Aviation : conduites de fluides et raccords

Les conduites de fluide des avions sont généralement constituées de tubes métalliques ou de tuyaux flexibles. Les tubes métalliques (également appelés conduites de fluide rigides) sont utilisés dans les applications stationnaires et où de longs trajets relativement droits sont possibles. Ils sont largement utilisés dans les avions pour le carburant, l'huile, le liquide de refroidissement, l'oxygène, les instruments et les conduites hydrauliques. Le tuyau flexible est généralement utilisé avec des pièces mobiles ou lorsque le tuyau est soumis à des vibrations considérables.

Parfois, il peut être nécessaire de réparer ou de remplacer les conduites de fluide endommagées de l'avion. Très souvent, la réparation peut être effectuée simplement en remplaçant la tubulure. Cependant, si les remplacements ne sont pas disponibles, les pièces nécessaires peuvent devoir être fabriquées. Le tube de remplacement doit être de la même taille et du même matériau que le tube d'origine. Tous les tubes sont testés sous pression avant l'installation initiale et sont conçus pour résister à plusieurs fois la pression de fonctionnement normale à laquelle ils sont soumis. Si un tube éclate ou se fissure, cela est généralement le résultat de vibrations excessives, d'une mauvaise installation ou de dommages causés par une collision avec un objet. Toutes les défaillances des tubes doivent être soigneusement étudiées et la cause de la défaillance doit être déterminée. 

Conduites de fluides rigides  

Matériaux des tubes

Cuivre 

Au début de l'aviation, les tubes en cuivre étaient largement utilisés dans les applications de fluides aéronautiques. Dans les avions modernes, les tubes en alliage d'aluminium, en acier résistant à la corrosion ou en titane ont généralement remplacé les tubes en cuivre.  

Tubes en alliage d'aluminium 

Les tubes en 1100 H14 (dur 1/2) ou 3003 H14 (dur 1/2) sont utilisés pour les lignes à usage général de pressions de fluide faibles ou négligeables, telles que les lignes d'instruments et les conduits de ventilation. Les tubes fabriqués à partir de matériaux en alliage d'aluminium 2024-T3, 5052-O et 6061-T6 sont utilisés dans les systèmes à usage général de basse et moyenne pression, tels que les systèmes hydrauliques et pneumatiques de 1 000 à 1 500 psi, et les conduites de carburant et d'huile.

Acier 

Les tubes en acier résistant à la corrosion, recuits CRES 304, CRES 321 ou CRES 304-1/8-hard, sont largement utilisés dans les systèmes hydrauliques à haute pression (3 000 psi ou plus) pour le fonctionnement du train d'atterrissage, des volets, des freins, et dans les zones d'incendie. Sa résistance à la traction plus élevée permet l'utilisation de tubes aux parois plus minces ; par conséquent, le poids final de l'installation n'est pas beaucoup plus élevé que celui du tube en alliage d'aluminium à paroi plus épaisse. Les suspentes en acier sont utilisées lorsqu'il existe un risque de dommages par des corps étrangers (FOD) (c'est-à-dire les zones du train d'atterrissage et du passage de roue). Les raccords sertis ou MS sans évasement sont utilisés avec des tubes résistants à la corrosion. Bien que les marquages ​​d'identification des tubes en acier diffèrent, chacun comprend généralement le nom ou la marque du fabricant, le numéro de la Society of Automotive Engineers (SAE) et l'état physique du métal.  

Titane 3AL–2,5 V 

Les tubes et raccords en titane 3AL–2,5 V sont largement utilisés dans la catégorie transport et les systèmes hydrauliques d'avions hautes performances pour des pressions supérieures à 1 500 psi. Le titane est 30 % plus résistant que l'acier et 50 % plus léger que l'acier. Des raccords Cryofit ou des raccords sertis sont utilisés avec des tubes en titane. N'utilisez pas de tubulures et de raccords en titane dans un ensemble de système d'oxygène. Le titane et les alliages de titane sont réactifs à l'oxygène. Si une surface de titane fraîchement formée est exposée à de l'oxygène gazeux, une combustion spontanée peut se produire à basse pression. 

