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Fabrication d’unités hydrauliques, pneumatiques
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Contamination / aération du fluide hydraulique

 

La contamination affecte tous les types d'équipements hydrauliques. Les pièces de précision à hautes tolérances sont susceptibles aux effets de la contamination. Un fluide sale cause l'usure, laquelle accélère les fuites et le développement du chauffage dans le système. La chaleur diminue le pouvoir lubrifiant d'un fluide hydraulique et cause plus d'usure.

Si une pompe hydraulique ou un moteur est défectueux, le système devient contaminé. Enlever l'unité en trouble pour la réparer. Le réservoir doit être drainé, lavé et nettoyé. Une inspection des boyaux, conduits, cylindres et valves devrait être effectuée, pour l'usure et la présence de particules provenant de l'unité en trouble.

Remplacer les éléments de filtration. Disposer du fluide enlevé du système et remplir le réservoir avec du nouveau fluide hydraulique propre. Installer une unité neuve ou remise à neuf et démarrer le système. Laisser le système fonctionner pour une période de temps afin de vérifier l'opération normale du système. Les éléments de filtrations devraient être remplacés après 40 à 50 heures d'opération. Ceci garanti que le système est essentiellement propre et libre de tous résidus de l'unité défectueuse.

Contamination

La contamination d'un système peut découler de différents facteurs :

  • Design inadéquat

    • Réservoirs ne peuvent être nettoyés.
    • Bouchon d'évent avec filtration inadéquate, qui laisse passer les contaminants contenus dans l'air.
    • Design des joints d'étanchéité de cylindre inadéquat (pas de racleur de tige).
    • Matériel de tige avec caractéristiques d'usure faible.
    • Circuiterie incorrecte (clapets anti-cavitation omis dans certains circuits).
    • Filtration inadéquate.
  • Entretien du système faible ou manquant

    • Contamination lors de remplissage d'huile.
    • Event de réservoir défectueux ou inadéquat.
    • Tige de cylindre endommagée et/ou joints d'étanchéité défectueux.
    • Changements de pièces hydrauliques effectués dans des conditions de malpropreté.
    • Changement des éléments de filtre non respecté.
    • Nettoyage du système hydraulique pas fait après un bris de pompe.

Une propreté chirurgicale n'est pas de rigueur. Cependant, des pratiques ordinaires de propreté pendant l'assemblage du système deviendront rentables en augmentant la vie utile de l'équipement.

Une utilisation excessive et inadéquate de scellant à filets sur les conduits et sur les joints d'étanchéité peut causer des bris de pompes, plus particulièrement si un scellant durcissant est utilisé.

Une autre source de contamination possible: les conduites et les raccords reçus des fournisseurs sans bouchons pour obstruer les ouvertures, ce qui laisse l'accès à toutes sortes de particules.

  • Conditions d'opération inadéquates (poussières, humidité, pluie...)

Par expérience, il a été prouvé que des machines utilisées dans un environnement très poussiéreux et à forte circulation d'air exigent des composantes plus robustes. Des tiges de piston plaquées chrome et des changements de cartouches de filtration plus fréquents sont requis.

Aération (bulles d'air dans le fluide)

L'aération peut être de plusieurs formes: grosses bulles, mousse à différents niveaux de suspension. C'est habituellement la cause d'une pompe bruyante. Les petites bulles occasionnent une usure extrêmement rapide du "ring" et une usure correspondante des vannes.

Une telle usure développe des ondulations dans le "ring" et il y aura une apparence dépolie. Dans les cas d'aérations extrêmes, l'usure est si rapide que le "ring" et les vannes peuvent être détruits en une heure seulement.

L'aération peut aussi provoquer des fonctionnements erronés dans certains circuits sensibles à ce problème.

  • Causes possibles et remèdes :

    • Fuites dans les conduites d'admission de la pompe
      • Les raccords filetés peuvent être poreux. Utiliser un scellant approuvé sur tous les filets des conduits.
      • Si la surface de l'orifice d'admission de la pompe est rugueuse, mutilée ou éraflée, l'air peut pénétrer par le joint torique "O-ring".

Avec un ou l'autre de ces défauts, de l'air peut être admise dans le système hydraulique.

    • Fuites par les joints toriques "O-ring"

Les joints toriques sont utilisés pour sceller les entrées/sorties dans beaucoup de valves de contrôles. Ces joints peuvent être vérifiés en appliquant de la graisse autour de la partie à vérifier. Si le bruit cesse, le problème a été localisé et peut être réparé.

Sur les systèmes qui sont opérés à des températures excessives, les joints toriques peuvent durcir, permettant à l'air de pénétrer dans le système. Ceci est vrai non seulement dans la pompe, mais aussi dans les autres composantes du système.

Un autre facteur accentuant l'admission d'air dans le système, est la composition du fluide hydraulique. Les fluides qui contiennent beaucoup de sulfure ont tendance à accélérer le durcissement des joints toriques. C'est une des raisons principales pour garder une bonne température d'opération.

La température d'opération normale du système est de 110-120 deg F. Lorsque la température d'opération excède cette valeur, des problèmes peuvent survenir. La température d'opération d'un système devrait être mesurée à la sortie de la pompe. Chaque tranche de 5 degré au-dessus de 150 degré F diminue de 200 heures la durée de vie du fluide hydraulique.

