Choisir les bons matériaux pour les flexibles hydrauliques est essentiel pour maintenir les performances du système, prévenir une défaillance prématurée des flexibles et contrôler les coûts de maintenance. Différents matériaux offrent différents niveaux de flexibilité, de résistance à la pression, de tolérance à la température et de compatibilité chimique. La sélection d'un tuyau basée uniquement sur le prix peut entraîner des fuites, une dégradation des matériaux ou des temps d'arrêt inattendus de l'équipement.
Les trois catégories de matériaux couramment évoquées sont le caoutchouc, le thermoplastique et le PTFE (polytétrafluoroéthylène). Chacun présente des avantages et des limites en fonction du fluide hydraulique, des conditions de fonctionnement et des exigences de l'application.
Dans ce guide, nous comparons les matériaux des tuyaux hydrauliques en caoutchouc, thermoplastiques et PTFE, expliquons leurs propriétés clés et décrivons les facteurs à prendre en compte lors de la sélection d'un tuyau pour les équipements industriels, les machines de construction, les machines agricoles et autres systèmes hydrauliques.
Table des matières
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1. Quels sont les matériaux des tuyaux hydrauliques ?
Les matériaux des tuyaux hydrauliques déterminent la manière dont un tuyau interagit avec le fluide hydraulique, résiste à la pression de fonctionnement, réagit aux changements de température et résiste aux dommages environnementaux.
Un ensemble de flexibles hydrauliques se compose généralement de trois composants principaux :
Chambre à air : entre en contact avec le fluide hydraulique et doit être compatible avec le fluide transporté.
Couche de renfort : généralement fabriquée à partir de textile, de fibres synthétiques ou de fil d'acier pour offrir une résistance à la pression.
Couverture extérieure : protège le tuyau contre l’abrasion, les intempéries, l’exposition à l’huile et d’autres conditions extérieures.
La construction complète du tuyau compte autant que le matériau individuel. Deux flexibles fabriqués à partir de matériaux similaires peuvent avoir des pressions nominales, une flexibilité et des exigences de service très différentes en raison des différences de renforcement et de conception.
Pour cette raison, le choix du matériau doit toujours tenir compte des spécifications du flexible plutôt que du matériau de la chambre à air uniquement.
2. Matériaux de tuyaux hydrauliques en caoutchouc, thermoplastique ou PTFE
Les principales différences entre ces matériaux concernent la compatibilité des fluides, la température de fonctionnement, la flexibilité, la capacité de pression et le coût.
2.1 Tuyaux hydrauliques en caoutchouc
Les flexibles hydrauliques en caoutchouc sont largement utilisés dans les systèmes hydrauliques industriels et mobiles. Leur construction combine souvent une chambre à air en caoutchouc synthétique, un renfort en textile ou en fil d'acier et une enveloppe extérieure de protection en caoutchouc.
Les composés de caoutchouc courants comprennent le caoutchouc nitrile (NBR), l'EPDM et le caoutchouc fluorocarboné (FKM). Leurs propriétés varient, le composé spécifique doit donc être sélectionné en fonction du fluide et de l'environnement d'exploitation.
Avantages clés :
Bonne flexibilité pour le passage à travers les machines.
Convient à de nombreux fluides hydrauliques à base de pétrole lorsque le composé est compatible.
Disponible dans des modèles renforcés pour des exigences de pression exigeantes.
Les housses extérieures de protection peuvent résister à l’abrasion, aux intempéries et à l’exposition à l’huile.
Largement utilisé dans les équipements de construction, d’agriculture, d’exploitation minière et industrielle.
Limites potentielles :
La compatibilité varie considérablement entre les composés de caoutchouc.
La chaleur, l'ozone, l'abrasion et les fluides inappropriés peuvent accélérer la dégradation.
Le revêtement extérieur et le tube intérieur peuvent avoir des caractéristiques de résistance différentes.
Les performances dépendent du renforcement, de la construction du tuyau et des spécifications du fabricant.
Les flexibles en caoutchouc constituent une option pratique pour de nombreux systèmes hydrauliques conventionnels, en particulier lorsque la flexibilité, la durabilité mécanique et la conception de flexibles éprouvés sont importantes.
