Propriétés des matériaux et considérations relatives à l’installation des robinets thermoplastiques

Les vannes thermoplastiques sont de plus en plus utilisées dans diverses applications industrielles en raison de leur légèreté, de leur excellente résistance chimique et de leur résistance à la corrosion. Cependant, l’installation et la maintenance de ces vannes nécessitent des approches et des techniques spécifiques qui diffèrent des systèmes de vannes métalliques traditionnels. Cet article présente les meilleures pratiques pour l’installation et la maintenance des vannes thermoplastiques.

Spécification et préparation

Les matériaux thermoplastiques sont largement utilisés dans diverses applications en raison de leur flexibilité inhérente, de leur facilité de traitement et de leurs propriétés mécaniques favorables. Toutefois, la résistance chimique de ces matériaux peut varier considérablement en fonction de leur composition et des produits chimiques spécifiques auxquels ils sont exposés.

Avant l’installation, vérifiez la compatibilité des matériaux thermoplastiques (tels que PVC, CPVC, PVDF et PP) avec les fluides transportés. tableaux de résistance chimique (une partie du tableau complet de résistance chimique des vannes Asahi/America figure à droite, à titre d’exemple) pour s’assurer de l’adéquation aux conditions d’exploitation.

Le PVC est connu pour son excellente résistance à une variété de produits chimiques. Il est particulièrement résistant aux acides et aux solvants et est efficace contre de nombreux acides inorganiques, y compris l’acide sulfurique et l’acide chlorhydrique, à de faibles concentrations. Le PVC est également résistant aux alcalis et à certains sels, ce qui le rend approprié pour les systèmes d’approvisionnement en eau. Bien que le PVC soit généralement résistant aux alcools, aux graisses et aux huiles, il ne doit pas être utilisé avec des esters, des cétones ou des hydrocarbures chlorés.

Le CPVC est une version améliorée du PVC qui présente une meilleure stabilité thermique et une meilleure résistance chimique. Il présente une résistance supérieure à l’eau chaude et aux liquides corrosifs, ce qui le rend idéal pour les systèmes de tuyauterie industrielle. Le PVCC résiste à de nombreux acides, bases et sels, mais sa résistance aux amines est limitée et il ne doit pas être utilisé avec de nombreux hydrocarbures chlorés ou aromatiques.

Le PVDF est privilégié dans les applications nécessitant une pureté et une résistance chimique élevées, car il offre une résistance exceptionnelle à une large gamme de solvants, d’acides et de bases, y compris l’acide chlorhydrique et l’acide nitrique. Il est également souvent utilisé comme revêtement protecteur dans les procédés chimiques.

Le polypropylène (PP) présente l’avantage d’être très résistant à une large gamme de produits chimiques, y compris les acides minéraux, les bases, les sels et les solutions d’hydrocarbures, ce qui le rend idéal pour diverses applications de traitement chimique. L’un de ses principaux avantages est sa grande résistance à la traction et sa rigidité, qui lui confèrent une stabilité mécanique accrue. En outre, les tuyaux en polypropylène offrent une meilleure résistance à la température que les autres types de thermoplastiques, ce qui les rend adaptés aux environnements exigeants.

Manipulation et installation

Manipulez les robinets thermoplastiques avec précaution afin d’éviter les chocs qui pourraient compromettre l’intégrité du matériau. Par exemple, il est recommandé de stocker les robinets dans un environnement sombre et frais pour prolonger leur durée de vie, en particulier s’ils sont dotés de joints en élastomère. L’exposition aux rayons ultraviolets peut accélérer la dégradation des produits qui ne sont pas stabilisés ou scellés aux UV. Veillez à ce que les parties internes de la vanne restent propres et exemptes de contaminants pendant le processus d’installation, car les résidus peuvent endommager les joints et avoir un impact sur les performances de la vanne.

Parfois, les installateurs négligent les directives spécifiques fournies par le fabricant de vannes concernant les procédures d’installation, les valeurs de couple et les outils recommandés. Ces directives sont essentielles pour garantir une installation correcte. Un alignement insuffisant des conduites peut soumettre la vanne à des contraintes, entraînant une usure prématurée ou une défaillance. Les tuyaux doivent être correctement alignés et soutenus afin d’éviter toute force de flexion ou de torsion sur le robinet pendant son fonctionnement. Si le système de tuyauterie n’est pas suffisamment soutenu, il peut s’affaisser, ce qui exerce une contrainte excessive sur le robinet, en particulier en cas de dilatation et de contraction thermique. Un contreventement et un support adéquats sont essentiels, en particulier pour les systèmes de tuyauterie plus grands ou plus lourds.

Pour les vannes nécessitant une fusion de l’emboîture, le fait de ne pas atteindre les températures correctes peut entraîner des joints fragiles. Une surchauffe ou une sous-chauffe peut compromettre l’intégrité de la liaison par fusion et entraîner des fuites ultérieures.

