Les résines de SABIC Innovative Plastics optimisent les vannes hydrauliques grâce à leur liberté de conception, leurs hautes performances et leur longue durée de vie

BERGEN OP ZOOM, Pays-Bas – 15 janvier 2009 – En raison de leur exposition à une pression statique ou fluctuante, à des températures élevées et à divers produits chimiques, les vannes hydrauliques sont traditionnellement fabriquées avec des métaux tels que le laiton. Cependant, les thermoplastiques techniques d’aujourd’hui peuvent remplacer le métal, assurant non seulement de hautes performances mais également l’avantage d’une plus grande liberté de conception. Associé à l’expertise scientifique de son Centre d’excellence d’ingénierie des liquides de Bergen op Zoom, aux Pays-Bas, le portefeuille de matériaux de spécialités avancées de SABIC Innovative Plastics offre aux clients de nouveaux choix en matière de vannes hydrauliques garantes d’un niveau élevé d’efficacité, de durabilité et de performances.

« SABIC Innovative Plastics est numéro un du secteur en ce qui concerne l’exploitation de l’énorme potentiel des thermoplastiques techniques pour le traitement des liquides », déclare Frank Heessels, responsable du Centre d’excellence d’ingénierie des liquides. « Pour s’assurer qu’une résine peut résister aux environnements exigeants auxquels sont soumises les vannes hydrauliques, des données de performances à long terme sont nécessaires. Par conséquent, nous avons massivement investi dans le Centre d’excellence d’ingénierie des liquides afin de veiller à la haute performance de nos matériaux sur de longues durées de vie. Grâce à nos technologies sophistiquées en matière d’essais et de mesures, nous pouvons garantir à nos clients que ces matériaux répondront à leurs exigences les plus difficiles. »

La liberté de créer de nouvelles conceptions

La simplicité de conception et l’innovation d’une vanne hydraulique peuvent considérablement influencer ses performances finales. Comparés au métal qui nécessite l’assemblage mécanique de différentes pièces, les thermoplastiques tels que les résines Noryl* et Ultem* de SABIC Innovative Plastics permettent d’intégrer plusieurs composants et fonctions dans une seule pièce.

Des technologies de fabrication avancées et éprouvées étendent les possibilités de conception des vannes en plastique. Ainsi, il est possible de surmouler une surface intérieure lisse et chimiquement résistante avec un carter externe structurel lors d’un processus en une étape, d’où un gain de temps et d’argent et l’élimination des opérations secondaires.

La compréhension du comportement des différents matériaux plastiques durant la fabrication de vannes en plastique est importante pour garantir les bonnes performances de la pièce finale. SABIC Innovative Plastics se sert d’outils de simulation structurelle et de traitement en vue de prévoir les performances des applications. La réussite de cette approche dépend fortement de la qualité des données fournies.

Propriétés fondamentales des résines pour les applications de vannes

Outre l’optimisation de la conception, le personnel du Centre d’excellence d’ingénierie des liquides teste les propriétés matérielles critiques suivantes des résines ciblées, en vue d’une utilisation dans les vannes hydrauliques.

o Résistance statique: La résistance statique initiale élevée d’un matériau peut être nécessaire pour résister à un assemblage abusif effectué par un installateur habitué aux composants métalliques. Si cet assemblage abusif survient au début de la vie d’un composant, la conception technique traditionnelle est souvent utilisée. Cependant, les contraintes du composant résultant de l’assemblage peuvent ne pas être présentes pendant toute la durée de vie de la pièce. Si la conception le permet, ces contraintes peuvent etre évacuées, surtout à des températures élevées. Si les forces abusives sont trop élevées, la flexibilité de conception du plastique permet souvent une conception plus résistante. SABIC Innovative Plastics offre un vaste portefeuille de produits basé sur un grand nombre de résines et de systèmes de renfort, capable de résister à de nombreux environnements de fonctionnement.

o Déplacement et résistance au fluage à long terme: Habituellement, les vannes sont chargées avec une pression interne constante qui se traduit par une contrainte constante dans la pièce. Par conséquent, les matériaux thermoplastiques se déforment lentement (fluage). Les résines amorphes telles que les résines Noryl* et Ultem* sont généralement moins sensibles au fluage et conservent leurs dimensions et l’étanchéité des vannes plus longtemps que les résines semi-cristallines. Cependant, si les contraintes sont trop élevées, la déformation peut prendre de l’ampleur jusqu’à atteindre un niveau critique et finalement provoquer la défaillance de la pièce. Ce phénomène est appelé rupture en fluage. De nombreuses résines renforcées en fibres de verre peuvent être utilisées pour améliorer les performances de fluage d’un matériau, par exemple les grades de résine Ultem 2300, Noryl GTX et Noryl GFN1630V.

o Fatigue: Les pressions fluctuantes provoquent de grandes différences au niveau du comportement des matériaux. La fatigue peut résulter de fluctuations de pression dans le système, d’une fermeture soudaine de la vanne (coup de bélier), ou de la différence d’expansion thermique provoquée par les changements de température sur des matériaux hétérogènes connectés ensemble. La fatigue provoque des dommages au matériau, qui peuvent s’accumuler jusqu’à ce qu’une défaillance se produise. Les performances de fatigue dépendent de caractéristiques de conception telles que le type de contrainte et l’épaisseur du matériau. Par exemple, les parois minces se traduisent généralement par une plus longue durée de vie sous la même contrainte de fatigue. La résine Noryl GFN1430V de SABIC Innovative Plastics peut améliorer les performances de parois minces dans ces types d’applications.

o Résistance à l’eau et aux produits chimiques: Les plastiques sont souvent envisagés pour les vannes utilisées dans des environnements associés à un risque élevé de corrosion ou d’exposition chimique. Cependant, la durée d’exposition détermine finalement si le composant présentera une résistance suffisante. Des températures élevées et une contrainte permanente accélèrent l’effet d’un produit chimique sur la résistance du matériau.

Certaines résines semi-cristallines telles que la polyamide et le sulfate de polyphénylène présentent une meilleure résistance à de nombreux produits chimiques que les résines amorphes telles que le polyphénylène-éther et le polystyrène. Cependant, bien qu’elle soit amorphe, la résine Noryl en oxyde de polyphénylène (PPO) de SABIC Innovative Plastics fournit néanmoins une meilleure résistance à l’eau chaude que d’autres résines aux performances autrement similaires. D’autres résines renforcées en fibres de verre peuvent présenter une réduction de la résistance dans l’eau chaude en raison de la dégradation de l’interface entre la résine et les fibres de verre.

SABIC Innovative Plastics a développé une grande variété de connaissances relatives à ces effets pour une vaste gamme de résines plastiques, ainsi que leur mode d’interaction dans une forme complexe telle qu’une vanne.

Pour obtenir des informations complémentaires sur le Centre d’excellence d’ingénierie des liquides de SABIC Innovative Plastics, rendez-vous sur www.sabic-ip.com.

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