Par exemple, le Le tuyau hydraulique en caoutchouc Blince SAE 100 R1AT utilise une chambre à air en caoutchouc synthétique résistant à l'huile, un renfort tressé en fil d'acier et un revêtement extérieur en caoutchouc synthétique.
2.2 Tuyaux hydrauliques thermoplastiques
Les flexibles hydrauliques thermoplastiques utilisent des matériaux à base de polymère pour la chambre à air et les couches extérieures. Selon la conception, les matériaux peuvent inclure du nylon, du polyuréthane et d'autres polymères techniques.
Ces tuyaux sont souvent sélectionnés lorsque le faible poids, le routage compact ou les exigences spécifiques en matière de compatibilité des fluides sont importants.
Avantages clés :
La construction légère peut simplifier la manipulation et l'installation.
Certaines conceptions offrent une excellente résistance à l’abrasion.
Les revêtements en polymère peuvent offrir une compatibilité appropriée avec des fluides spécifiés.
Certaines conceptions renforcées prennent en charge les applications hydrauliques haute pression.
La construction compacte peut profiter aux équipements avec un espace d'installation limité.
Limites potentielles :
La capacité de température dépend de la conception spécifique du polymère et du tuyau.
La résistance chimique varie selon la composition du polymère et du fluide.
Le rayon de courbure minimum et les pressions nominales doivent être vérifiés pour chaque modèle.
La compatibilité avec les raccords et les systèmes de connexion est essentielle.
Les tuyaux thermoplastiques sont utilisés dans des applications telles que les ascenseurs hydrauliques, les équipements mobiles et les systèmes bénéficiant d'assemblages de tuyaux légers.
Blince offre des exemples de cette construction dans son Gamme de flexibles hydrauliques SAE 100 R7 / EN 855 R7 . La construction répertoriée comprend une chambre à air en nylon, un renfort en fibres synthétiques et une couche extérieure en polyuréthane.
Cela illustre une distinction importante : les tuyaux thermoplastiques ne sont pas définis par un matériau universel. Leurs performances dépendent de la combinaison de polymères et de la structure de renforcement.
2.3 Tuyaux hydrauliques en PTFE
Le PTFE, ou polytétrafluoroéthylène, est un fluoropolymère connu pour sa large résistance chimique, sa surface à faible frottement et sa capacité à fonctionner sur une large plage de températures dans des assemblages correctement conçus.
Les tuyaux en PTFE sont souvent envisagés pour des applications impliquant des produits chimiques agressifs, des fluides spécialisés ou des conditions de fonctionnement qui dépassent les capacités des matériaux élastomères conventionnels.
Avantages clés :
Excellente résistance à de nombreux produits chimiques.
Surface intérieure à faible friction.
Large capacité de température lorsqu'elle est prise en charge par les spécifications du fabricant du tuyau.
Convient aux applications nécessitant une surface de contact avec un fluide chimiquement résistante.
Peut être fabriqué avec renfort pour répondre aux exigences de pression définies.
Limites potentielles :
Coût initial plus élevé dans de nombreuses applications.
La conception du renforcement et de l’assemblage influence fortement la capacité de pression.
L'installation doit respecter le rayon de courbure spécifié et les exigences de manipulation.
La résistance chimique ne garantit pas automatiquement l’adéquation à chaque fluide ou condition de fonctionnement.
Les tuyaux en PTFE sont généralement utilisés pour le traitement chimique, le transfert de fluides industriels spécialisés et certaines applications aérospatiales ou à haute température.
Cependant, le PTFE ne doit pas automatiquement être considéré comme le meilleur choix pour chaque système hydraulique. Pour les équipements hydrauliques conventionnels, un tuyau en caoutchouc ou en thermoplastique correctement spécifié peut fournir les performances requises à un coût global inférieur.
Important : Vérifiez les spécifications du fabricant en matière de pression, de température, de compatibilité des fluides et d'installation pour l'ensemble de flexible complet avant de sélectionner le PTFE.
3. Comparaison des matériaux de tuyaux hydrauliques en caoutchouc, thermoplastiques et PTFE
Le tableau suivant résume les caractéristiques générales de ces matériaux. Les performances réelles dépendent du composé, de la construction du tuyau, du renforcement et des spécifications du fabricant.
