Applications des tubes en polypropylène dans l’industrie électrique

Pour de nombreuses applications, le tube en acier est la solution, en particulier dans les centrales électriques où les pressions et les températures dépassent les limites de pression et de température des tubes thermoplastiques. Il y a quelques exceptions à cette règle non écrite, et dans cet article, nous discuterons de quelques-unes de ces applications où les tuyaux en polypropylène fonctionnent de manière exemplaire dans l’application appropriée.

Le polypropylène (PP) est un matériau en résine qui convient à une large gamme d’applications avec un pH compris entre 1 et 14 et à des températures ne dépassant pas 200° F. Les dimensions des tuyaux vont de 1/2″ à 48″ en SDR 11, 150psi et de 4″ à 55″ en SDR 33, 45psi. Le PP est également proposé en SDR 17, avec une pression nominale de 90 psi.

Un fabricant, Borealis, classe ses PPr en RA130E-8427, DIN 8078 et DIN 8077. Le RA130E-8427 est une résine copolymère aléatoire de poids moléculaire élevé qui présente une grande résistance à la soudure et aux chocs, ainsi qu’une relaxation plus rapide en raison d’un module d’élasticité plus faible. Ce matériau peut être recyclé en utilisant les méthodes modernes de recyclage.

Pour mettre les choses en perspective, voici trois applications typiques de l’eau chaude :

Application 1 :

• P1 : 40psi
• T1 : 170° F
• LN : 3″
• SG : L’eau de préchauffage de la chaudière sort du désaérateur et est renvoyée dans le réservoir d’eau de la chaudière.
• Durée de vie prévue pour les tuyaux en PP : Le vieillissement thermique limite la durée de vie du tuyau à un maximum de 16 ans, ce qui permet une pression de 63 psi avec de l’eau. Dans les applications chimiques, la pression de fonctionnement maximale est de 42 psi. En résumé, le tuyau se détériore à cause de la fatigue thermique avant que la pression ne devienne un problème. Ce résultat s’applique aussi bien au PPR qu’au PPH.

  

Application 2 :

• P1 : 50psi
• T1 : 190° F
• LN : de 2 à 6 pouces
• SG : L’eau de retour des condensats de la chaudière est envoyée dans les réservoirs d’eau propre de préchauffage pour amener la température de l’eau à la bonne température.
• Durée de vie prévue pour les tuyaux en PP : La chaleur limitera la durée de vie du tuyau à sept ans au maximum à une pression maximale de 50 psi. La chaleur entraînera une défaillance au bout de dix ans, de sorte que même si la pression est abaissée, la durée de vie n’augmentera pas. Dans ce cas, il n’y a pas de différence significative entre PPR et PPH.

Application 3 :

• P1 : 35psi
• T1 : 45° F
• LN : de 2 à 4 pouces
• SG : L’eau fraîche vient d’être filtrée et le cycle de préchauffage commence.
• Durée de vie prévue pour les tuyaux en PP : Durée de vie totale prévue (50 ans jusqu’à 124 psi). Compte tenu de la très faible pression de cette application, le tuyau sera bien adapté.

Comme vous pouvez le constater dans ces trois exemples, la durée de vie des tuyaux en polypropylène varie en fonction de la pression et de la température de chaque application. Une bonne règle empirique pour les applications de tuyaux thermoplastiques est que plus la température de l’application est élevée, plus la pression doit être faible.

Sur la base des années de durée de vie estimées, cette application pourrait donner à l’utilisateur final une durée de vie plus longue que celle d’un tuyau en métal. Le tuyau en PPr ne rouille pas et n’accumule pas de dépôts de calcium dans la paroi interne du tuyau grâce à son indice Hazen-Williams de 150 pour la finition de la surface intérieure.

Les produits chimiques utilisés dans le traitement de l’eau peuvent constituer un problème constant pour les canalisations métalliques, car ils peuvent les attaquer chimiquement et provoquer des piqûres, du tartre et des trous d’épingle, ce qui peut être à l’origine de problèmes environnementaux. Les produits chimiques typiques utilisés dans les applications de traitement chimique de l’eau sont les suivants.

• Hypochlorite de sodium (eau de Javel) – PE100-RC ou PP jusqu’à 3mg/L avec une température maximale de 104° F pour le PP.
• Produits chimiques corrosifs (alcalis) – Le PP fonctionne très bien.
• Solvants organiques (Lyes) – Le PP qui ne fonctionne pas bien pour les fortes concentrations ou les températures élevées peut être utilisé pour les applications de drainage.
• Acides forts et caustiques aqueux – Le PP fonctionne bien jusqu’à une concentration de 80 % et est conditionnel à toute concentration supérieure à 80 %.
• Acides chlorhydrique et fluorhydrique – Le PP fonctionne bien pour des concentrations de 20 % et 40 %, respectivement, en raison de la diffusion de l’acide.

