Un tuyau hydraulique peut sembler être un composant relativement simple, mais choisir le mauvais peut entraîner une perte de pression, une surchauffe, des fuites, des temps d'arrêt imprévus, voire un incident grave de sécurité.
Pour les équipes d'approvisionnement, la sélection d'un tuyau hydraulique ne doit pas être basée uniquement sur le prix, l'apparence ou la pression imprimée sur l'enveloppe du tuyau. Les conditions d'exploitation complètes de l'équipement doivent être prises en compte.
Un tuyau adéquat doit gérer en toute sécurité la pression requise, fournir le débit nécessaire, rester compatible avec le fluide hydraulique, s'adapter à l'espace d'installation disponible et résister à l'environnement environnant.
Ce guide explique les principaux facteurs que les acheteurs doivent évaluer avant de commander des tuyaux hydrauliques ou des ensembles complets de tuyaux hydrauliques.
1. Commencez par l'application réelle
Avant de sélectionner un modèle de tuyau, identifiez exactement où et comment le tuyau sera utilisé.
Les questions utiles incluent :
- Quel type d'équipement utilisera le tuyau ?
- Le tuyau est-il installé sur des machines mobiles ou stationnaires ?
- Le tuyau se déplace-t-il de manière répétée pendant l'opération ?
- Sera-t-il exposé à l'abrasion, au soleil, aux produits chimiques, à la chaleur, à l'humidité ou aux débris ?
- L'espace d'installation est-il restreint ?
- Le tuyau sera-t-il soumis à des vibrations, des chocs, des tirages ou des torsions ?
- Le tuyau est-il utilisé dans une ligne sous pression, une ligne de retour, une ligne d'aspiration ou un circuit de pilotage ?
Le même tuyau peut bien fonctionner dans une unité hydraulique stationnaire mais échouer prématurément sur un bras d'excavateur, un outil agricole, un camion poubelle ou une autre machine mobile.
La norme SAE J1273 fournit des conseils sectoriels concernant la sélection, le routage, la fabrication, l'installation, le remplacement, l'entretien et le stockage des ensembles de tuyaux hydrauliques. Cela souligne pourquoi la sélection des tuyaux doit être considérée comme faisant partie de la conception complète de l'équipement plutôt que comme une décision d'achat isolée.
2. Confirmez la pression de travail maximale
La pression de travail est l'un des critères de sélection les plus importants.
La pression de travail nominale du tuyau sélectionné doit être égale ou supérieure à la pression maximale pouvant survenir dans le système hydraulique. Les acheteurs doivent également tenir compte des pics de pression transitoires plutôt que de se fier uniquement à la pression normale indiquée sur le manomètre.
Un système hydraulique fonctionnant normalement à 180 bars, par exemple, peut connaître des pics de pression instantanés beaucoup plus élevés lorsqu :
- Une vanne directionnelle se ferme rapidement
- Un cylindre atteint la fin de sa course
- Une charge lourde s'arrête brusquement
- Une vanne de contrôle change de position
- Des charges externes agissent sur l'actionneur
- Le flux est soudainement bloqué
Les manomètres standards peuvent ne pas capturer des pics de pression très courts. Par conséquent, lorsque des défaillances de tuyaux se produisent à plusieurs reprises sans cause évidente, le système peut devoir être vérifié avec un équipement de surveillance de pression à haute vitesse.
La pression de travail maximale d'un ensemble de tuyaux complet est déterminée par son composant le moins bien noté. Un tuyau haute pression connecté à des raccords de pression inférieure ne crée pas un ensemble haute pression.
Ne sélectionnez pas un tuyau en fonction de la pression de rupture
La pression d'éclatement est principalement une valeur de test de qualification ou de fabrication. Ce n'est pas la pression à laquelle le tuyau peut fonctionner en continu.
Les catalogues de tuyaux hydrauliques spécifient normalement une pression de travail maximale. Le système ne doit jamais fonctionner au-dessus de cette valeur, même lorsque la pression de rupture publiée semble nettement plus élevée.
Certains tuyaux hydrauliques sont conçus avec un rapport de 4:1 entre la pression de rupture minimale et la pression de travail maximale, mais le facteur de conception exact dépend du type de tuyau, de l'application et de la norme applicable. Les acheteurs doivent toujours utiliser la pression de travail publiée plutôt que de calculer une pression admissible à partir de la valeur de rupture.
