Pour les entreprises qui doivent ajouter des conduites d'air comprimé en vue d'une extension ou d'un nouvel équipement de production, la conception de la structure des conduites est essentielle pour l'efficacité et la fiabilité globales du système. Alors que la plupart des concepteurs s'intéressent aux compresseurs à vitesse variable (VSD) ou aux commandes pour améliorer l'efficacité du système, la tuyauterie reste un élément important de l'optimisation du système. La rénovation de la tuyauterie peut contribuer grandement à l'efficacité totale du système.
Quatre éléments doivent être pris en compte pour déterminer l'influence des tuyauteries sur l'efficacité du système :
- Diamètre des tuyaux - Les tuyaux trop petits entraînent une chute de pression importante. Si les systèmes perdent de la pression, les entreprises perdent de l'argent car elles doivent produire plus d'air pour compenser la différence de pression.
- Manque de conception de la boucle dans le collecteur primaire - Cela entraîne une surpression du côté de l'alimentation pour compenser la perte de pression.
- Connexions - De mauvaises connexions peuvent provoquer des fuites. Si les opérations perdent du flux d'air, elles perdent de l'argent. Lorsque l'air s'échappe du système d'air comprimé, il faut produire davantage d'air pour compenser la perte de puissance.
- Matériaux de construction - Certains matériaux de tuyauterie sont plus sensibles que d'autres à la corrosion et à une perte de pression plus importante.
La taille compte
Les systèmes de tuyauterie sont généralement conçus pour le débit prévu au moment de la construction initiale. Il peut s'agir d'un système qui s'est développé sans que le système de collecteurs n'évolue avec lui, ou d'un problème de taille de tuyaux ou de raccords dans la salle des compresseurs. La tuyauterie est également souvent dimensionnée en fonction de la taille de la connexion du composant, comme la taille de l'entrée et de la sortie du filtre, ou la taille du refoulement du compresseur. Cette stratégie ne tient pas compte des critères importants que sont le débit, la pression ou la distance nécessaire à la transmission. Prenons l'exemple d'un tuyau de 2 pouces de diamètre raccordé à la sortie d'un filtre à raccord fileté de 2 pouces, dimensionné pour 1 000 pieds cubes par minute (cfm). Si ce filtre nettoie 1 000 pcm d'air à 100 livres par pouce carré (psig), la tuyauterie sous-dimensionnée perdrait plus de 5 psi sur seulement 100 pieds de tuyau, ce qui peut coûter environ 3 000 dollars par an en énergie pour surmonter le différentiel de pression.
L'augmentation de la taille des tuyaux permet de réduire la perte de charge et d'augmenter la capacité du système. Bien que l'augmentation de la capacité contribue à l'efficacité du système, il y a aussi une considération commerciale à prendre en compte. Si les entreprises conçoivent des conduites pour des débits de 1 psig ou moins par 100 pieds de conduite, il s'agit d'une taille de conduite commercialement viable, mais d'autres facteurs peuvent entrer en ligne de compte dans la prise de décision concernant le choix du diamètre.
Loop de loop
Si la distribution de l'air comprimé est conçue comme un tronc unique avec des ramifications plutôt que comme un anneau de distribution avec des ramifications, les usines peuvent réfléchir à la manière de faire passer un tuyau parallèle de l'extrémité du tronc jusqu'au point de production, puis de les connecter à chaque extrémité, créant ainsi une boucle dans le collecteur. Cette conception garantit la même pression en tout point de la boucle. Un tronc d'arbre en ligne droite avec des branches peut priver le dernier utilisateur d'air et créer une situation dans laquelle la pression de l'ensemble du système est augmentée de manière inefficace pour surmonter la perte de pression à l'extrémité de la ligne. Il s'agit d'un détail fondamental qui est souvent négligé. D'autres problèmes peuvent également être à l'origine du manque d'air du dernier utilisateur : Envisagez un événement important concernant l'air qui se produit dans le système. Il est conseillé de procéder d'abord à une mesure pour déterminer si l'utilisateur recevra la pression nécessaire à l'application.
Jonction de conjonction
Un autre point faible dans la conception d'un système d'air comprimé peut être l'endroit où les tuyaux se rejoignent. Qu'il s'agisse d'un joint, d'un filtre, d'un régulateur ou d'une vanne, un raccord d'air comprimé est une source de fuite possible. L'utilisation d'un joint approprié et de composants de qualité minimisera la probabilité de pertes résultant de fuites. L'étude régulière des fuites est une bonne pratique et contribue à l'élaboration d'une bonne stratégie d'entretien et d'efficacité du système.
Type de tuyau hype
Il existe de nombreuses options pour le matériau des tuyaux : fer noir, cuivre, PVC ou plastique, aluminium et acier inoxydable. Bien que le tuyau en fer noir n'ait rien d'excitant, il est couramment utilisé pour l'air comprimé malgré l'existence de meilleures alternatives. Le fer noir héberge l'air comprimé dans un environnement riche en humidité et en oxygène, accélérant la corrosion et créant finalement une combinaison désagréable de tartre et/ou de boue se déplaçant dans le système de tuyauterie - ce qui est nocif pour les équipements de production précieux et sensibles. L'écoulement laminaire est interrompu et la turbulence crée une chute de pression. Certaines opérations optent pour le cuivre ou même un matériau composite tel que le PVC. Le PVC présente des risques de sécurité inhérents lorsqu'il est appliqué à l'air comprimé ; la tuyauterie peut devenir cassante et se briser.
L'aluminium n'est pas corrosif et son coût d'acquisition est raisonnable. De nombreux fournisseurs proposent des tuyaux en aluminium spécialement conçus pour les applications d'air comprimé. Des diamètres allant jusqu'à 10 pouces sont disponibles. Les tuyaux en aluminium ont un alésage lisse pour une faible résistance et une faible perte de charge et sont résistants à la corrosion. Il est également léger et facile à travailler, et ses connexions sont simples pour une installation plus rapide. Souvent, l'aluminium présente un investissement initial plus élevé mais des coûts d'installation moins élevés que d'autres matériaux.
