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MAINTENANCE DES EQUIPEMENTS HYDRAULIQUES.

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POLLUTION ET FILTRATION.

La contamination des huiles hydrauliques se manifeste essentiellement sous deux formes :

- Contamination solide ;

- Contamination chimique.

Cette dernière est principalement liée à la présence d’eau, la présence d’air ainsi qu’à la température.

 

CONTAMINATION SOLIDE.

Nature des polluants solides.

Lorsque l’on examine au microscope ou au spectromètre d’émission la nature des polluants que l’on trouve dans les fluides hydrauliques, on rencontre principalement :

- de la silice,

- des matières métalliques,

- des résidus plastiques : tissus et fibres de toutes sortes.

En général la silice vient de l’extérieur vers l’intérieur du circuit (Engins travaillant dehors par exemple). A moins qu’il s’agisse d’une pollution originelle issue d’un sablage, ce qui est rigoureusement déconseillé en hydraulique.

Les matière métalliques « mates », donc oxydées, représentent souvent de la pollution extérieure, tandis que les particules brillantes ont pour origine l’usure interne du circuit.

Les résidus de matières plastiques, ou similaires, tels que morceaux de bouchons, chiffons, ruban téflon etc… sont presque toujours issus d’une pollution originelle au moment de la réalisation de l’équipement.

Ce type de pollution peut avoir pour origine, les différents appoints et interventions de vidange réalisés dans de mauvaises conditions.

 

TYPES DE PARTICULES.

On décompose généralement la pollution solide en trois catégories.

La pollution grossière (particules > 15µm)

La valeur de 15µm représente la valeur moyenne du jeu rencontré en hydraulique industrielle.

Pour la prise en compte des effets de la pollution grossière, il y a lieu d’abaisser cette valeur dans les petits calibres. par exemple un tiroir de 10mm de diamèrtre possède environ 8µm de jeu.

Les conséquences de la pollution grossière sont les suivantes :

- Pollution grossière ==> Grippage ==> Phénomène instantané ==> Arrêt de l’équipement ==> Coût financier élevé.

Les débris de composants issus des phénomèmes de température trop élevée et de cavitation sont à ranger dans la pollution grossière. Cette remarque justifie la mise en oeuvre d’un filtre dont la finesse de filtration est inférieure à 15µm.

La pollution fine (particules de 5 à 15µm)

L’expérience montre que ce type de pollution représente plus de 70 % de la pollution rencontrée dans un fluide hydraulique.

Les conséquences de la pollution fine sont les suivantes :

Pollution fine ==> Pâte à roder ==> Augmentation des jeux ==> Augmentation des fuites internes ==> Chute de rendement volumétrique ==> Ralentissement du mouvement ==> Augmentation température ==> Diminution viscosité ==> Grippage éventuel.

Les effets de la pollution fine d’étalent sur un temps plus ou moins long de quelques minutes à plusieurs centaines d’heures. Dans certains cas l’incident peut être très rapide : c’est le phénomène d’avalanche, la pollution produisant de la pollution et ainsin de suite.

Ce type de pollution nécessite la mise en ouvre de filtres fins aux endroits judicieux du circuit.

La pollution ultra-fine (particules de 0 à 0,5 µm).

Cette pollution appelée également « Boues microniques » comprend les très petites particules métalliques, mais aussi les gels de fluide (paraffine et autres additifs issus du raffinage pétrolier). Elle concerne également les sels et oxydes métalliques.

En plus de l’effet de pâte à roder comme pour le cas de la pollution fine, les particules microniques vont avoir des effets néfastes sur les systèmes à jeux fonctionnels très faibles, rencontrés par exemple dans les servovalves. Les conséquences sont les suivantes :

- Obturation des gicleurs de petit diamètre.

- Colmatages des tiroirs à arêtes vives et recouvrement nul.

- Blocage des tiroirs à faible jeu et à commande électrique.

- Usure prématurée des paliers avec roulements.

Pour finir, on doit savoir que la pollution ultra fine provoque l’oxydation du fluide hydraulique.

 

SOURCES DE POLLUTION.

Pollution originelle.

Il s’agit des particules présentes dans le circuit au moment de son élaboration, citons quelques exemples de pollution originelle:

- Absence de dégraissage, décalaminage des parties métalliques en contact avec le fluide (tubes, brides soudées, raccords, réservoirs…)

- Matériels mal stockés, orifices non obturés, carters de composants vides d’huile etc…

- Absence de dépollution à la mise en service. Tous les équipements doivent faire l’objet d’une opération de dépollution avant la mise en service. Les émetteurs et récepteurs seront débranchés et reliés en tube souple afin de permettre un balayage des faisveaux de tube avec un fluide filtré à 10µ absolus. Cette dépollution se fera à partir d’un groupe mobile de dépollution.

Pollution extérieure.

Il s’agit des particules qui pénètrent de l’extérieur vers l’intérieur du circuit.