3. Sélectionnez le diamètre intérieur correct du tuyau
La taille du tuyau hydraulique fait normalement référence au diamètre intérieur, ou ID, plutôt qu'au diamètre extérieur.
Le diamètre intérieur du tuyau doit être suffisamment grand pour transporter le débit requis sans créer une vitesse de fluide excessive ou une perte de pression.
Si le tuyau est trop petit :
- La vitesse du fluide augmente
- La perte de pression augmente
- La température de l'huile peut augmenter
- L'efficacité du système diminue
- Le bruit et les vibrations peuvent augmenter
- Les vannes et autres composants peuvent fonctionner incorrectement
Si le tuyau est inutilement large :
- Les coûts des matériaux augmentent
- Le tuyau devient plus lourd
- Le routage devient plus difficile
- Des raccords plus grands peuvent être nécessaires
- Plus d'espace d'installation est requis
Le diamètre du tuyau doit donc être choisi en fonction du débit requis et de savoir si le tuyau est utilisé comme ligne sous pression, de retour, d'aspiration ou de drainage. Les conseils de sélection de tuyaux de Parker notent également qu'un mauvais diamètre intérieur du tuyau peut créer un rendement paresseux ou une chute de pression excessive et endommager le système.
Lors de la demande d'un devis, fournissez au moins l'un des éléments suivants :
- Diamètre intérieur du tuyau requis
- Taille du dash
- Débit requis
- Modèle de tuyau existant
- Informations sur la ligne de pose du tuyau existant
- Dessin de l'équipement ou schéma hydraulique
4. Vérifiez à la fois la température du fluide et la température ambiante
Deux températures doivent être prises en compte :
- La température du fluide à l'intérieur du tuyau
- La température ambiante entourant le tuyau
Un tuyau installé près d'un moteur, d'un système d'échappement, d'un four, d'une fonderie ou d'une autre source de chaleur peut subir une température externe beaucoup plus élevée que celle de l'huile hydraulique elle-même.
Une exposition continue à des températures excessives peut :
- Renforcer le tuyau intérieur
- Réduire la flexibilité du caoutchouc
- Accélérer la fissuration de la housse
- Endommager les joints et les joints toriques
- Réduire la capacité de pression
- Raccourcir la durée de vie du tuyau
Les limites de température peuvent également changer selon le fluide transporté. Un tuyau peut avoir une classification de température pour l'huile hydraulique à base de pétrole et une classification inférieure pour l'eau-glycol, l'émulsion eau-huile, l'air chaud ou un autre milieu.
Les acheteurs doivent fournir :
- Température normale de l'huile
- Température maximale de l'huile
- Températures ambiantes minimales et maximales
- Exposition à la chaleur rayonnante ou directe
- Si le tuyau fonctionne en continu ou de manière intermittente
Une manchon protecteur ou un écran thermique peut être nécessaire, mais la protection ne doit pas être utilisée pour compenser le choix d'un tuyau avec une classification de température inappropriée.
5. Vérifiez la compatibilité des fluides
Le tuyau intérieur doit être chimiquement compatible avec le fluide qui y circule.
Les milieux courants incluent :
- Huile hydraulique minérale
- Fluide hydraulique synthétique
- Huile hydraulique biodégradable
- Fluide eau-glycol
- Émulsion eau-huile
- Huile de lubrification
- Liquide de refroidissement
- Carburant
- Air comprimé
- Produits chimiques industriels
La compatibilité doit être vérifiée pour l'ensemble de l'assemblage, y compris :
- Tube intérieur de la tuyauterie
- Enveloppe de la tuyauterie
- Renforcement
- Raccords
- Rings en O
- Joints
Un fluide incompatible peut provoquer un gonflement, un ramollissement, un durcissement, des fissures ou une séparation du tube intérieur. L'exposition chimique à l'extérieur du tuyau doit également être prise en compte. Par exemple, l'enveloppe du tuyau peut entrer en contact avec des agents de nettoyage, des engrais, de l'eau salée, des carburants, des solvants ou des produits chimiques de processus.