Identification du matériel 

Avant d'effectuer des réparations sur un tube d'avion, il est important de procéder à une identification précise des matériaux du tube. Les tubes en alliage d'aluminium, en acier ou en titane peuvent être facilement identifiés à vue lorsqu'ils sont utilisés comme matériau de base des tubes. Cependant, il est difficile de déterminer si un matériau est de l'acier au carbone ou de l'acier inoxydable, ou s'il s'agit d'un alliage d'aluminium 1100, 3003, 5052-O, 6061-T6 ou 2024-T3. Pour identifier positivement le matériau utilisé dans l'installation d'origine, comparez les marquages ​​de code du tube de remplacement avec les marquages ​​d'origine sur le tube remplacé.

Sur les grands tubes en alliage d'aluminium, la désignation de l'alliage est estampée sur la surface. Sur les petits tubes en aluminium, la désignation peut être estampée sur la surface; mais le plus souvent, il est indiqué par un code couleur, pas plus de 4" de largeur, peint aux deux extrémités et approximativement à mi-chemin entre les extrémités de certains tubes. Lorsque la bande se compose de deux couleurs, la moitié de la largeur est utilisée pour chaque couleur .

Si les marquages ​​de code sont difficiles ou impossibles à lire, il peut être nécessaire de tester des échantillons de matériau pour la dureté par des tests de dureté.

Tailles 

Les tubes métalliques sont dimensionnés en fonction du diamètre extérieur (OD), qui est mesuré de manière fractionnée en seizièmes de pouce. Par exemple, le tube numéro 6 est de 6/16" (ou 3/8") et le tube numéro 8 est de 8/16" (ou 1/2") et ainsi de suite. Le diamètre du tube est imprimé sur tous les tubes rigides. En plus d'autres classifications ou moyens d'identification, les tubes sont fabriqués en différentes épaisseurs de paroi. Ainsi, il est important lors de l'installation des tubes de connaître non seulement le matériau et le diamètre extérieur, mais également l'épaisseur de la paroi. L'épaisseur de paroi est imprimée sur le tube en millièmes de pouce. Pour déterminer le diamètre intérieur (ID) du tube, soustrayez deux fois l'épaisseur de la paroi du diamètre extérieur. Par exemple, un tube numéro 10 avec une épaisseur de paroi de 0,063" a un diamètre intérieur de 0,625" – 2(0,063") = 0,499". 

Fabrication de lignes de tubes métalliques 

Les tubes et conduites de fluide endommagés doivent être réparés avec des pièces neuves dans la mesure du possible. Malheureusement, le remplacement est parfois impossible et une réparation est nécessaire. Les rayures, les abrasions ou la corrosion mineure à l'extérieur des conduites de fluide peuvent être considérées comme négligeables et peuvent être lissées avec un outil de brunissage ou de la laine d'aluminium. Les limitations sur la quantité de dommages qui peuvent être réparés de cette manière sont discutées dans ce chapitre sous « Inspection et réparation des tubes rigides ». Si un ensemble de conduite de fluide doit être remplacé, les raccords peuvent souvent être récupérés ; alors la réparation implique seulement la formation et le remplacement du tube.

Le formage de tubes consiste en quatre processus : découpe, pliage, évasement et perlage. Si le tube est petit et fait d'un matériau souple, l'assemblage peut être formé par pliage à la main lors de l'installation. Si le tube a un diamètre de 1/4" ou plus, le pliage à la main sans l'aide d'outils n'est pas pratique.

Identification de la ligne de fluide 

Les lignes fluides dans les avions sont souvent identifiées par des marqueurs composés de codes de couleurs, de mots et de symboles géométriques. Ces marqueurs identifient la fonction, le contenu et le danger principal de chaque ligne. La figure illustre les différents codes de couleur et symboles utilisés pour désigner le type de système et son contenu.  