Facteur de sélection
Caoutchouc
Thermoplastique
PTFE
Flexibilité
Généralement bon
Dépend du polymère et de la conception
Dépend de la doublure et du renfort
Poids
Modéré
Souvent léger
Cela dépend du chantier
Résistance chimique
Dépend du composé
Dépendant du polymère
Excellent contre de nombreux produits chimiques
Capacité de température
Dépend du composé
Dépendant du polymère
Large gamme de montages adaptés
Capacité de pression
Disponible en modèles basse à très haute pression
Disponible dans des conceptions spécifiées pour des pressions nominales
Dépend du renforcement et de la conception
Résistance à l'abrasion
Cela dépend de la couverture extérieure
Souvent bon dans des conceptions appropriées
Dépend d'une protection externe
Coût initial
Souvent économique
En fonction de l'application
Souvent plus élevé
Priorité de sélection typique
Service hydraulique général
Faible poids et routage spécialisé
Compatibilité chimique et exigences de température
Aucun matériau n’est universellement supérieur. Un choix approprié doit répondre simultanément à toutes les exigences opérationnelles pertinentes.
4. Comment choisir le bon matériau de tuyau hydraulique
Le choix des matériaux appropriés pour les flexibles hydrauliques nécessite d'évaluer l'ensemble de l'environnement d'exploitation plutôt que de comparer uniquement les noms des matériaux.
4.1 Vérifier la compatibilité des fluides hydrauliques
Commencez par identifier le fluide exact utilisé dans le système. Les huiles hydrauliques à base de pétrole, les fluides eau-glycol, les fluides à base d'ester de phosphate et d'autres fluides spécialisés peuvent nécessiter des matériaux de flexibles différents.
Vérifiez la compatibilité avec la chambre à air et tous les composants exposés au fluide. Consultez les informations de compatibilité chimique du fabricant du tuyau chaque fois que le fluide contient des additifs ou a une composition inhabituelle.
Un matériau qui fonctionne bien avec une huile hydraulique peut ne pas convenir à un autre fluide.
4.2 Confirmer la pression de service et les pics de pression
Déterminez la pression de service normale du système et tenez compte des pics de pression qui se produisent lors du démarrage, des changements de charge ou du fonctionnement des vannes.
Sélectionnez un tuyau avec une pression de service nominale adaptée au système réel. N'utilisez pas la pression d'éclatement comme pression de fonctionnement normale.
La structure de renforcement est particulièrement importante. Les conceptions de renfort textile, de tresse métallique et de spirale métallique répondent à différentes exigences de pression.
Par exemple, celui de Blince Le tuyau hydraulique EN 856 4SH utilise quatre couches de renfort en spirale de fil d'acier. Ses spécifications de fonctionnement publiées varient selon la taille du tuyau, alors vérifiez le modèle exact avant de le sélectionner.
4.3 Évaluer les températures de fonctionnement et ambiantes
Tenez compte de la température du fluide hydraulique et de la température entourant le tuyau. Les deux peuvent affecter les performances du tuyau.
Les températures élevées peuvent accélérer le vieillissement ou réduire la capacité de pression, tandis que les basses températures peuvent affecter la flexibilité et le rayon de courbure minimum.
La plage de fonctionnement acceptable doit provenir des spécifications du fabricant pour l'ensemble complet. Ne présumez pas que tous les tuyaux en caoutchouc, thermoplastique ou PTFE partagent les mêmes limites de température.
4.4 Tenir compte de l'abrasion et de l'exposition environnementale
Les flexibles installés à proximité de composants mobiles, d'arêtes vives ou de surfaces rugueuses peuvent nécessiter une protection extérieure renforcée.
Les machines d’extérieur peuvent également nécessiter une résistance aux intempéries, à l’ozone et à l’exposition environnementale.
Inspectez le parcours d'installation et envisagez des manchons de protection, des pinces appropriées et des ajustements de routage si nécessaire.
4.5 Vérifier le rayon de courbure et l'espace d'installation
Un tuyau trop plié peut subir un débit restreint, des dommages au renforcement ou une défaillance prématurée.
Vérifiez le rayon de courbure minimum spécifié pour le tuyau sélectionné. Évitez de tordre le tuyau pendant l'installation et assurez-vous que les raccords n'exercent pas de pression excessive sur l'assemblage.
