Comment bien choisir la couche de renfort d’un flexible

Les couches de renfort des flexibles : comment bien les choisir en fonction de votre application

Doug Nordstrom, Directeur de produits, Groupe des flexibles, Swagelok

Choisir des flexibles industriels adaptés à vos systèmes fluides exigent d’examiner attentivement une série de facteurs, parmi lesquels la pression et la température du fluide, le milieu ambiant et le débit. La capacité d’un flexible à répondre aux exigences particulières de votre système dépend en grande partie des caractéristiques des constituants de ce flexible, dont le choix devra être optimisé en fonction des conditions de l’application.

La couche de renfort du flexible est l’un des composants essentiels auxquels il faut penser. À lui seul, le tube central d’un flexible peut supporter des pressions très faibles. C’est pourquoi on lui adjoint une couche de renfort qui va conférer au flexible sa résistance – à la fois le long de son axe et perpendiculairement à celui-ci – et lui permettre de faire face aux contraintes de l’application.

Si la durée de vie d’un flexible dépend de nombreux facteurs, le choix d’une couche de renfort adaptée – parmi les différents types proposés – en est un qui a son importance. Voici quelques caractéristiques importantes de la couche de renfort à examiner avec votre fournisseur pour choisir la meilleure option en fonction de votre application :

Le type de renfort. Les couches de renfort des flexibles sont faites de fils d’un certain matériau (généralement des fibres, de l’acier inoxydable ou une matière plastique). Les deux types les plus utilisés dans l’industrie sont les renforts hélicoïdaux et les renforts tressés.

Lesrenforts hélicoïdaux sont généralement plus faciles à fabriquer, mais sont souvent moins résistants que les tresses. Lorsque le flexible est mis sous pression, un renfort hélicoïdal a tendance à se défaire, déchirant ainsi à la fois le tube central et l’enveloppe du flexible. Lorsque cela se produit, la défaillance est inévitable. Si les renforts hélicoïdaux reviennent moins cher à court terme, leur durée de vie est souvent limitée, en particulier à des pressions élevées. C’est la raison pour laquelle Swagelok ne produit pas de flexibles avec ce type de renfort.

Dans les renforts tressés, en revanche, les fils s’entremêlent dans une configuration beaucoup plus solide et résiliente. Contrairement à un renfort hélicoïdal, un renfort tressé ne se défait pas sous l’effet de la pression. Cette configuration permet au flexible de résister plus efficacement à la pressurisation et lui confère une plus grande durée de vie.

En vous informant auprès de votre fournisseur sur le type de renfort nécessaire et en privilégiant des renforts tressés, vous pourrez éviter d’avoir à remplacer fréquemment vos flexibles, ce qui vous fera gagner du temps et réaliser des économies sur la main-œuvre et les produits. Les flexibles utilisés dans n’importe quel système fluide subissent une usure normale, ce qui nécessite de les entretenir régulièrement et de les remplacer de temps à autre. On peut comparer cela aux pneus d’un véhicule. Si personne n’achète une voiture en pensant que les pneus vont durer éternellement, un produit de meilleure qualité aura néanmoins des chances de durer plus longtemps. Le fait d’utiliser un flexible de qualité dans un système fluide peut avoir d’importants avantages en matière d’exploitation et de maintenance.

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Le matériau de la couche de renfort. Le point suivant à examiner est celui du matériau de la couche de renfort. Comme indiqué précédemment, les couches de renfort des flexibles sont fabriquées en fibres, en acier inoxydable, en plastique ou dans d’autres matériaux. Chacun de ces matériaux a sa propre incidence sur les caractéristiques de performance finales du flexible.

C’est souvent l’application qui va guider le choix du matériau du renfort, tout comme celui du tube central, de l’enveloppe et des raccordements d’extrémité. Par exemple, une couche de renfort tressée en acier inoxydable associée à un tube central fabriqué dans un matériau complémentaire permettra d’obtenir une excellente résistance à la pression et à la température. Toutefois, une tresse en acier inoxydable pourra ne pas offrir une flexibilité ou des performances dynamiques suffisantes dans les applications où la pression est irrégulière (p. ex. dans l’exploitation d’équipements hydrauliques).

Un autre point important à prendre en compte est la conductivité du matériau de la couche de renfort. Cette caractéristique souhaitable dans certaines applications peut en revanche présenter un risque important pour la sécurité ou nuire aux performances dans d’autres. Un flexible équipé d’une couche de renfort métallique tressée sera conducteur et capable de faire circuler un courant important d’une extrémité à l’autre. Lorsque les deux extrémités doivent être isolées électriquement, le flexible doit être non conducteur. Dans une telle situation, une couche de renfort non métallique et un tube central fabriqué dans un matériau complémentaire sont une meilleure option.

Les niveaux de prix diffèrent également en fonction des matériaux des tresses. Si une application permet d’utiliser une tresse en fibres ou une tresse en acier inoxydable, il faut savoir que l’acier inoxydable sera souvent plus cher, mais qu’il pourra également contribuer à une meilleure tenue du flexible dans le temps du fait de sa plus grande résistance aux contraintes circulaires et au pliage. Il est utile de pouvoir collaborer avec un fournisseur de flexibles capable de vous aider à déterminer le produit le plus intéressant pour votre application et à obtenir à moindre coût un système aux performances durables et fiables.

La conception de la tresse. Les fils des tresses peuvent avoir différentes épaisseurs et différents angles d’inclinaison, ce qui aura une incidence sur la souplesse, la résistance (pression nominale) et la tenue en température du flexible, entre autres. La tresse et le tube central doivent être fabriqués dans des matériaux complémentaires pour un produit optimal.

Par exemple, un tube central métallique cannelé confère au flexible une forte résistance aux contraintes circulaires. Une couche de renfort tressée complémentaire devra avoir moins de relief, de manière à accroître la résistance du tube central à l’allongement dans le sens longitudinal (et non radial). Ici, l’angle d’intersection entre les fils tressés permet d’obtenir des performances différentes en fonction des besoins de l’application.

Ailleurs, les caractéristiques du tressage peuvent avoir une incidence sur les performances du flexible. Certaines tresses de renfort sont composées de fils moins nombreux mais plus épais. Si ces tresses sont plus faciles à fabriquer, elles font en revanche perdre de sa souplesse au flexible qui en est équipé. Une tresse de renfort composée de nombreux fils fins permettra d’obtenir une meilleure souplesse, sans pour autant nuire à la robustesse ou à la tenue en pression du flexible.

Tous les flexibles ne se valent pas. Tous les flexibles destinés à des applications critiques dans des systèmes fluides industriels ne sont pas fabriqués selon les mêmes normes de qualité, les différences s’expliquant, entre autres, par la qualité variable des tresses de renfort. Une connaissance pratique de ces tresses et de leur incidence sur les performances globales des flexibles permet à des opérateurs d’être mieux préparés pour obtenir des systèmes d’une fiabilité et d’une efficacité les plus élevées possible. Il est également utile d’entretenir des relations avec des fournisseurs disposés à collaborer sur les aspects liés à la conception des flexibles.

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Doug Nordstrom est directeur de produits, responsable des flexibles chez Swagelok. Il travaille dans l’entreprise depuis plus de 25 ans.