Lors de l’utilisation de raccords filetés, appliquez un ruban d’étanchéité ou une pâte adaptée à l’application, en commençant par le deuxième filetage pour éviter que le ruban ne pénètre dans le robinet, en veillant à ce que les filetages soient alignés et correctement serrés pour éviter toute contrainte sur le corps du robinet.

Dans les raccords à brides, une mauvaise application du couple de serrage peut entraîner des fuites. Un serrage excessif peut déformer la bride et endommager le corps du robinet, tandis qu’un serrage insuffisant peut entraîner une étanchéité insuffisante sous pression. Il est conseillé de suivre un schéma croisé pour une répartition uniforme du couple.

L’installation d’un robinet sans nettoyer correctement ses interfaces peut entraîner une contamination et une étanchéité inadéquate. Les impuretés peuvent empêcher la vanne d’atteindre une étanchéité correcte, ce qui entraîne des fuites après l’installation. Dans les situations de modernisation, le fait de ne pas nettoyer les anciens tuyaux et raccords avant l’installation peut introduire des contaminants qui compromettent l’efficacité de la nouvelle vanne.

L’orientation correcte est cruciale pour le fonctionnement de la vanne. L’installation d’une vanne à l’envers ou à l’endroit peut entraîner des inefficacités opérationnelles et des défaillances potentielles. Il est essentiel de respecter les spécifications du fabricant en ce qui concerne le sens d’écoulement.

Considérations particulières

Les matériaux thermoplastiques peuvent se dilater et se contracter de manière significative avec les changements de température. Si cette dilatation n’est pas prise en compte, les joints et les raccords peuvent être soumis à des contraintes excessives, ce qui peut entraîner des fuites ou une défaillance structurelle. Les installateurs doivent concevoir le système en gardant à l’esprit la flexibilité, en incorporant des joints de dilatation si nécessaire.

Les matériaux thermoplastiques présentent généralement des coefficients de dilatation thermique élevés par rapport aux métaux. Plus précisément, pour un tuyau de 1 pouce :

• PVC = ~28,0 x 10^(-6) in/ ° F
• CPVC = ~44,0 x 10^(-6) in/ ° F
• PP (typiquement) = ~110 x 10^(-6) in/ ° F

En revanche, les métaux tels que l’acier et le laiton ont des coefficients de dilatation thermique plus faibles, qui, pour un tuyau d’un pouce, sont les suivants :

• L’acier varie de 10,8 à 12,5 x 10^(-6) in/ ° F
• Laiton = ~11,2 x 10^(-6) in/ ° F
• Cuivre = ~9,8 x 10^(-6) in/ ° F

Cette disparité indique que les thermoplastiques se dilatent et se contractent plus fortement avec les changements de température que les métaux, ce qui peut avoir un impact significatif sur la conception et les performances du système et entraîner plusieurs problèmes lors de l’installation et de l’exploitation.

Si les systèmes de tuyauterie utilisent ces deux matériaux sans tenir compte de la dilatation thermique, des contraintes thermiques peuvent se développer au niveau des joints, ce qui peut entraîner des fuites ou des défaillances. Par exemple, lorsque les tuyaux en CPVC sont exposés à des changements de température, la dilatation thermique qui en résulte peut générer des contraintes importantes susceptibles de compromettre l’intégrité du système de tuyauterie.

Les connexions entre les vannes thermoplastiques et les tuyaux métalliques peuvent subir des mouvements différentiels, ce qui risque d’endommager les raccords et les joints. Ce problème est particulièrement critique dans les applications où les températures fluctuent fortement, comme c’est le cas dans les installations de traitement chimique.

Face à ces défis, plusieurs stratégies peuvent être mises en œuvre pour limiter les effets de la dilatation thermique. L’incorporation de boucles de dilatation ou de décalages permet d’atténuer les mouvements dus à la dilatation thermique. Ces mécanismes permettent de gérer les contraintes induites par les changements de température, garantissant ainsi l’intégrité à long terme des systèmes de tuyauterie.

Mise en œuvre joints de dilatation Les joints de dilatation peuvent s’adapter au mouvement axial, offrant ainsi une flexibilité supplémentaire dans les systèmes où l’espace est trop limité pour les boucles de dilatation traditionnelles. Une conception adéquate garantit que ces joints fonctionnent efficacement sans causer de contraintes supplémentaires ailleurs dans le système.

Conclusion

L’installation et la maintenance des robinets thermoplastiques requièrent une attention particulière aux caractéristiques uniques des matériaux thermoplastiques. En respectant les meilleures pratiques en matière de spécification, de préparation et d’installation, les opérateurs peuvent améliorer la fiabilité et la longévité des vannes thermoplastiques dans leurs systèmes de fluides. Ces pratiques permettent d’éviter les défaillances opérationnelles et garantissent la conformité aux normes de sécurité et de qualité essentielles aux applications industrielles. Restez à l’écoute pour la suite de cet article et les discussions sur les opérations de maintenance et de réparation.

Une formation continue et le respect des spécifications du fabricant aideront les utilisateurs finaux à maximiser leur investissement dans les robinets thermoplastiques.

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.