Si l'espace d'installation est limité, comparez le rayon de courbure et la flexibilité des modèles de tuyaux réels plutôt que de vous fier uniquement à la catégorie de matériau.
4.6 Comparer le coût total de possession
Le prix d’achat le plus bas n’entraîne pas toujours le coût le plus bas à long terme.
Considérer:
Coûts initiaux des tuyaux et des raccords.
Exigences en matière de main d’œuvre et d’assemblage pour l’installation.
Besoins prévus en matière d’inspection et de remplacement.
Temps d'arrêt associés aux pannes.
Fuite de liquide, nettoyage et dommages potentiels à l'équipement.
Un tuyau plus cher peut être justifié lorsqu’il répond à un problème de compatibilité ou de fonctionnement spécifique. Cependant, un matériau haut de gamme n’est pas automatiquement plus économique si une alternative moins coûteuse répond déjà à toutes les spécifications requises.
5. Matériaux de tuyaux hydrauliques pour différentes applications
Différentes industries imposent des exigences différentes aux flexibles.
Machines de construction et agricoles
Les excavatrices, chargeuses, tracteurs et moissonneuses nécessitent souvent des tuyaux flexibles qui résistent à la pression, aux vibrations et à l'usure externe.
Les tuyaux en caoutchouc renforcé sont généralement envisagés pour ces applications. Le modèle sélectionné doit correspondre aux exigences de pression, de température, de fluide et de routage de la machine.
Les équipements miniers et les machines industrielles peuvent impliquer des pressions élevées, un fonctionnement continu, de l’abrasion et des conditions environnementales difficiles.
Les tuyaux en caoutchouc renforcés de fils métalliques peuvent être appropriés lorsque leurs spécifications correspondent à l'application. Les conceptions renforcées en spirale doivent être évaluées lorsque la pression requise et les conditions de service l'exigent.
Les équipements avec un espace d'installation limité peuvent bénéficier de tuyaux légers et d'un acheminement compact.
Les tuyaux thermoplastiques, y compris les modèles SAE 100 R7 et R8 appropriés, peuvent être envisagés lorsque leur pression, leur compatibilité avec les fluides et leurs températures nominales répondent aux exigences de l'application.
Les applications impliquant des produits chimiques agressifs ou des fluides spécialisés nécessitent une évaluation minutieuse de la compatibilité des matériaux.
Le PTFE peut être approprié pour certains environnements chimiques exigeants, mais la compatibilité doit être vérifiée par rapport à la conception réelle du fluide, de la concentration, de la température, de la pression et de l'ensemble de flexibles.
Ne remplacez pas un tuyau hydraulique à usage général par un tuyau chimique spécialisé sans confirmer son adéquation.
6. Normes sur les flexibles hydrauliques et contrôles de qualité
Les normes aident à définir la construction des tuyaux, leurs dimensions, leurs exigences de performance et leurs méthodes de test. Toutefois, la norme pertinente dépend du type de tuyau et de son application prévue.
Les exemples incluent :
SAE J517 : couvre les exigences en matière de flexibles hydrauliques pour les types de flexibles applicables.
EN 853 : Couvre les types de flexibles hydrauliques en caoutchouc spécifiés.
EN 856 : Couvre les types spécifiés de flexibles hydrauliques en caoutchouc renforcés en spirale.
EN 855 : Couvre les types spécifiés de flexibles hydrauliques thermoplastiques.
Confirmez toujours l'édition actuelle et l'applicabilité de la norme pour le tuyau en question.
Avant d'acheter, vérifiez les points suivants :
Type de tuyau et norme applicable.
Pression de service nominale et marges de sécurité requises.
Compatibilité des fluides.
Plage de température de fonctionnement.
Rayon de courbure minimum.
Exigences de compatibilité et d’assemblage.
Documentation du fabricant et tests de qualité applicables.
Une désignation standard ne garantit pas à elle seule qu'un tuyau convient à chaque système hydraulique. Les spécifications réelles du modèle doivent correspondre aux conditions de fonctionnement prévues.