Les recommandations de sélection de Parker déconseillent spécifiquement de vérifier la compatibilité non seulement avec le fluide transporté mais aussi avec l'environnement opérationnel externe du tuyau.
6. Tenez compte du rayon de courbure minimum
Chaque tuyau hydraulique a un rayon de courbure minimum spécifié.
Installer le tuyau en dessous de ce rayon peut endommager le renfort, restreindre le flux, exercer un stress excessif près du raccord et réduire considérablement la durée de vie.
Le tuyau ne doit pas commencer à se plier immédiatement à l'extrémité du raccord serti. Une courte section droite doit rester entre le raccord et le début de la courbure.
Le rayon de courbure devient particulièrement important lorsque :
- L'espace d'installation est limité
- Le tuyau connecte des composants en mouvement
- L'assemblage utilise des raccords coudés
- Plusieurs tuyaux sont acheminés ensemble
- Le tuyau doit passer à travers un cadre étroit
- La machine fonctionne dans une large plage de mouvement
Les recommandations d'installation liées à la SAE avertissent que plier un tuyau en dessous de son rayon minimum référencé peut considérablement réduire sa durée de vie, en particulier lorsque la courbure aiguë se produit près de la connexion tuyau-raccord.
Pour des équipements compacts, un tuyau avec un rayon de courbure plus petit peut être préférable à forcer un tuyau standard dans un itinéraire inadapté.
7. Évaluez l'abrasion et l'exposition à l'environnement
L'abrasion externe est l'une des causes les plus courantes de dommages aux tuyaux hydrauliques.
Un tuyau peut frotter contre :
- Les cadres de machines
- D'autres tuyaux
- Des supports
- Des bords tranchants
- Des liaisons mobiles
- Des surfaces en béton ou de route
- Des cultures agricoles et des débris
Selon l'application, les acheteurs peuvent avoir besoin de :
- Couvre-tuyaux résistant à l'abrasion
- Manchons de protection en textile
- Garde-spirale
- Manchons résistant au feu
- Garde-ressorts
- Écrans thermiques
- Colliers de tuyau ou supports de direction
- Systèmes de retenue contre le burst
Ne supposez pas qu'un manchon de protection corrigera un mauvais routage. Le tuyau doit d'abord être positionné pour éviter les frottements, étirements, écrasements, torsions et contacts avec des surfaces chaudes inutiles.
8. Sélectionnez les raccords et les filetages corrects
Un ensemble de tuyau hydraulique comprend plus que le tuyau lui-même. Les deux raccords doivent correspondre aux ports de l'équipement.
Les types de connexion courants incluent :
- BSPP
- BSPT
- NPT
- JIC
- ORFS
- Flasque SAE
- DIN métrique
- Série métrique légère et lourde
- Banjou
- Adaptateurs personnalisés
Les connexions qui semblent similaires peuvent utiliser des filaments ou des méthodes d'étanchéité complètement différentes. Par exemple, un raccord peut s'étancher par :
- Un filetage conique
- Un cône en métal
- Une face plate avec un joint torique
- Un joint adhésif
- Un boss d'O-ring
- Une bride avec un O-ring
Le diamètre du filetage seul n'est pas suffisant pour identifier une connexion. Le pas du filetage, la surface d'étanchéité, le sexe du raccord, l'angle de sièges et la norme applicable doivent également être confirmés.
L'utilisation d'un raccord incorrect peut causer des fuites, des filets endommagés, un assemblage instable ou une séparation soudaine sous pression.
9. Confirmez la longueur de l'assemblage et l'orientation des raccords
La longueur requise est normalement la longueur totale de l'ensemble de tuyau fini, et non simplement la longueur découpée du tuyau en caoutchouc.
La méthode de mesure dépend des deux types de raccords. La longueur peut être mesurée entre :
- Les faces d'extrémité des raccords
- Surfaces d'étanchéité
- Lignes centrales des coudes
- Lignes centrales des boulons banjo
- Faces de bride
Le tuyau doit être suffisamment long pour s'adapter au mouvement de la machine, aux changements de longueur liés à la pression et aux tolérances d'installation sans devenir tendu. Cependant, une longueur excessive peut créer des frottements, un affaissement et des problèmes de routage.