Les lignes de fluides sont marquées, dans la plupart des cas, avec du ruban adhésif ou des décalcomanies de 1". Sur les lignes de 4" de diamètre (ou plus), les lignes dans un environnement huileux, les lignes chaudes et sur certaines lignes froides, des étiquettes en acier peuvent être utilisées à la place du ruban adhésif. ou décalcomanies. La peinture est utilisée sur les conduites des compartiments moteur où il est possible que des bandes, des décalcomanies ou des étiquettes soient aspirées dans le système d'induction du moteur. 

En plus des marquages ​​mentionnés ci-dessus, certaines conduites peuvent être identifiées plus en détail en fonction d'une fonction spécifique au sein d'un système (par exemple, vidange, évent, pression ou retour). Les conduites transportant du carburant peuvent être marquées FLAM ; les lignes contenant des matières toxiques sont marquées TOXIQUE à la place de FLAM. Les conduites contenant des matières physiquement dangereuses, telles que l'oxygène, l'azote ou le FréonTM, peuvent être marquées PHDAN.

Les fabricants d'aéronefs et de moteurs sont responsables de l'installation d'origine des marqueurs d'identification, mais le mécanicien aéronautique est responsable du remplacement lorsque cela devient nécessaire. Les bandes et décalcomanies sont généralement placées aux deux extrémités d'une ligne et au moins une fois dans chaque compartiment traversé par les lignes. De plus, des marqueurs d'identification sont placés immédiatement à côté de chaque vanne, régulateur, filtre ou autres accessoires d'une ligne. Lorsque de la peinture ou des étiquettes sont utilisées, les exigences d'emplacement sont les mêmes que pour les rubans et les décalcomanies.

Conduites de fluide flexibles 

Le tuyau flexible est utilisé dans les systèmes de fluides des avions pour connecter des pièces mobiles à des pièces fixes dans des endroits soumis à des vibrations ou lorsqu'une grande flexibilité est nécessaire. Il peut également servir de connecteur dans les systèmes de tubes métalliques.  

Matériaux et construction des tuyaux 

Le caoutchouc pur n'est jamais utilisé dans la construction de conduites de fluides flexibles. Pour répondre aux exigences de résistance, de durabilité et de maniabilité, entre autres facteurs, des matières synthétiques sont utilisées à la place du caoutchouc pur. Les matériaux synthétiques les plus couramment utilisés dans la fabrication des tuyaux flexibles sont le Buna-N, le néoprène, le butyle, le caoutchouc éthylène propylène diène (EPDM) et le Teflon™. Alors que le Teflon™ est dans une catégorie à part, les autres sont en caoutchouc synthétique.  

Salut 

Le Buna-N est un composé de caoutchouc synthétique qui possède une excellente résistance aux produits pétroliers. Ne pas confondre avec Buna-S. Ne pas utiliser pour les fluides hydrauliques à base d'ester phosphate (Skydrol™).  

Néoprène 

Le néoprène est un composé de caoutchouc synthétique à base d'acétylène. Sa résistance aux produits pétroliers n'est pas aussi bonne que celle du Buna-N, mais il a une meilleure résistance à l'abrasion. Ne pas utiliser pour les fluides hydrauliques à base d'ester phosphate (Skydrol™). 

Butyle 

Le butyle est un composé de caoutchouc synthétique fabriqué à partir de matières premières pétrolières. C'est un excellent matériau à utiliser avec un fluide hydraulique à base d'ester phosphate (Skydrol™). Ne pas utiliser avec des produits pétroliers.  

Le tuyau en caoutchouc flexible se compose d'un tube intérieur en caoutchouc synthétique sans couture recouvert de couches de tresse de coton et de tresse métallique et d'une couche extérieure de tresse de coton imprégnée de caoutchouc. Ce type de tuyau convient pour une utilisation dans les systèmes de carburant, d'huile, de liquide de refroidissement et hydrauliques. Les types de flexibles sont normalement classés en fonction de la pression qu'ils sont conçus pour supporter dans des conditions de fonctionnement normales : faible, moyenne et élevée.

