Tuyaux et tubes pneumatiques

Les tubes et tuyaux pneumatiques transportent l'air comprimé depuis un compresseur ou le réservoir principal d'un système pneumatique vers l'endroit où il est nécessaire. Ils permettent le fonctionnement de machines, l'activation de commandes et le transport de matériaux ou d'échantillons avec efficacité et précision. Cet article explore les fondamentaux des tuyaux et tubes pneumatiques, comme les bases de leur conception, leur but et les critères de sélection.

Comprendre les tuyaux et tubes pneumatiques

La distinction entre les tuyaux et les tubes repose principalement sur leur construction et leur application :

• Tuyaux pneumatiques :
  • Les tuyaux sont conçus pour résister à des pressions plus élevées et sont souvent utilisés dans des applications dynamiques où les points de connexion peuvent bouger ou nécessiter une déconnexion et reconnexion fréquentes.
  • Ils sont typiquement plus robustes et flexibles. Les tuyaux sont spécifiés par leur diamètre intérieur (ID) ; cette dimension contrôle le volume d'air ou de fluide qui peut passer à travers le tuyau, affectant le débit et la pression.
  • Les tuyaux viennent généralement avec des raccords pré-attachés aux deux extrémités. Les circuits de contrôle menant aux cylindres et aux actionneurs utilisent souvent des OD plus petits, allant de 3,2 mm à 9,5 mm.
  • Ils sont préférés pour des applications plus difficiles, souvent manipulés et transportés à travers des environnements d'usine et d'atelier.
• Tubes pneumatiques :
  • Les tubes sont généralement plus rigides que les tuyaux, utilisés dans des applications où le chemin de l'approvisionnement en air est relativement fixe, avec moins de mouvement des composants connectés.
  • Les tubes sont typiquement spécifiés par leur diamètre extérieur (OD), qui est crucial pour s'adapter aux connecteurs et assurer un joint étanche. Les diamètres extérieurs standards (OD) pour les circuits d'approvisionnement en air principal varient généralement de 6,3 mm à 12,7 mm.

Approvisionnement et distribution principaux en air dans les systèmes pneumatiques

La fonctionnalité de base et l'efficacité des systèmes pneumatiques reposent sur la distribution efficace de l'air comprimé du point d'approvisionnement principal aux divers composants qui en ont besoin, tels que les actionneurs, les vannes et les outils.

Tuyauterie rigide pour la distribution d'air

Dans les environnements industriels plus grands, un réseau de tuyauterie pneumatique rigide est couramment employé pour distribuer l'air comprimé. Cela est dû à la durabilité de la tuyauterie et à sa capacité à résister aux impacts accidentels, qui sont des occurrences fréquentes dans les ateliers occupés. Des matériaux tels que l'aluminium, le cuivre, l'acier inoxydable ou le PVC rigide sont choisis pour leur robustesse et leur longévité. Cependant, l'installation de tuyauterie rigide vient avec son propre ensemble de défis :

• Intensif en main-d'œuvre et coûteux
• Potentiel de fuites
• Sensibilité environnementale

Tuyaux flexibles

Pour des configurations plus petites ou des installations temporaires, les tuyaux flexibles présentent une alternative polyvalente et adaptable à la tuyauterie rigide. Construits à partir de matériaux tels que le HDPE léger ou le caoutchouc de haute résistance, les tuyaux flexibles offrent la durabilité nécessaire pour les applications industrielles tout en étant nettement plus faciles à installer et à modifier. Leur flexibilité est particulièrement bénéfique dans les environnements où les lignes d'approvisionnement en air doivent être repositionnées ou ajustées fréquemment, permettant une réduction du nombre de raccords nécessaires et minimisant l'impact des fluctuations de température sur l'intégrité du système.

Connexions aux composants pneumatiques

L'étape finale dans la chaîne d'approvisionnement en air est la connexion des composants pneumatiques comme les vannes, les cylindres et les régulateurs de pression à l'approvisionnement en air principal. Pour ces connexions, des tubes ou tuyaux d'air flexibles sont généralement utilisés, fournissant la durabilité et la flexibilité nécessaires pour accommoder le mouvement et les vibrations des composants.

Les tuyaux et tubes pneumatiques se connectent aux appareils via des raccords, qui sont spécifiquement conçus pour assurer une connexion sécurisée et étanche. Ces raccords viennent dans divers types, incluant les raccords instantanés, les raccords à compression, et les raccords filetés. Les raccords instantanés offrent une installation et un retrait rapides, idéaux pour les systèmes nécessitant des modifications fréquentes. Les raccords à compression fournissent un joint robuste pour les applications à haute pression, tandis que les raccords filetés assurent une connexion serrée dans les systèmes statiques.