Citons par exemple : tous les engins travaillant à l’extérieur (silice), fonderies, mines, cimenteries etc…

Les pricipaux endroits de passage de la pollution extérieure sont les suivants :

- Le reniflard avec orifice de remplissage incorporé. Solution de remplacement : filtre à air, vessie en élastomère,

- Les joints d’arbre de pompes et moteurs hydrauliques

- Les tiges de vérins.

- Les joints de couverture du réservoir.

Pollution ingérée durant l’entretien.

- Durant les démontages et remontage.

- Durant les pleins et les appoints.

Pollution fonctionnelle.

La pollution fonctionnelle est générée en permanence par les organes en mouvement à l’intérieur du circuit.

USURE PAR ABRASION:

Elle est provoquée par les particules fines et micronomiques, de dimensions sensiblement égales au jeu fonctionnel, pénétrant entre deux surface en mouvement.

Elle provoque des arrachements de métal avec rayures, augmentation du jeu et du taux de fatigue des pièces mécaniques chargées.

EROSION.

L’usure par érosion est causée par des particules atteignant à grande vitesse la surface d’un composant, d’où elles arrachent du métal. Ce type d’usure est spécialement visible dans les composants où existe une vitesse de fluide très élevée, tels que les vannes et clapets de réglage.

Un grand nombre de particules causeront souvent un sillon et engendreront également des pannes dues à la fatigue.

FATIGUE MECANIQUE (Paliers de pompes et moteurs).

Les surfaces des paliers sont sujettes aux phénomènes de fatigue, résultant des contraintes causées par les particules passant dans les jeux de fonctionnement. Au début, les surfaces deviennent rugueuses, des microfissures apparaissent, se transforment en fissures et, très souvent, des éclats de métal se détachent.

ADHERENCE.

Elle est provoquée par la rupture du film d’huile entre deux pièces chargées et animées d’un mouvement relatif. Des micro-soudures prennent naissance au point de contact avec pour conséquence le grippage.

 

CONTAMINATION CHIMIQUE.

Présence d’eau.

L’eau peut être introduite de deux manières :

- Par un phénomène d’évaporation-condensation au niveau du réservoir. L’huile en service chauffe et donc se dilate. Après l’arrêt, l’huile se refroidit et engendre une contraction de son volume. Cette différence de volume engendre à son tour un appel d’air humide par le reniflard : la vapeur d’eau contenue dans l’air se condence et pollue l’huile. C’est la cause principale. L’huile se doit de posséder un pouvoir dispersant.

- Par infiltration au niveau des joints.

En théorie, la teneur en eau maximale admise est de 0,05 %.

Conséquences de la présence d’eau :

- Fatigue des paliers

- Destruction des solénoïdes à bain d’huile

- Colmatage des cartouches de filtre

- Corrosion

- Précipitation de certains additifs

- Oxydation du fluide : augmentation de l’acidité, variation de la viscosité

- Diminution ou disparition du film lubrifiant.

Présence d’air.

La présence d’air dans l’huile peut avoir des conséquences graves sur le fonctionnement des installations hydrauliquezs:

- Compressibilité (le système devient élastique)

-Oxydation

- Elévation de température

- Cavitation

- Effet Lorentz (destruction des joints d’étanchéité en matière synthétique par effet Diesel).

La présence anormale d’air peut avoir plusieurs causes :

- Bac trop petit avec remous (absence de cloison entre aspiration et retour)

- Tube aspiration et retour trop près

- Prise d’air sur aspiration

- Prise d’air sur joints de tiges de vérins ou arbres de pompes et moteurs drainés interne.

- Mauvaise purge à la mise en route.

Le fluide hydraulique doit, pour sa part, être muni de propriétés antimousse et de bonne qualité de désaération.

 

Effet thermique.

La viscosité d’une huile minérale varie sensiblement en fonction de la température.

Lorsque la température augmente la viscosité diminue, l’huile devient fluide.

Lorsque la température dimionue, la viscosité augmente, l’huile devient visqueuse.

L’utilisation d’une huile trop visqueuse peut provoquer de mauvaises conditions d’aspiration pour les pompes et éventuellement un phénomène de cavitation. Toutefois, l’expérience montre qu’en France pour les installations travaillant en extérieur l’hiver, les huiles minérales traditionnelles conviennent parfaitement (visco maxi. entre 500 et 1000cSt).

Par contre, le fonctionnement sous haute température avec une huile fluide peut avoir des conséquences catastriphiques et engendrer la destruction des composants pompes, moteurs, joint, etc…

Ce genre d’incident est relativement fréquent, malgré les efforts faits par les constructeurs pour fonctionner à des viscosités de plus en plus faibles ; il est vivement recommané de ne jamais descendre au-dessous de 12cST au point le plus chaud du circuit (carters, pompes et moteurs hydrauliques, tubes de drains).

 

 

 

 

 

 

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