• Basse pression— inférieure à 250 psi. Renfort tresse textile. 

• Moyenne pression — jusqu'à 3 000 psi. Un renfort en tresse métallique. Les petites tailles portent jusqu'à 3 000 psi. Les plus grandes tailles supportent une pression allant jusqu'à 1 500 psi. 

• Haute pression— toutes les tailles jusqu'à des pressions de fonctionnement de 3 000 psi.

Les tuyaux flexibles utilisés pour les systèmes de freinage ont parfois une tresse en fil d'acier inoxydable installée sur le tuyau pour protéger le tuyau contre les dommages.

Identification du tuyau 

Des lignes de pose et des marques d'identification composées de lignes, de lettres et de chiffres sont imprimées sur le tuyau. La plupart des tuyaux hydrauliques sont marqués pour identifier leur type, le trimestre et l'année de fabrication, et un code à 5 chiffres identifiant le fabricant. Ces marques sont en lettres et chiffres de couleurs contrastées qui indiquent la disposition naturelle (pas de torsion) du tuyau et sont répétées à des intervalles ne dépassant pas 9 pouces sur la longueur du tuyau. Les marquages ​​de code aident à remplacer un tuyau par l'un des mêmes spécifications ou un substitut recommandé. Le flexible adapté à une utilisation avec un fluide hydraulique à base d'ester phosphate porte la marque Skydrol™. Dans certains cas, plusieurs types de flexibles peuvent convenir à un même usage. Par conséquent, pour sélectionner correctement les flexibles, reportez-vous toujours au manuel de maintenance ou de pièces de l'avion applicable. 

Teflon™ est le nom commercial de DuPont pour la résine de tétrafluoroéthylène. Il a une large plage de températures de fonctionnement (-65 °F à +450 °F). Il est compatible avec presque toutes les substances ou agents utilisés. Il offre peu de résistance à l'écoulement ; les matières collantes et visqueuses n'y adhèrent pas. Il a moins d'expansion volumétrique que le caoutchouc, et la durée de conservation et de service est pratiquement illimitée. Le tuyau Teflon™ est flexible et conçu pour répondre aux exigences de températures et de pressions de fonctionnement plus élevées dans les systèmes d'avions actuels. Généralement, il peut être utilisé de la même manière que le tuyau en caoutchouc. Le tuyau Teflon™ est traité et extrudé en forme de tube à la taille souhaitée. Il est recouvert de fil d'acier inoxydable, qui est tressé sur le tube pour plus de résistance et de protection. Le tuyau Teflon ™ n'est pas affecté par les carburants connus, le pétrole ou les huiles de base synthétiques, l'alcool, les liquides de refroidissement, ou des solvants couramment utilisés dans les avions. Le tuyau Teflon™ présente les avantages distincts d'une durée de stockage pratiquement illimitée, d'une plus grande plage de températures de fonctionnement et d'une large utilisation (hydraulique, carburant, huile, liquide de refroidissement, eau, alcool et systèmes pneumatiques). Les ensembles de flexibles moyenne pression en Teflon™ sont parfois préformés pour éliminer les obstructions et pour établir des connexions en utilisant la longueur de flexible la plus courte possible. Étant donné que le préformage permet des coudes plus serrés qui éliminent le besoin de coudes spéciaux, les ensembles de flexibles préformés permettent d'économiser de l'espace et du poids. Ne redressez jamais un flexible préformé. Utilisez un câble de support si le tuyau doit être retiré pour l'entretien. et systèmes pneumatiques). Les ensembles de flexibles moyenne pression en Teflon™ sont parfois préformés pour éliminer les obstructions et pour établir des connexions en utilisant la longueur de flexible la plus courte possible. Étant donné que le préformage permet des coudes plus serrés qui éliminent le besoin de coudes spéciaux, les ensembles de flexibles préformés permettent d'économiser de l'espace et du poids. Ne redressez jamais un flexible préformé. Utilisez un câble de support si le tuyau doit être retiré pour l'entretien. et systèmes pneumatiques). Les ensembles de flexibles moyenne pression en Teflon™ sont parfois préformés pour éliminer les obstructions et pour établir des connexions en utilisant la longueur de flexible la plus courte possible. Étant donné que le préformage permet des coudes plus serrés qui éliminent le besoin de coudes spéciaux, les ensembles de flexibles préformés permettent d'économiser de l'espace et du poids. Ne redressez jamais un flexible préformé. Utilisez un câble de support si le tuyau doit être retiré pour l'entretien. 

