Guide technique des tuyaux hydrauliques

Avant-propos : Rappel de la structure d'un tuyau

Un tuyau possède 3 éléments constitutifs :
- Le tube intérieur, destiné à l'étanchéité du tuyau, est réalisé dans un polymère homogène présentant une excellente résistance au produit véhiculé.
- Le renforcement confère au tuyau ses propriétés physiques et mécaniques : tenue à la pression. à la dépression, résistance au croquage, à la traction.
Ce renforcement pourra combiner plusieurs solutions techniques pour s'adapter aux conditions d'utilisation : tresses ou nappes textiles ou métalliques, spirale en acier ou en matière plastique, nappes de câbles, conducteur électrique. De plus, il garantit le maintien dimensionnel du tube interne et contribue donc à l'étanchéité du tuyau.
- Le revêtement est constitué d'un polymère homogène et destiné à isoler l'armature de son environnement d'utilisation.

Pour son choix l'utilisateur ou le prescripteur sera amené à prendre en compte un certain nombre de données :
Environnement :
- Sécurité des opérateurs
- Protection de l'environnement
- Température ambiante
- Conditions atmosphériques
- Possibilité d'impact ou d'abrasion
- Présence de produits corrosifs

État de la matière transportée :
Liquide, gazeux, solide ou une combinaison de ces états
Méthode de fonctionnement :
Par aspiration, par pression ou assistée

Conditions de fonctionnement :
Pression et température du fluide, à-coups de pression, pointes de pression, fréquence d'utilisation.
Caractéristiques de l'installation :
- Rayon de courbure imposé
- Vibrations du système
- Traction appliquée
- Flexions
- Raccordements acceptables.
La suite du guide technique s'intéresse plus particulièrement aux tuyaux hydrauliques allant jusqu’au diamètre intérieur 2 " (50,8mm) destinés à la transmission de puissance par huile hydraulique ainsi qu'au transport de fluides gazeux sous forte pression

Exprimé en mm et en fractions de pouces ainsi qu'au moyen des modules. Ceux-ci sont égaux à 1/16. de pouce pour tous nos tuyaux à l'exception des tuyaux suivants norme SAE 100 R5 (nos tuyaux réf T510 et T511).
Le diamètre de passage d'un tuyau est sans conteste le premier critère de choix.
Choisir un diamètre insuffisant provoquerait :
- un échauffement de I'installation par effet joule en raison d'une vitesse d'écoulement trop rapide du fluide hydraulique.
- d'importantes pertes de charge.
- une diminution de rendement et une usure prématurée des pompes hydrauliques (d'aspiration).
Choisir un tuyau de diamètre de passage trop important entraînerait une inutile augmentation de poids, d'encombrement et de coût de l'installation.
Le choix du diamètre approprié est donc primordial.
Le tableau est destiné à vous permettre d'y parvenir aisément. II vous indique Ies pertes de charge pour une huile standard.

Le nomogramme ci-dessous relie le débit (en litre par minute), le diamètre intérieur (en millimètres) et la vitesse en mètres par seconde) d’un fluide à l’intérieur d’un tuyau.
Il suffit de tracer une droite joignant deux valeurs connues pour obtenir la troisième.
Dans notre exemple en pointillé, pour un débit Q de 6 l/m, si nous voulons une vitesse V de 1m/s nous obtenons un diamètre D d’environ 12mm.

Une partie de l'énergie nécessaire au transfert du fluide dans le tuyau se dissipe par frottement : II s'agit de la perte de charge. Celle-ci est proportionnelle à la vitesse pour des faibles vitesses du fluide. A des vitesses supérieures elle devient proportionnelle au carré de la vitesse et donc excessive. La limite entre ces deux possibilités est identifiable par le nombre de Reynolds qui doit être inférieur à 2300 pour que l'écoulement soit satisfaisant.

Nombre de Reynolds = Re = v.D/nu < 2300

v = vitesse du fluide en mm / s.
D = diamètre du tuyau en mm.
nu = viscosité cinématique en centistocke.

Lorsque le nombre de Reynolds est inférieur à 2300 I'écoulement est dit laminaire, lorsqu'il est compris entre 2300 et 3000 le régime est dit transitoire et pour des valeurs supérieures il est dit turbulent

Exprime en bar avec les abréviations PS (pression de service), PMS (pression maximale de service), PMU (pression maximale d'utilisation), PMA (pression maximale admissible), WP (Working Pressure).

Les tuyaux TECALEMIT FLEXIBLES® sont conçus et fabriqués pour un fonctionnement en continu à la pression de service indiquée dans chaque fiche commerciale et reprise dans le tableau récapitulatif par diamètre et référence.
A titre indicatif, nous considérons qu'une utilisation du tuyau à une pression de service de 20 % supérieure à la pression recommandée réduira de moitié la durée de vie du tuyau.
Les tableaux ci-dessous vous orienteront sur le choix du tuyau en fonction de la pression de service exercée à l'intérieur de ce dernier.

