiration en PVC conviennent parfaitement :
- Traitement chimique
- Transport de l'eau
- Lignes de produits pour les déchets
- Manipulation de fluides visqueux
- Manipulation d'aliments humides ou secs
- Transfert de boissons
- Transformation laitière
- Transport de matériaux granuleux
- Alimentation en air et en gaz
- Décharge de la pompe
- Systèmes de pulvérisation
- Gaine de protection
- Eau potable
- Systèmes d'irrigation
Pour en savoir plus, lisez notre article sur les tuyaux de qualité alimentaire.
Tuyau de pression et d'aspiration en polyuréthane
Figure 3 : Tuyau spiralé d'aspiration-pression - Revêtement en polyéther polyuréthane avec bobine de fil d'acier cuivré incorporée
Le polyuréthane (PU), autre matériau couramment utilisé pour les tuyaux d'aspiration et de refoulement, présente une élasticité et une résistance à l'abrasion supérieures à celles du PVC. Sa flexibilité naturelle ne nécessite pas d'additifs pour conserver ses propriétés élastiques. En outre, les tuyaux en PU peuvent être utilisés à des températures plus élevées que les tuyaux en PVC (de -40 °C à 90 °C). Comme pour les autres tuyaux de pression et d'aspiration, un matériau à haute résistance à la traction est incorporé dans le tuyau pour garantir qu'il n'éclate pas dans les applications sous vide ou sous pression. La figure 3 montre un exemple de tuyau industriel en polyéther-PU dans lequel est intégrée une bobine de fil d'acier recouvert de cuivre.
Grâce à leur polyvalence en termes de température et de flexibilité, les tuyaux de pression et d'aspiration en PU ont un champ d'application plus large. En général, le PU présente une bonne résistance chimique. Il convient toutefois de faire la distinction entre le PU-éther et le PU-ester ; le PU-éther présente une meilleure stabilité hydrolytique et le PU-ester est plus résistant aux hydrocarbures tels que les huiles et les solvants. Les tuyaux en PU sont utilisés dans l'industrie chimique, l'industrie du bois et l'industrie des peintures et des laques. Les utilisations typiques sont les suivantes :
- Transport de gaz
- Transport de copeaux de bois
- Transport de brouillard ou de poussière de peinture
- Transport de matériaux granulés tels que le gravier, le sable, la poussière, le bois ou les céréales
Usure et détérioration
Abrasion
L'absence de pression et de tuyau d'aspiration permet d'éviter complètement les dommages dus à l'abrasion causée par le frottement lors du transport de matériaux solides. L'abrasion est le processus de raclage ou d'usure de la couche interne du tuyau. Ce phénomène est particulièrement visible sur les tuyaux dont la chambre à air est rugueuse. Le faible coefficient de frottement du PU ne permet qu'un frottement mineur des matériaux transférés, tels que le gravier, le sable ou le ciment. Les tuyaux en PU sont souvent plus résistants à l'abrasion que le PVC standard.
Moyen
Lors de l'achat d'un tuyau de pression et d'aspiration, il est important d'évaluer le fluide transporté par le tuyau. Le transport de matériaux non optimaux peut entraîner la détérioration du tuyau, par exemple un tuyau conçu pour transporter de l'eau ne peut pas transporter efficacement de l'essence sans se détériorer. Cela réduit la durée de vie du tuyau et/ou peut entraîner une contamination du milieu en raison du lessivage du matériau du tuyau.
Facteurs environnementaux
D'autres facteurs environnementaux, tels que l'exposition au soleil, les températures extrêmes ou la traînée, peuvent affecter les tuyaux de pression et d'aspiration. Par temps froid, les tuyaux perdent généralement de leur souplesse et peuvent se fissurer. En cas de températures élevées, les tuyaux peuvent se rompre. L'exposition aux UV due à la lumière du soleil peut dégrader chimiquement le matériau du tuyau dans un processus connu sous le nom de dégradation par les UV. En outre, l'environnement local dans lequel le tuyau est utilisé est important. Les tuyaux utilisés dans les usines chimiques se dégradent plus rapidement que ceux utilisés dans l'agriculture.
Normes
Lors de l'achat de tuyaux sous pression, il est important de vérifier s'ils sont conformes aux normes de l'Union européenne (UE) et des États-Unis (US). En général, les normes les plus importantes concernent les tuyaux qui entrent en contact avec des produits alimentaires ou des produits chimiques. Pour ces types de tuyaux, l'Union européenne et les États-Unis ont développé leurs propres normes. Les principales normes pour chaque région sont brièvement examinées ci-dessous.
Union européenne
Dans l'UE, les matériaux en contact avec les aliments ne doivent pas contenir d'additifs halogènes ou de plastifiants et doivent présenter une inflammabilité réduite. Une norme importante est le règlement (CE) 1935/2004. Elle stipule que les matériaux en contact avec les aliments (tels que le plastique) ne doivent pas libérer leurs composants dans les aliments à des niveaux susceptibles de mettre en danger la santé humaine. La directive CE n° 10/2011 indique également quelles matières plastiques peuvent être utilisées en contact avec certains produits alimentaires.
En Allemagne, les tubes doivent être classés comme ininflammables conformément à la norme DIN 4102 B1. L'indice B1 indique que le matériau a passé avec succès le test de l'arbre à feu, au cours duquel il est suspendu dans une armoire d'essai et exposé à une flamme pendant dix minutes. Il doit également être conforme à la norme TRGS 727, qui permet d'évaluer et d'éviter les risques d'inflammation résultant de la charge électrostatique dans les zones dangereuses.
États-Unis
Aux États-Unis, la FDA réglemente les matériaux destinés à entrer en contact avec les aliments. Une norme courante est la norme 21 CFR 177.2600 de la FDA, qui concerne les additifs alimentaires indirects. Des molécules peuvent potentiellement migrer du tuyau à pression en plastique vers les aliments et cette réglementation garantit la sécurité alimentaire. La norme 21 CFR 178.2010 de la FDA stipule que les antioxydants et/ou les stabilisateurs sont autorisés pour les polymères afin de garantir la sécurité alimentaire.
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