Les tuyaux en plastique sont largement utilisés dans de nombreux domaines en raison de leurs avantages tels que leur légèreté et leur résistance à la corrosion. Cependant, leur résistance aux températures élevées varie considérablement en fonction du type de matériau, de la technologie de modification et des scénarios d'application.
Plage de résistance à la température des tuyaux en plastique courants
tuyau en PE
Tuyaux en PE ont une faible résistance à la température, avec une limite supérieure à long terme de 60 °C et une résistance à court terme pouvant atteindre 80 °C. Cependant, grâce à une nano-modification ou à l'ajout de matériaux de renforcement tels que la fibre de verre, certains tuyaux en PEHD peuvent résister à des températures élevées de 150 °C pendant une longue période, et la température de ramollissement Vicat est supérieure à 150 °C, ce qui les rend adaptés au transport de pétrole brut à haute température dans les champs pétrolifères.
Tuyau en PVC
Les tuyaux en PE ont une faible résistance à la température, avec une limite supérieure de température à long terme de 60 °C et une résistance à la température à court terme pouvant atteindre 80 °C. Cependant, grâce à une nanomodification ou à l'ajout de matériaux de renforcement tels que la fibre de verre, certains tuyaux en PEHD peuvent supporter des températures élevées de 150 °C pendant une longue période, et la température de ramollissement Vicat est supérieure à 150 °C, ce qui les rend adaptés au transport de pétrole brut à haute température dans les champs pétrolifères.
Tuyaux en plastique technique
Polyimide (PI) : résistance à une température de 350 °C à long terme et à une température de 450 °C à court terme. Il s'agit actuellement du plastique technique le plus résistant à la chaleur, mais il est coûteux et principalement utilisé dans des domaines spécialisés tels que l'aérospatiale.
Tuyau FRP modifié : tuyau composite renforcé avec des charges telles que du carbure de silicium et du nitrure de bore, avec une résistance à la température pouvant atteindre 600 °C (comme le tuyau de la série UNI H), adapté aux environnements à haute température tels que les émissions d'échappement des moteurs.
Voie technique pour améliorer la résistance aux températures élevées
Technologie de modification des matériaux
Charges renforcées : l'ajout de charges inorganiques telles que la fibre de verre et le carbure de bore peut améliorer la résistance à la température du PVC et du PE. Par exemple, dans la technologie brevetée, la fibre de verre et le nitrure de silicium sont modifiés de manière composite afin d'augmenter la résistance à la température à long terme des tuyaux en PVC à 100 °C.
Structure ignifuge et isolante : la conception à double couche, composée d'une couche ignifuge et d'un rembourrage isolant, permet de bloquer la conduction thermique de la chaleur extérieure vers le corps du tuyau. Une technologie brevetée utilise un rembourrage isolant pour que la température de rayonnement de la surface extérieure du tuyau atteigne 280 °C.
Conception de tuyaux composites
Composite métal-plastique : les tuyaux composites aluminium-plastique combinent la résistance à la pression du métal et la résistance à la corrosion du plastique, et leur plage de température est étendue à -70 °C ~ 110 °C, ce qui les rend adaptés aux zones soumises à des différences de température importantes.
Structure multicouche : par exemple, les tuyaux de la série UNI H adoptent une conception multicouche composée d'un ressort hélicoïdal en acier + une fibre résistante aux températures élevées, qui peut supporter des températures allant jusqu'à 600 °C tout en conservant sa flexibilité.
Essais et vérification
Le test de vieillissement thermique est la méthode principale pour évaluer la résistance à la température. Par exemple, les tuyaux en PE sont placés dans une chambre d'essai à haute température pour simuler un environnement à 200 °C, et leur stabilité thermique est vérifiée à l'aide d'indicateurs tels que la résistance à la traction et le changement de poids. Shandong Fangda New Materials a confirmé, par le biais de tests effectués par un organisme tiers, que ses tuyaux en PE modifié ne présentent aucune dégradation de leurs performances à 150 °C.
Scénarios à haute température et suggestions de sélection dans les applications
Transport industriel de fluides à haute température
Champ pétrolier : des tuyaux en PE modifié (résistants à 150 °C) sont utilisés pour le transport de pétrole brut à haute température. Ils offrent une résistance à l'usure 10 fois supérieure à celle des tuyaux en acier traditionnels et permettent une réduction des coûts de 80%.
Industrie chimique : les tuyaux composites PI ou FRP (résistants à des températures comprises entre 400 °C et 600 °C) sont utilisés pour les émissions de gaz hautement corrosifs, comme les tuyaux de la série UNI H utilisés pour le traitement des gaz d'échappement des moteurs.
Construction et génie civil
Système d'eau chaude : les tuyaux composites en aluminium-plastique PP-R (résistants à 110 °C) sont supérieurs aux tuyaux PP-R traditionnels, réduisant le risque de dilatation et de contraction thermiques.
Protection contre les incendies et CVC : des tuyaux en PVC modifié ignifuge (résistant à 95 °C) sont associés à un revêtement ignifuge afin de répondre aux besoins en matière d'évacuation des fumées d'incendie.
S'adapter à divers environnements
Environnement à basse température : les tuyaux en PEHD peuvent résister à des températures allant jusqu'à -70 °C, ce qui les rend adaptés au transport de l'eau dans les régions froides et en haute altitude.
Température élevée instantanée : les tuyaux PI peuvent supporter une température de 450 °C pendant une courte période, ce qui les rend adaptés aux scénarios de température élevée instantanée, tels que les systèmes hydrauliques des engins spatiaux.
Conclusion
La résistance aux températures élevées des tuyaux en plastique varie considérablement en fonction des matériaux et des procédés utilisés : la résistance thermique des tuyaux en PVC/PE ordinaires se situe généralement entre 45 °C et 95 °C, tandis que celle des tuyaux modifiés ou composites peut atteindre 150 °C à 600 °C. Le choix doit être fait en fonction de la température du fluide, des conditions environnementales et du coût.
