Flexibles hydrauliques constituent un élément essentiel des systèmes hydrauliques à haute pression. Ces flexibles relient les différents composants des systèmes hydrauliques et offrent une excellente résistance à la pression ainsi qu'une grande souplesse. Ils sont disponibles dans divers matériaux — tels que le PTFE, le caoutchouc et les thermoplastiques — qui garantissent tous la souplesse du flexible.
Au-delà de leur souplesse, les flexibles hydrauliques présentent de nombreux autres avantages, ce qui en fait un choix idéal pour la tuyauterie complète d'un système.
Par rapport aux tuyaux hydrauliques, les flexibles hydrauliques sont non seulement moins chers et plus légers, mais aussi plus résistants aux chocs. Cela contribue à améliorer la stabilité du système. De plus, les faisceaux de tuyaux hydrauliques sont plus faciles à assembler que les tuyaux hydrauliques ; ils peuvent être assemblés à l'aide d'une sertisseuse. Par ailleurs, les tuyaux hydrauliques sont dotés d'une couche extérieure en caoutchouc ou en fibre, ce qui les rend moins sujets à la rouille que les tuyaux hydrauliques (à moins qu'ils ne soient en acier inoxydable), qui nécessitent généralement d'être peints pour éviter la rouille.
Comment sont fabriqués les flexibles hydrauliques - Fabrication des flexibles hydrauliques
La conception et les matériaux des flexibles hydrauliques dépendent de l'application et des conditions d'utilisation. Parmi les différents paramètres d'application à prendre en compte lors du choix d'un flexible, on peut citer notamment la taille, la température, le type de fluide et la pression. En fonction de ces critères, la conception du flexible sera adaptée aux conditions d'utilisation.
La plupart des machines hydrauliques n'utilisent pas de flexibles spéciaux. On utilise généralement des flexibles hydrauliques standard renforcés d'une tresse métallique, tels que les types 100R1 (tresse simple) et 100R2 (tresse double). Pour les applications nécessitant des pressions nominales extrêmement élevées ou impliquant des fluides spéciaux, on choisit généralement des modèles de flexibles tels que le 100R12 ou le 100R15. Les flexibles hydrauliques peuvent supporter des pressions comprises entre 1 000 et 6 000 psi, voire plus. Tous les flexibles hydrauliques sont fabriqués conformément aux normes nord-américaines ou internationales afin de garantir que leur conception et leur qualité respectent ou dépassent les spécifications applicables.
Structure à trois couches des flexibles hydrauliques
Les flexibles hydrauliques sont constitués d'une structure à trois couches : une âme, une couche de renfort et une gaine extérieure.
Chambre à air
Le matériau de la gaine interne d'un tuyau hydraulique est déterminé par le type de fluide hydraulique utilisé. Par exemple, le caoutchouc nitrile convient aux fluides hydrauliques à base de pétrole, mais il est incompatible avec les fluides hydrauliques synthétiques (tels que les fluides à base d'ester phosphorique). Pour le transport de fluides hydrauliques synthétiques, utilisez des matériaux présentant une meilleure résistance à la corrosion, tels qu'un fluoroélastomère ou un tube intérieur en PTFE.
Les matériaux utilisés pour la chambre à air et l'enveloppe extérieure ont également une incidence sur la température de fonctionnement optimale.
La conception générale du tuyau lui permet de fonctionner dans une plage de températures allant de -40 à 202 °F (-40 à 94 °C). Ce type de tuyau se compose généralement d'une âme en caoutchouc nitrile et d'une couche extérieure en caoutchouc chloroprène.
Cependant, les environnements à basse température nécessitent l'utilisation d'un caoutchouc polymère spécialement formulé. Le caoutchouc polymère résistant au froid doit présenter une grande ductilité afin d'éviter toute fissuration et toute défaillance du tuyau.
Couche de renforcement
La principale caractéristique d'un tuyau hydraulique est sa résistance à la pression, qui dépend principalement de la couche de renfort.
La couche de renfort est obtenue en enroulant étroitement du fil d'acier ou un tissu autour de la paroi de la chambre à air à l'aide de machines à spirale et à tresser ; l'extrusion ultérieure de la couche extérieure en caoutchouc achève la fabrication du tuyau.
Le fil d'acier est le matériau le plus couramment utilisé pour la couche de renfort des tuyaux ; il existe deux méthodes de tressage : le tressage et la spirale.
Le tressage consiste à entrelacer en alternance des fils d'acier verticaux dans des directions opposées sur la paroi du tuyau. Les tuyaux en acier tressé sont disponibles en version simple ou double couche, avec des flexibles tressés à double couche généralement séparés par une couche de caoutchouc.
Les types de flexibles hydrauliques les plus courants sont les flexibles tressés SAE 100R1 et 100R2, qui sont respectivement des flexibles à simple tressage et à double tressage. Les flexibles tressés constituent le type de flexible hydraulique le plus couramment utilisé et sont disponibles dans une grande variété de dimensions et de pressions nominales.
Il convient de noter que l'augmentation du diamètre intérieur réduira la pression nominale du tuyau. De plus, la pression de service du tuyau correspond au quart de sa pression d'éclatement, son coefficient de sécurité étant de 4:1.