Le polypropylène fonctionne bien pour chacun de ces types de produits chimiques en fonction des conditions de pression/température du matériau de la tuyauterie en PP. Comme indiqué ci-dessus, l’hypochlorite de sodium (eau de Javel) convient mieux au matériau PE100-RC.

Comme pour toutes les applications chimiques, il est nécessaire de consulter votre fournisseur de tuyaux pour sélectionner le matériau adéquat en fonction de l’application et de la durée de vie estimée. Le PVDF ou l’ECTFE (Halar®) peuvent être la meilleure option dans certaines applications où les tuyaux en PP ne conviennent pas.

Les systèmes d’eau déionisée ultra-pure (DI) et d’eau d’osmose inverse (RO) constituent d’autres possibilités d’application pour les tuyaux en PP. L’un des problèmes des systèmes d’eau DI et RO est le maintien de la résistivité (indice Ohm) une fois que l’eau quitte le système. De nombreuses installations utilisent des tuyaux en PVC, CPVC ou même en acier au carbone pour leurs systèmes de tuyauterie d’eau DI ou RO. Mais que se passe-t-il lorsque vous déionisez l’eau ? Pour déioniser, vous retirez les ions de l’eau, après quoi l’eau cherche constamment à remplacer les ions qu’elle a perdus ; dans ce cas, elle le fera à partir de l’environnement de la tuyauterie qui l’entoure. « Lixiviation« Il s’agit de la principale raison pour laquelle vous devez sélectionner le matériau de tuyauterie approprié pour votre système, faute de quoi vous risquez de contaminer le milieu à l’intérieur de la tuyauterie. Si vous dépensez 50 000, 75 000 ou 100 000 dollars pour un système d’eau DI afin d’obtenir une valeur d’eau de « X », votre système de tuyauterie doit vous donner la valeur d’Ohm que vous avez payée pour l’installer.

Le deuxième problème le plus important que posent les tuyaux sans PP est qu’ils comportent des zones où l’eau stagne. L’eau stagnante peut créer des bactéries et endommager votre compteur d’eau. Il s’agit là de facteurs essentiels à prendre en compte lors de la sélection de votre système de tuyauterie pour l’eau DI ou RO. Le PP est un excellent substitut aux tuyaux en PVC, CPVC ou WCB ; consultez vos directives ASTM, ASME, USP, TOC, résistivité, TDS et bactéries pour plus de détails.

Il existe de nombreuses façons de fusionner adéquatement les tuyaux en polypropylène.Les deux techniques les plus courantes sont la fusion bout à bout et la fusion à emboîtement, comparées à la colle à solvant ou à la soudure métallique pour les tuyaux en PVC/CPVC et en métal. En fusionnant les tuyaux, vous pouvez éliminer les zones de fuite potentielles en chauffant le matériau à l’état fondu, puis en le poussant avec force et en le maintenant en place jusqu’à ce qu’il soit refroidi. Vous créez ainsi un cordon de soudure plus résistant que le tuyau lui-même. Il existe d’autres moyens de fusionner les tuyaux en PP, notamment la fusion IR (sans contact), la fusion sans cordon et le soudage par électrofusion .

Ces cinq exemples de fusion vous permettront de mieux comprendre comment fusionner des tuyaux en PP. Chacune de ces méthodes présente ses propres avantages et environnements idéaux, mais la décision finale concernant la méthode de soudage appropriée est basée sur les exigences de votre processus. La fusion infrarouge (IR) et la fusion sans cordon sont typiques des processus pharmaceutiques et des puces de silicium, tandis que la fusion bout à bout, la fusion par emboîtement et l’électrofusion sont typiques des environnements industriels.

Qu’il s’agisse de l’eau d’alimentation des chaudières, du système de traitement chimique des chaudières, du système de préchauffage de l’eau, de l’eau DI ou d’un système RO, le polypropylène est une excellente alternative aux systèmes de tuyauterie métallique dans les centrales électriques. N’oubliez pas que seules certaines applications sont à haute température et à haute pression, et qu’il peut donc être avantageux d’envisager d’autres options pour vos applications dans le domaine de l’eau potable.

AVIS DE L’ÉDITEUR : Veuillez noter que les informations contenues dans cet article sont uniquement destinées à des fins éducatives et ne remplacent pas les informations techniques ou les spécifications des produits d’Asahi/America.
Veuillez consulter le service technique d’Asahi/America au 1-800-343-3618 ou à l’adresse [email protected] pour toutes les applications de produits en ce qui concerne la sélection des matériaux en fonction de la pression, de la température, des facteurs environnementaux, des produits chimiques, des médias, de l’application, etc.