Exprime en bar avec les abréviations PE (pression d’épreuve) ou TP (Test pressure).
La pression d'épreuve est généralement égale à 2 fois la pression de service, elle doit être maintenue pendant une durée supérieure à 30 secondes sans dépasser 15 minutes.

Les circuits hydrauliques présentent en général des à-coups de pression et/ou des surpressions passagères dont les valeurs dépassent les pressions nominales admissibles de la plupart des composants du circuit.
Dans ce cas, il convient d'augmenter le coefficient de sécurité qui est de 4 habituellement entre la pression de service et la pression d'éclatement théorique.
Ce coefficient pourra être réduit à 3.15 lorsque ces à-coups sont inexistants.

Exprimée en bar avec les abréviations PLNE : Pression Limite de Non Eclatement / B.P : Burst Pressure
Les valeurs indiquées sur les fiches commerciales TECALEMIT FLEXIBLES® sont celles de la pression limite de non éclatement.
Nous les garantissons pour les tuyauteries n'ayant jamais servi et ayant été équipées d'embouts dans le mois précédent.

Les températures spécifiées dans les fiches commerciales TECALEMIT FLEXIBLES® sont les températures maximales admissibles par le tuyau pour de l'huile hydraulique standard.
On peut considérer qu'une utilisation supérieure de 10°C réduit de moitié la durée de vie du tuyau.
Pour des fluides différents, il est nécessaire de consulter le service technique, la température maximale admissible pourra être supérieure ou inférieure à celle indiquée.
II est fortement déconseillé d'utiliser les tuyauteries à la fois aux pressions et températures maximales.
Les tuyauteries peuvent être utilisées dans des températures ambiantes différentes après avoir été préalablement protégées par une gaine anti-chaleur adéquate, sinon le revêtement subira un vieillissement rapide, durcissant et deviendra cassant.

Exprimé en mm, les rayons de courbure minimum sont indiqués pour une mesure à l'axe du tuyau, à la pression maximale de service et sans flexion du tuyau.
Lorsqu'il y a flexion du tuyau, il convient d'augmenter le rayon de courbure minimal par le multiplicateur N du tableau ci-dessous.
Un rayon de courbure inférieur peut-être acceptable si l'on diminue la pression de service.

Les tractions sur les tuyauteries doivent être impérativement exercées dans l'axe des raccordements.
Seuls les tuyaux à renfort métallique supportent convenablement les tractions désaxées par rapport aux raccordements.
Les tractions sont à proscrire pour les tuyaux d'aspiration munis d'une spirale métallique ainsi que sur les flexibles destinés à la transmission de puissance par huile hydraulique.
Elles ont pour effet de diminuer la pression de service admissible ainsi que la section interne du tuyau.

Tous nos tuyaux d'aspiration ont une tenue maximale au vide.
Par ailleurs, nous indiquons, dans les fiches commerciales, les dépressions maximales admissibles des tuyaux haute pression à renforcement métallique, ainsi que pour le tuyau suivant SAE 100 R3 qui possède un renforcement textile.
Un pliage ou un écrasement accidentel sont particulièrement néfastes à la tenue des tuyaux à la dépression.

Les tuyauteries TECALEMIT FLEXIBLES® sont conçues pour résister aux vibrations.
Afin d'optimiser leur longévité il conviendra cependant de les éviter dans la mesure du possible car les vibrations (ainsi que les flexions) constituent des sources de fatigue et d'échauffement, en particulier au niveau des raccordements.

Les torsions doivent impérativement être évitées. Elles aboutissent à une détérioration rapide des tuyauteries.

II convient de vérifier que le fluide véhiculé est compatible avec le type de matière constituant le tube interne.
De la même manière, le revêtement du tuyau et son environnement sont à considérer.
Se reporter au tableau de résistance chimique que vous trouverez en annexe dans notre catalogue ou contacter notre service technique en cas de doute.

Une adaptation des tuyaux est indispensable lorsqu'ils sont destinés au transport de fluides gazeux.
II est nécessaire de réaliser un piquetage de la robe extérieure, afin d'éliminer toute accumulation de gaz au niveau de l'armature du flexible.
D'autres précautions sont à prendre lors de la réalisation de la tuyauterie et de son installation.
Celles-ci sont détaillées dans le manuel technique.
Les tuyaux nappés de fils métalliques n'acceptent pas les fluides gazeux (pas de piquetage possible).

D'une manière générale, les tuyaux à renforcement textile peuvent être considérés comme isolants et les tuyaux à renforcement métallique comme conducteurs.
Les résistances au mètre du tube intérieur et du revêtement sont à considérer, ainsi que celle entre le tube et le revêtement.
Pour des applications spécifiques, consulter le service technique.

Les tuyaux haute pression TECALEMIT FLEXIBLES® sont produits avec un angle de tressage qui annule géométriquement les modifications dimensionnelles dûes à la pression, c'est à dire : allongement avec diminution du diamètre ou, à l'inverse, raccourcissement accompagné d'une augmentation du diamètre.
Cependant, pour les besoins spécifiques, il est indispensable d'effectuer les mesures dimensionnelles lors des essais en pression.