Les tuyaux tressés sont résistants et souples ; la plupart des fabricants proposent des tuyaux tressés très souples dont le rayon de courbure n'atteint que la moitié de celui des tuyaux tressés standard.
Il existe deux types de flexibles hydrauliques à enroulement spiralé. Le tuyau spiralé est un type de tuyau légèrement renforcé utilisé pour améliorer la résistance à la pression ; son utilisation est toutefois limitée aux conduites d'aspiration soumises à une pression très faible ou nulle, et il est parfois également utilisé dans les conduites de retour présentant de faibles pics de pression.
Les flexibles hydrauliques à spires serrées sont utilisés dans les systèmes à ultra-haute pression. Ce flexible est constitué de quatre couches de fils d'acier à haute résistance, chaque couche étant perpendiculaire aux autres. Les flexibles hydrauliques à spires serrées à quatre couches présentent une résistance extrêmement élevée et sont souvent utilisés dans les assemblages de flexibles à haute pression et de grand diamètre.
Les flexibles hydrauliques à enroulement spiralé à quatre couches présentent une résistance extrêmement élevée et sont couramment utilisés dans les assemblages de flexibles à haute pression et de grand diamètre. Ce flexible à quatre couches de fil d'acier peut supporter des pressions allant jusqu'à 5 000 psi pour un diamètre de 2 pouces, mais on utilise parfois un flexible à six couches de fil d'acier pour répondre à des exigences plus strictes. L'inconvénient des tuyaux à quatre et six couches de fils d'acier réside dans leur faible flexibilité. En raison de leur structure multicouche rigide, les tuyaux à quatre couches de fils d'acier 100R12 présentent une plus grande rigidité ; cependant, les progrès réalisés dans les matériaux et les procédés de fabrication ont permis aux principaux fabricants de tuyaux de réduire considérablement leur rayon de courbure.
Couverture extérieure
La gaine extérieure du tuyau hydraulique sert principalement à protéger le tuyau et sa couche de renfort contre les agressions extérieures. Elle est généralement en caoutchouc nitrile, mais une compatibilité chimique est requise dans les environnements hautement corrosifs.
Le matériau de la couche extérieure se décline en plus de variétés que celui de la couche intérieure et peut être constitué de caoutchouc néoprène, de chlorure de polyvinyle, de caoutchouc nitrile ou même de tissus.
En revanche, des températures ambiantes ou de fonctionnement trop élevées peuvent provoquer un ramollissement de la gaine interne et des couches externes du tuyau, ce qui peut entraîner une défaillance prématurée de celui-ci.
Bien que la plupart des systèmes hydrauliques (et des fluides hydrauliques) ne fonctionnent pas à des températures extrêmes, il arrive parfois qu'il soit nécessaire d'éviter l'apparition de températures élevées localisées. Par exemple, dans les aciéries où les températures peuvent atteindre 400 °F (environ 204 °C), il convient d'utiliser des tuyaux en Téflon avec une couche extérieure en acier inoxydable dans de tels environnements à haute température. Les inconvénients des tuyaux en Téflon sont leur flexibilité relativement faible et leur grand rayon de courbure. Cependant, ils résistent aux températures élevées et à la corrosion.
Un autre problème courant concernant les flexibles hydrauliques est l'abrasion de la couche extérieure ; il convient donc d'accorder une attention particulière au matériau et à la conception de la gaine extérieure.
Dans les environnements soumis à une forte abrasion, comme les chantiers de construction, il est recommandé de choisir des tuyaux dotés d'une structure spéciale et d'une gaine extérieure résistante à l'abrasion (et d'utiliser des manchons de protection) afin d'éviter toute usure.
Cet article présente la structure des flexibles hydrauliques — notamment la gaine intérieure, la couche de renfort et la gaine extérieure — ainsi que leurs différents types, leurs avantages et leurs inconvénients. Que vous travailliez dans le bâtiment, l'agriculture, l'industrie manufacturière ou tout autre secteur qui utilise la puissance hydraulique, ces informations vous aideront à comprendre le fonctionnement de ces flexibles et à faire le bon choix.
FAQ
Comment choisir le bon tuyau hydraulique ?
Lors du choix d'un tuyau, il convient de tenir compte de facteurs tels que la taille, la température, le type de fluide, la pression et les spécificités de l'application.
Comment monter correctement un tuyau hydraulique ?
Des techniques de montage adéquates, notamment la prise de mesures précises des tuyaux, la bonne mise en place des raccords et des essais de pression rigoureux, permettent d'éviter les fuites et les défaillances du système.
Comment bien ranger les tuyaux
La plupart des flexibles hydrauliques doivent être stockés dans un endroit frais et sec, à l'abri de la lumière directe du soleil et de tout contact avec des produits chimiques. De plus, il convient d'éviter les pliures ou les torsions brusques lors du stockage et de la manipulation afin de prévenir tout dommage structurel.
Sinopulse est un fabricant et fournisseur de flexibles et de raccords hydrauliques. Nos experts se tiennent à votre disposition pour répondre à toutes vos questions concernant le choix des flexibles et raccords hydrauliques adaptés à votre application.