Inspection des flexibles 

Vérifiez le tuyau et les ensembles de tuyau pour la détérioration à chaque période d'inspection. Les fuites, la séparation de la gaine ou de la tresse du tube intérieur, les fissures, le durcissement, le manque de flexibilité ou un «flux à froid» excessif sont des signes apparents de détérioration et justifient le remplacement. Le terme «flux à froid» décrit les empreintes profondes et permanentes dans le tuyau produites par la pression des colliers de serrage ou des supports.   

Lorsqu'une défaillance survient dans un tuyau flexible équipé d'embouts sertis, l'ensemble doit être remplacé. Procurez-vous un nouvel assemblage de tuyau de la taille et de la longueur correctes, complet avec les raccords d'extrémité installés en usine. Lorsqu'une défaillance survient dans un flexible équipé de raccords d'extrémité réutilisables, une ligne de remplacement peut être fabriquée à l'aide de l'outillage nécessaire pour se conformer aux instructions d'assemblage du fabricant.

Fabrication et remplacement de tuyau flexible 

Pour faire un assemblage de tuyau, sélectionnez le tuyau de taille appropriée et le raccord d'extrémité. Les raccords d'extrémité de type MS pour tuyau flexible sont amovibles et peuvent être réutilisés s'ils sont jugés utilisables. Le diamètre intérieur du raccord est le même que le diamètre intérieur du tuyau auquel il est attaché.

Désignations de taille 

Le tuyau est également désigné par un numéro de tiret en fonction de sa taille. Le numéro du tiret est gravé sur le côté du tuyau et indique la taille de tube avec laquelle le tuyau est compatible. Il ne désigne pas le diamètre intérieur ou extérieur. Lorsque le numéro de tiret du tuyau correspond au numéro de tiret du tube, le tuyau de taille appropriée est utilisé.

Raccords de tuyau 

Les tuyaux flexibles peuvent être équipés de raccords sertis ou de raccords détachables, ou ils peuvent être utilisés avec des perles et des colliers de serrage. Les flexibles équipés de raccords sertis sont commandés par longueur correcte auprès du fabricant et ne peuvent généralement pas être assemblés par le mécanicien. Ils sont sertis et testés en usine et sont équipés de raccords standard. Les raccords amovibles utilisés sur les tuyaux flexibles peuvent être détachés et réutilisés s'ils ne sont pas endommagés ; sinon, de nouveaux raccords doivent être utilisés.

Colliers de serrage 

Pour assurer une bonne étanchéité des raccords de tuyau et pour éviter de casser les colliers de serrage ou d'endommager le tuyau, suivez attentivement les instructions de serrage des colliers de serrage. Lorsqu'elle est disponible, utilisez la clé de limitation de couple du collier de serrage. Ces clés sont disponibles dans des étalonnages de limites de 15 et 25 po-lb. En l'absence de clés dynamométriques, suivre la méthode serrage à la main + tours. En raison des variations dans la conception des colliers de serrage et la structure des flexibles, les valeurs indiquées dans la figure sont approximatives. Par conséquent, faites preuve de discernement lorsque vous serrez les colliers de serrage par cette méthode. Étant donné que les raccords de tuyaux sont soumis à un «flux à froid» ou à un processus de réglage, un contrôle de serrage de suivi doit être effectué pendant plusieurs jours après l'installation.