7. Erreurs courantes de sélection des matériaux des tuyaux hydrauliques
Choisir uniquement par le prix
Un tuyau bon marché peut devenir coûteux s'il est incompatible avec le fluide hydraulique ou s'il ne résiste pas à l'environnement d'exploitation.
Comparez les exigences techniques avant de comparer les devis.
Confondre pression d'éclatement et pression de service
La pression d'éclatement n'est pas la pression à laquelle un tuyau doit normalement fonctionner. Utilisez toujours la pression de service nominale du fabricant et suivez les exigences de conception du système applicables.
Ignorer la couverture extérieure
Le tube intérieur peut être compatible avec le fluide, mais le revêtement extérieur peut toujours être endommagé par l'abrasion, les intempéries ou l'exposition environnementale.
Évaluez l’ensemble de flexibles complet.
Surplombant les raccords et l'installation
Même un tuyau correctement sélectionné peut tomber en panne prématurément si les raccords sont incompatibles, si le tuyau est tordu ou si le rayon de courbure est trop petit.
Confirmez la procédure complète d’assemblage et d’installation.
En supposant que tous les tuyaux du même matériau fonctionnent de la même manière
Les composés de caoutchouc, les formulations de polymères, les couches de renforcement et les conceptions de fabrication varient. Sélectionnez un modèle spécifique en utilisant ses données techniques plutôt que sa catégorie générale de matériaux.
Conclusion
La sélection des bons matériaux pour les flexibles hydrauliques nécessite d'équilibrer la compatibilité des fluides, la pression de service, la température, la flexibilité, la résistance à l'abrasion et le coût total de possession.
Les tuyaux en caoutchouc sont largement utilisés dans les systèmes hydrauliques conventionnels, tandis que les tuyaux en thermoplastique peuvent offrir des avantages en termes de poids et de routage spécialisé. Les tuyaux en PTFE valent la peine d'être envisagés lorsque les exigences de résistance chimique ou de température justifient leur utilisation.
Le meilleur choix est le flexible qui répond aux exigences réelles de l'application, et pas seulement le matériau doté des propriétés individuelles les plus impressionnantes.
BLINCE fournit des composants hydrauliques et des tuyaux pour une gamme d'applications d'équipements industriels et mobiles. Explorez le Catalogue de tuyaux hydrauliques BLINCE pour consulter les modèles disponibles, ou visitez le Site Internet de la société BLINCE pour en savoir plus sur l'entreprise et ses solutions hydrauliques.
Pour la sélection du produit, préparez la pression de service, le type de fluide, la température de fonctionnement, la taille du tuyau et les détails d'application requis avant de demander un devis.
Foire aux questions
1. Quels sont les principaux matériaux des flexibles hydrauliques ?
Les principales catégories abordées lors de la sélection des flexibles hydrauliques comprennent le caoutchouc, le thermoplastique et le PTFE. Chacun a des caractéristiques différentes et leur adéquation dépend de la conception du tuyau et des conditions de fonctionnement.
2. Quel matériau de flexible hydraulique convient le mieux aux applications haute pression ?
Il n’existe pas de matériau idéal pour chaque application haute pression. Les flexibles en caoutchouc, thermoplastique et PTFE peuvent avoir différentes capacités de pression en fonction de leur renforcement et de leur construction. Sélectionnez un modèle avec une pression de service nominale appropriée.
3. Les flexibles hydrauliques thermoplastiques sont-ils meilleurs que les flexibles en caoutchouc ?
Pas dans toutes les applications. Les flexibles thermoplastiques peuvent offrir un poids inférieur ou des avantages dans des conditions de routage et d'abrasion spécifiques, tandis que les flexibles en caoutchouc sont largement utilisés pour le service hydraulique conventionnel. Le choix correct dépend des exigences de l'application.
4. Quand dois-je envisager un flexible hydraulique en PTFE ?
Envisagez le PTFE lorsque les exigences en matière de compatibilité des fluides ou de température le rendent approprié. Confirmez la pression nominale, la plage de température, les raccords et la compatibilité chimique du flexible avant utilisation.
5. Comment vérifier la compatibilité chimique des flexibles hydrauliques ?
Identifiez le fluide hydraulique exact, y compris sa composition et sa concentration, le cas échéant. Consultez les informations de compatibilité du fabricant du tuyau et confirmez les conditions de température et de pression acceptables.