    • Fuites par le joint d'étanchéité de l'arbre de la pompe

La plupart des pompes à vannes sont drainées intérieurement. La cavité du joint d'étanchéité de l'arbre est connectée à l'admission de la pompe. Des vides excessifs à l'admission, peuvent causer la pénétration d'air par le joint d'étanchéité de l'arbre. Le vide maximum mesuré à l'admission de la pompe ne devrait pas excéder 5 pouces de mercure.

Un mauvais alignement de l'arbre peut augmenter l'admission de l'air au-delà du joint d'étanchéité de l'arbre. Les accouplements à joints universels ou à rainures peuvent causer l'admission d'air par le joint d'étanchéité lorsqu'ils ne sont pas parfaitement alignés. Les accouplements directs ne devraient jamais être utilisés.

L'utilisation d'outils inappropriés peut mutiler et distortionner les joints d'étanchéités au moment de l'installation. Le diamètre extérieur de l'arbre devrait être légèrement poli avant l'installation, pour enlever les bavures et la rugosité à l'endroit où sera installé le joint d'étanchéité.

Pour une application donnée, le matériel composant le joint d'étanchéité doit être approprié. Un matériel qui n'est pas compatible avec le fluide d'un système, peut se détériorer et occasionner des problèmes de fuites.

    • Fuites par les joints d'étanchéité de tige causées par un cylindre cavitant

Sur des applications avec un cycle rapide (ex: monter / descendre), l'air peut pénétrer dans le système par le joint d'étanchéité de la tige du cylindre. Des vides au-delà de 20 pouces de mercure ont été enregistrés dans des systèmes sans "checks valves" anti-cavitation. Ceci est suffisant pour forcer les particules de poussières et d'air à passer par le joint d'étanchéité de la tige et entrer dans le système.

Un "check valve" anti-cavitation permettra au débit provenant du réservoir d'entrer dans la région de la tige du cylindre durant une condition de vide. Les "checks valves" anti-cavitation devraient toujours être utilisés pour prévenir une condition de grand vide de se développer. Ceci diminuera la possibilité de contamination du fluide par le joint d'étanchéité de la tige d'un cylindre en action.

    • Turbulence dans le réservoir

Lorsqu'elles ne sont pas convenablement localisées, les lignes de retour peuvent causer de la turbulence et de l'aération dans le réservoir. Une fenêtre en plexiglas devrait être placée sur le réservoir pour étudier les conditions du débit. Des lignes de retour qui déchargent au-dessus du niveau du fluide favorisent la formation de bulles dans le système. Les lignes devraient toujours être terminées au-dessous du niveau du fluide. Le réservoir doit être assez profond pour prévenir l'aération.

    • Fluide tourbillonnant dans le réservoir

Si le niveau du fluide dans le réservoir est bas et la demande à l'admission est grande, une turbulence (vortex) peut se développer, ce qui a pour effet d'admettre de l'air dans l'admission de la pompe. Dans un système hydraulique, la turbulence est normalement le résultat d'un niveau du fluide trop bas ou une conception du réservoir inadéquate.

Une des meilleures façons de remédier au problème est de placer une plaque anti-cavitation au-dessus de la sortie du réservoir. Il s'agit d'une simple plaque de métal en feuille d'au moins 1/8" d'épaisseur, juste au-dessus de l'ouverture de la sortie du réservoir. Cette plaque permettra un débit horizontal et effectivement accroîtra et élargira l'ouverture du réservoir. Ceci prévient le développement de turbulence.

    • Libération de l'air en suspension dans le fluide insuffisante

Il y a une quantité considérable d'air en suspension dans le fluide hydraulique froid. Le fluide se réchauffant, l'air est libéré dans le système. De même, une réduction de la pression du fluide libérera l'air en suspension.

Une simple soupape soulevante "poppet" peut créer un orifice qui augmentera la vélocité et diminuera sa pression. Avec la pression ainsi réduite, l'air se libérera dans le système. Le retour de ce type de valve devrait être en dessous du niveau du fluide du réservoir et aussi loin que possible de la sortie. Ceci donne suffisamment de temps à l'air relâché par la soupape soulevante d'être éliminée avant d'entrer dans la zone de sortie du réservoir pour être par la suite admise dans la pompe. Dans certains cas, une ligne spéciale de retour, ou des valves de saignée d'air sont utilisés pour enlever l'air du système.

Un déflecteur spécial fait de 60 "mesh" peut être installé dans le réservoir. Ce déflecteur devrait être positionné à un angle de 30 degré dans le réservoir de façon à ce que l'huile arrivant dans le réservoir soit au-dessus du déflecteur, alors que l'huile qui en sort soit au-dessous du déflecteur. L'écran doit être au-dessous du niveau du fluide, assez profondément pour empêcher la mousse de surface de venir en contact avec le déflecteur. La mousse de surface pourrait s'infiltrer et atteindre la région de sortie du réservoir.

L'écran déflecteur lorsque conçu et installé adéquatement, éliminera dans le fluide toutes les bulles de moyennes et de grandes dimensions.

 



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