Lorsque les deux extrémités utilisent des raccords coudés, l'orientation angulaire entre les raccords doit également être spécifiée. Parker note que l'orientation des raccords et la longueur d'assemblage globale doivent être enregistrées avant de couper un tuyau de remplacement non identifié.
Un simple dessin ou une photographie avec des points de référence marqués peut prévenir des erreurs d'assemblage coûteuses.
10. Évitez de mélanger des systèmes de tuyau et de raccord non vérifiés
Le tuyau, le raccord, la douille et les dimensions de sertissage doivent être compatibles.
Un tuyau qui s'adapte physiquement à l'intérieur d'une douille n'est pas automatiquement une combinaison validée. Les différences d'épaisseur de couverture, de structure de renforcement, de conception de tige de raccord, de dimensions de douille et de diamètre de sertissage peuvent affecter la rétention et l'étanchéité.
Pour des applications critiques, les acheteurs devraient demander au fournisseur si :
- Le tuyau et les raccords constituent une combinaison vérifiée
- La spécification de sertissage correcte est disponible
- L'assemblage a été fabriqué à l'aide d'équipements calibrés
- Le diamètre de sertissage est inspecté
- Des tests de pression sont disponibles
- La traçabilité peut être fournie
Mélanger des composants non vérifiés augmente le risque de fuite, de déconnexion de raccord et de défaillance prématurée du tuyau.
11. Vérifiez les normes applicables et les exigences de test
En fonction de la machine et du marché de destination, le tuyau peut devoir respecter des normes telles que :
- SAE
- ISO
- EN
- DIN
- MSHA
- Exigences de classification marine
- Spécifications OEM spécifiques au client
La norme SAE J517 couvre les exigences dimensionnelles et de performance pour différents types de tuyaux hydrauliques, tandis que la norme SAE J1273 fournit des recommandations plus générales pour la sélection, l'installation, l'entretien et le remplacement des ensembles de tuyaux.
Les exigences possibles en matière d'inspection et de test comprennent :
- Inspection visuelle
- Inspection du diamètre de sertissage
- Test de pression d'épreuve
- Test de rupture
- Test d'impulsion
- Contrôle de propreté
- Inspection des fuites
- Inspection dimensionnelle
- Certification des matériaux
- Traçabilité des lots
Chaque assemblage n'exige pas tous les tests. Les acheteurs doivent spécifier la norme de test et la documentation requises lors de la demande de devis.
Une liste de contrôle pratique pour le choix des tuyaux hydrauliques
Avant de passer une commande, confirmez les éléments suivants :
- Équipement et application
- Ligne de pression, ligne de retour, ligne d'aspiration ou ligne pilote
- Pression de travail maximale
- Piques de pression possibles
- Débit requis
- Diamètre intérieur du tuyau
- Type de fluide
- Température du fluide
- La température ambiante
- Rayon de courbure minimum
- Installation dynamique ou stationnaire
- Usure et exposition environnementale
- Type de raccord aux deux extrémités
- Méthode de filetage et d'étanchéité
- Longueur totale de l'assemblage
- Orientation du coude
- Manchon de protection requis
- Norme applicable
- Exigences en matière de tests et de certification
- Quantité et calendrier de livraison
Conclusion
Choisir le bon tuyau hydraulique nécessite plus que d'apparier le diamètre et la pression de service d'un tuyau existant.
La sélection correcte doit prendre en compte la taille, la température, l'application, le fluide, la pression, les raccords, le routage, le mouvement, l'exposition à l'environnement, et les exigences de test applicables. Ces facteurs sont souvent résumés à l'aide de la méthode STAMP : Taille, Température, Application, Médias et Pression.
Fournir des informations complètes sur le fonctionnement permet au fournisseur de recommander un assemblage plus sûr et plus fiable. Cela aide également les équipes d'achat à éviter des devis répétés, des échantillons incorrects, des problèmes d'installation et des coûts de remplacement prématurés.
Pour un devis d'assemblage de tuyau hydraulique sur mesure, envoyez à AiSoar Hydraulics la taille du tuyau, la pression, la longueur, les détails des raccords, le type de fluide, la quantité, ainsi que les plans ou photographies disponibles.
