février 1, 2022
Cercle intérieur
L’importance de la taille
Contribution de Rob Marsiglia, responsable national du développement commercial, produits commerciaux
Nous décrivons généralement les différentes catégories de tuyaux et de matériaux en termes de dimensionnement très simples (par exemple : ½ », 2″, 6″, schedule 40 ou DR 11). Parfois, nous clarifions en disant métrique ou IPS, mais sommes-nous vraiment conscients des nuances de ce que nous disons ? Comprenons-nous vraiment l’impact de l’épaisseur, du type de matériau ou même de la taille sur les performances d’un système ?
Les matériaux, les classes et la construction jouent tous un rôle important dans les caractéristiques critiques d’un système de tuyauterie. Ils influencent le débit, la vitesse et la perte de charge.
En nous référant autableau des dimensions nominales ci-dessous, comparons plusieurs matériaux de tuyauterie courants et voyons comment les dimensions nominales peuvent varier.
Si nous prenons l’acier au carbone de 2″ comme référence de base, son diamètre intérieur (ID) est de 2,067″. Pour ceux qui travaillent régulièrement avec des tuyaux en acier, il s’agit peut-être du tuyau de 2″ de base auquel vous pensez. Cependant, vous constaterez que tous les autres matériaux répertoriés, tels que l’acier inoxydable schedule 10, le cuivre, le PVC, le PP-RCT et le PEX, ont des diamètres intérieurs différents. Chacun de ces matériaux a un diamètre intérieur différent pour la même taille de tuyau de 2″.
Quel est le problème ? Si vous choisissez un autre matériau pour une application particulière, au lieu de l’acier, vous devez connaître plus que le diamètre nominal du tuyau pour évaluer les débits, les vitesses et les pertes de charge. Le simple fait de dire « PVC 2 » ne vous donne pas toutes les informations dont vous avez besoin. Vous devez encore savoir s’il s’agit d’un schedule 40 ou d’un schedule 80. De même, vous devez savoir si le PP-RCT est SDR 9 ou SDR 11. Dans ces cas, l’épaisseur de la paroi, déterminée par la nomenclature du tube ou le SDR, aura une incidence sur le diamètre intérieur et donc sur les caractéristiques d’écoulement. Par exemple, le tube PEX a un diamètre intérieur de 2 pouces, mais ce matériau sera-t-il suffisant pour répondre aux exigences du système ?
Les tuyaux thermoplastiques résistent à la corrosion et conservent leurs caractéristiques d’écoulement au fil du temps (c’est-à-dire un facteur Hazen & Williams (H&W) constant). Lorsque les tuyaux en acier vieillissent, le facteur H&W diminue avec le temps, ce qui contribue fortement aux variations de débit et de perte de charge d’un système.
L’acier au carbone de 2 pouces a un H&W de 140. À une vitesse raisonnable de 5,75 pieds/seconde, il fournit un débit de 60 GPM, avec une perte de charge de 6,4 pieds/100 pieds.
Mais examinons ce même tuyau avec des facteurs H&W inférieurs :
Poursuivons notre tableau. Nous supposerons un H&W de 120 pour l’acier inoxydable et un H&W constant pour les tuyaux thermoplastiques.
Pour résumer :
Qu’est-ce que cela signifie ? Cela signifie que les variations doivent être considérées dans le contexte des exigences du système et que le simple fait d’appeler un tuyau de 2″ sans comprendre pleinement ce qui les différencie pourrait entraver la progression de l’ensemble de la structure.
Pour les tuyaux thermoplastiques, le diamètre intérieur est roi. Le diamètre intérieur du tuyau est dicté par le programme ou le DTS et les caractéristiques de performance sont déterminées à partir de là. Les caractéristiques de performance resteront constantes pendant toute la durée de vie du système, souvent pendant 50 ans ou plus, ce qui n’est qu’un des nombreux avantages des tuyaux thermoplastiques.
Il n’en va pas de même pour les tuyaux en acier. Même les tuyaux en acier inoxydable n’ont pas connu le même succès que les tuyaux thermoplastiques sur différents marchés. Si le vieillissement n’est pas pris en compte lors du choix de la tuyauterie en acier, combien de systèmes peuvent fonctionner « comme à l’état neuf » avec une augmentation de 56% de la perte de charge sur plusieurs années ?
Quelle est l’importance du débit, de la pression et de la perte de charge ? Les chauffe-eau sans réservoir, les robinets automatiques et les vannes de chasse, les lave-verres et les autoclaves ont tous une plage d’alimentation spécifique qui doit être maintenue. Les pertes de charge qui augmentent avec le temps, ainsi qu’un diamètre nominal de tuyau qui entraîne des pertes de charge plus importantes que prévu, peuvent avoir un effet négatif sur les performances de n’importe quel système.
Les effets de ces variations sont minimisés, étant donné les exigences de faible débit des appareils sanitaires modernes. Par exemple, il a été démontré que les tubes PEX de ½ » et ¾ » sont aussi performants que les tubes en cuivre de même diamètre nominal dans certaines applications de plomberie. Cela est principalement dû aux exigences minimales des appareils sanitaires du système.
Les appareils automatiques nécessitent des pressions de fonctionnement minimales, ce qui est une caractéristique dynamique de pression/débit. Cette exigence devient plus critique dans les grandes installations telles que les stades, les aéroports, les immeubles de bureaux, les établissements d’enseignement et les institutions, où plusieurs appareils de différents types peuvent fonctionner simultanément. Par exemple, une vanne de chasse d’eau automatique a généralement une exigence minimale de 25 psig. Bien que cela semble facilement réalisable, il ne s’agit pas seulement de la pression, mais aussi du débit minimum requis (généralement 1,6 GPM) pour que le système fonctionne. Dans les installations à usage intensif, cette condition dynamique doit être appliquée à plusieurs vannes (et appareils sanitaires) en même temps et parfois sur plusieurs niveaux.
Ces grands systèmes ont des parcours de tuyauterie importants et même un petit changement dans la perte de charge, multiplié par des centaines (voire des milliers) de pieds de tuyauterie, peut avoir un impact négatif sur la performance de l’appareil ainsi que sur l’expérience de l’utilisateur.
Asahi/America propose une gamme variée de matériaux de tuyauterie thermoplastique avec un large éventail d’épaisseurs de paroi pour répondre aux besoins des applications chimiques, commerciales, industrielles, environnementales et de haute pureté. Nous pouvons vous guider dans le labyrinthe des dimensions IPS, métriques, horaires et SDR pour vous aider à maintenir les caractéristiques d’écoulement de vos structures constantes pendant toute la durée de vie du système.
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.