Options flexibles vs rigides

La décision d'utiliser des tuyaux flexibles ou de la tuyauterie rigide dépend largement des besoins spécifiques de l'application, y compris la taille du système et les considérations environnementales. Les options flexibles sont généralement préférées pour leur adaptabilité et leur facilité d'installation, en particulier dans des configurations complexes ou évolutives. Cependant, il est important de sélectionner le matériel et le diamètre appropriés pour les tuyaux ou tubes afin d'éviter les inefficacités et les pannes d'équipement prématurées.

Matériaux

Il est crucial de considérer le choix des matériaux pour les tubes et tuyaux, surtout en tenant compte des conditions environnementales auxquelles ils seront exposés. Les tuyaux, par exemple, peuvent être construits de plusieurs couches, incluant une tresse en nylon insérée entre les couches intérieure et extérieure. Cette conception non seulement améliore la durabilité mais assure également que le tuyau peut résister à divers défis opérationnels. Le matériau intérieur doit être résistant aux huiles et aux condensats, tandis que le matériau extérieur devrait protéger contre les conditions atmosphériques.

Tableau 1 : Matériaux pour les tubes et tuyaux pneumatiques

Matériau	Description
Polyuréthane	Présente une durabilité et une haute résistance à l'usure, mélange les propriétés du plastique et du caoutchouc, et est notable pour sa force, flexibilité, résistance aux pliures et aux produits chimiques, capable de gérer des pressions de 10,3 bar (150 psi) ou plus.
PVC	Économique, flexible, et offre une large résistance aux produits chimiques et à la corrosion, adapté pour des applications nécessitant une résistance à l'usure et une stérilisation répétée.
Polyéthylène	Privilégié pour les applications de tuyauterie directe, adapté pour une utilisation à basse pression, sujet aux pliures, évalué pour 9,3 bar (135 psi), rentable, léger, chimiquement neutre, avec une plage de température limitée.
Nylon	Plus cher comparé au polyéthylène, capable de résister à des températures allant jusqu'à 93 °C (200 °F) et des pressions allant jusqu'à 55 bar (800 psi), résistant aux produits chimiques, robuste, et maintient son intégrité lors de pliages fréquents.
Polypropylène	L'option la plus légère disponible, connue pour sa stabilité et ses propriétés électriques, résistante aux produits chimiques, et offre une protection UV dans les applications extérieures.

Sélectionner un tuyau ou un tube pour un système pneumatique

• Exigences de l'application :
  • Pression de fonctionnement : Connaître la pression maximale de fonctionnement du système. Les tuyaux et tubes sont évalués pour différentes pressions, et en choisir un qui ne peut pas gérer la pression du système peut conduire à des défaillances.
  • Plage de température : Considérer la plage de température dans laquelle le système fonctionnera. Certains matériaux peuvent devenir fragiles et se fissurer dans des températures froides, tandis que d'autres peuvent s'adoucir et se déformer sous une chaleur élevée.
  • Média : Identifier le type de média (air, eau, huile, etc.) qui circulera à travers le tuyau ou le tube. Certains matériaux sont mieux adaptés pour certains types de médias en raison de la compatibilité chimique.
  • Environnement : Prendre en compte des facteurs externes tels que l'exposition aux produits chimiques, la lumière UV, l'abrasion, et les températures extrêmes, qui peuvent affecter la durée de vie et la performance du tuyau ou du tube.
• Choisir entre tuyau et tube
  • Flexibilité : Les tuyaux sont généralement plus flexibles que les tubes, les rendant idéaux pour les parties mobiles ou les applications où le tuyau doit être routé autour des obstacles.
  • Coût : Les tubes sont souvent moins chers que les tuyaux et constituent une solution rentable pour les applications où la flexibilité n'est pas un facteur critique.
  • Installation : Considérer la facilité d'installation. Les tubes peuvent être plus faciles à installer dans des espaces restreints en raison de leur rigidité.
• Compatibilité des matériaux :
  • Compatibilité avec les raccords : Assurer que le matériau du tuyau ou du tube est compatible avec les raccords utilisés dans le système pour prévenir les fuites et assurer une connexion sécurisée.
  • Compatibilité chimique : Le matériau doit être résistant au média transporté et à tout produit chimique avec lequel il pourrait entrer en contact de l'extérieur.
• Taille et longueur :
  • Diamètre intérieur (ID) : L'ID doit être suffisamment grand pour gérer le débit sans causer une chute de pression excessive mais pas si grand pour être inutilement encombrant ou coûteux.
  • Longueur : Considérer la longueur nécessaire pour l'application, y compris les allocations pour le pliage et le routage. Éviter une longueur inutile qui peut conduire à des chutes de pression et à un enchevêtrement ou des dommages potentiels.
• Exigences spéciales :
  • Propriétés antistatiques : Dans les environnements où l'électricité statique est une préoccupation, envisager des tuyaux ou tubes avec des propriétés antistatiques.
  • Personnalisation : Pour des applications hautement spécialisées, les fabricants peuvent produire des tuyaux et tubes sur mesure qui répondent à des dimensions spécifiques, des évaluations de pression et des exigences de matériel. Cela inclut des tuyaux avec plusieurs couches, des parois renforcées pour une résistance supplémentaire, ou des fils conducteurs intégrés pour la dissipation statique dans des environnements où l'électricité statique pourrait poser un danger.
  • Normes et certifications : Les tuyaux et tubes pneumatiques doivent souvent répondre à des normes et certifications spécifiques de l'industrie pour assurer qu'ils sont sûrs et efficaces pour leur utilisation prévue. Cela peut inclure des normes liées à la sécurité alimentaire, l'utilisation médicale, ou la résistance au feu, parmi d'autres.
  • Facteurs de sécurité : Les tuyaux et tubes pneumatiques sont conçus avec un facteur de sécurité, typiquement allant de 3:1 à 4:1. Cela signifie que la pression d'éclatement du tuyau ou du tube est trois à quatre fois supérieure à la pression maximale de fonctionnement. Ce facteur de sécurité est crucial pour prévenir les accidents et assurer l'intégrité du système sous des conditions inattendues.

Stockage des tuyaux

Pour maintenir un environnement de travail sûr et pour assurer qu'aucun dommage n'est fait au tuyau, ils sont souvent stockés sur des bobines ou ils sont enroulés.

Bobines de tuyau d'air

Une bobine de tuyau d'air est un dispositif cylindrique conçu pour le stockage des tuyaux. Typiquement monté sur les murs, les plafonds ou les sols, il assure que le tuyau reste organisé et libre de plis. De nombreuses bobines de tuyau d'air disposent d'un mécanisme de rétraction automatique alimenté par un ressort, bien que des modèles manuels à manivelle soient également disponibles. Ces bobines sont couramment associées à des outils pneumatiques ou utilisées dans des situations nécessitant un approvisionnement temporaire en air comprimé.

L'opération d'une bobine de rétraction automatique implique d'étendre le tuyau à la longueur requise. Durant ce processus, la bobine émet un bruit de cliquetis, indiquant que le tuyau peut être verrouillé en place simplement en le relâchant. Pour activer la fonction de rétraction chargée par ressort, un léger tiraillement vers l'extérieur du tuyau est nécessaire. Il est important de maintenir une prise ferme sur le tuyau pendant la rétraction pour assurer qu'il se réenroule de manière lisse et sûre. Relâcher le tuyau prématurément peut conduire à un fouettement dangereux de l'extrémité du tuyau, posant un risque de blessure ou de dommage.

Le principal avantage d'utiliser une bobine de tuyau est sa capacité à stocker automatiquement le tuyau, contribuant à un environnement de travail propre et sécurisé. De plus, elle protège le tuyau de l'usure prématurée causée par le fait d'être piétiné, traîné ou frappé accidentellement par des objets à proximité, tels que des outils ou des véhicules.

Tuyau d'air enroulé

Les tuyaux d'air enroulés sont couramment utilisés dans les garages et les ateliers pour fournir de l'air aux outils pneumatiques, tels que les clés à chocs ou les pistolets à air. Leur conception légère et auto-rétractable assure qu'ils occupent un espace minimal. Typiquement, le tuyau n'est pas entièrement enroulé jusqu'aux raccords ; à la place, une courte section non enroulée, connue sous le nom de queue, est laissée à chaque extrémité. La variation entre les longueurs étendue et rétractée du tuyau est influencée par le diamètre de la bobine. Par exemple, un tuyau d'air enroulé standard peut s'étendre jusqu'à dix fois sa longueur rétractée. La production de tuyaux d'air enroulés nécessite des matériaux avec une excellente mémoire élastique pour permettre au tuyau de revenir à sa forme enroulée originale après avoir été étendu. Par conséquent, des matériaux comme le caoutchouc, qui manquent de cette propriété, ne sont pas utilisés. À la place, le Nylon, le PU (Polyuréthane) ou le PVC (Chlorure de Polyvinyle) sont généralement choisis pour ces tuyaux en raison de leurs caractéristiques appropriées.

FAQ

Qu'est-ce que le tubing pneumatique ?

Le tubing pneumatique transporte l'air comprimé pour faire fonctionner des outils et systèmes pneumatiques, fabriqué à partir de matériaux comme le polyuréthane ou le nylon.

Comment entretenir le tubing d'air comprimé ?

Inspecter régulièrement les fuites, assurer une installation correcte et remplacer les sections endommagées ou usées.