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Les filtres optimisent la fonction du système hydraulique

Dans de nombreuses pièces d’équipements lourds, les systèmes hydrauliques sont des sous-systèmes qui convertissent la puissance générée par un moteur en énergie cinétique (force et mouvement). Les systèmes hydrauliques relaient cette énergie et la transfèrent sous forme de fluide sous pression pour créer un mouvement dans les composants de l’équipement. Cela fait souvent de l’énergie hydraulique la force principale utilisée pour accomplir de grands projets dans les domaines de la construction, l’exploitation minière, l’agriculture et la fabrication.

L’huile hydraulique est incompressible, ce qui la rend idéale pour le transfert de puissance. C’est un liquide, donc il s’écoule à travers le circuit de fluide (tubes et tuyaux) et c’est une huile, donc il lubrifie les pièces mobiles en même temps qu’il transfère l’énergie.

Remarque : Il existe des systèmes hydrauliques spécialisés qui utilisent du glycol plutôt que de l’huile.

Les avantages du fluide hydraulique filtré

Un système hydraulique ne nécessite pas de filtre pour remplir ses fonctions. Cependant, un facteur clé de réussite pour les systèmes hydrauliques consiste à ce que les fluides restent propres afin d’optimiser leur fonction. Les contaminants typiques trouvés dans les systèmes hydrauliques sont le sable/la silice, le limon, le métal, les oxydes, le carbone et même l’air. L’eau est un autre contaminant majeur qui apporte avec lui un lot unique de problèmes potentiels. Étant donné que l’eau est plus compressible que l’huile et qu’elle n’a aucune capacité d’étanchéité ou de lubrification, elle affectera négativement les performances d’un système hydraulique. Elle favorise également la corrosion des surfaces métalliques, ce qui dégrade les performances et peut constituer une source supplémentaire de contamination.

La capture et la rétention des contaminants sont l’objectif principal de tous les systèmes de filtration hydraulique. Outre leur effet destructeur sur les composants du système, les contaminants de l’huile hydraulique peuvent entraîner une perte d’énergie, de capacité de lubrification et de capacité à dissiper la chaleur. De plus, il existe un risque de fuite causée par la contamination. En plus d’empêcher ces situations négatives, une filtration efficace peut également aider à réduire les coûts de remplacement et d’élimination de l’huile hydraulique.

Un fluide hydraulique propre maintiendra les performances et la fiabilité du système. Au-delà de cela, les filtres hydrauliques peuvent aider à améliorer le fonctionnement du système d’une manière qui va au-delà du rôle traditionnel de la « filtration », afin de répondre à la complexité toujours plus grande du système.

Performances

Lorsqu’une machine sort de la chaîne de fabrication, elle fonctionne à un niveau de performance très spécifique pour accomplir sa fonction prévue. Elle est capable de pousser une certaine quantité de saleté, de soulever des objets lourds ou de se déplacer dans des endroits difficiles. Si le fluide hydraulique n’est pas propre, les composants du système commencent à s’user et les performances se dégradent. Cette dégradation signifie que l’équipement peut ne pas être en mesure de fonctionner comme prévu. De plus, la contamination peut compromettre la stabilité de la machine, ce qui peut avoir un impact sur le contrôle de l’équipement et/ou la régularité du fonctionnement.

L’un des développements les plus importants en matière de filtration hydraulique est la mise en œuvre d’une nouvelle norme ISO qui reflète mieux les conditions de fonctionnement dynamiques, y compris les conditions de débit en constante évolution rencontrées par tous les systèmes hydrauliques. Plutôt que de mesurer les performances en tant qu’écoulement multipasse en régime permanent (ISO 16889), la nouvelle norme (ISO 23369) reconnaît les cycles et les changements de débit des systèmes hydrauliques en conditions de fonctionnement réelles. Ce changement de mesure entraîne également des changements dans la technologie des filtres (médias) qui peuvent offrir une meilleure rétention des contaminants dans ces conditions de pression et de débit fluctuantes. Une meilleure rétention des contaminants signifie une meilleure protection pour garantir que l’équipement conservera son fonctionnement plus efficace, plus longtemps et avec moins de risques d’usure, de dommages et de temps d’arrêt imprévus.

Fiabilité

Les propriétaires d’équipements veulent également éviter une défaillance du système hydraulique entraînant une perte de la fonction principale de l’équipement. Les temps d’arrêt imprévus doivent être évités afin de respecter les délais et le budget des projets.

La filtration joue un rôle essentiel dans le maintien de la fiabilité, des deux manières suivantes :

  1. Protection de l’ensemble du système : les filtres éliminent la contamination qui peut créer de l’usure ou provoquer une défaillance catastrophique des composants du système hydraulique.
  2. Fiabilité du filtre lui-même : parce que les systèmes hydrauliques sont sous pression, la solidité de l’ensemble du système n’est autre que celle de son maillon le plus faible. Par conséquent, la fiabilité de la filtration est essentielle. Toute fuite peut avoir un impact dévastateur sur la fonction et le temps de disponibilité de l’ensemble de la machine.
Complexité

Les nouvelles conceptions de systèmes hydrauliques ont des exigences en termes d’espace plus petit et de taille de réservoir, pour une utilisation réduite de fluide, une plus faible quantité d’air dans les systèmes et un besoin accru de surveillance des performances du système en temps réel.

Taille de réservoir plus petite et moins de liquide

Les réglementations environnementales exigent des systèmes de post-traitement plus grands, qui pèsent sur l’espace disponible à l’intérieur des équipements destinés aux systèmes hydrauliques. En plus de l’espace réduit, des aspects supplémentaires liés à l’environnement et aux coûts d’exploitation créent une préférence pour un volume d’huile global plus faible. 

Surveillance de l’état de l’huile

La nécessité d’observer des intervalles de vidange d’huile prolongés s’appuie sur la surveillance de l’état de l’huile, un échantillonnage qui mesure et évalue l’état de l’huile. Traditionnellement, cela se fait par échantillonnage et analyse en laboratoire. Cependant, Donaldson développe un système de surveillance embarqué de pointe basé sur l’Internet des objets. Cette technologie révolutionnaire offrira aux gestionnaires d’équipement et au personnel de maintenance la capacité d’évaluer les variables clés de l’état de l’huile en temps réel.

Contamination du système hydraulique

La contamination peut pénétrer dans un système hydraulique en plusieurs points, mais la protection doit commencer au niveau du réservoir hydraulique, qui peut constituer un site de contamination (par exemple, de l’eau peut se former à l’intérieur du réservoir lorsque l’air extérieur se refroidit). Il est également important de noter que l’huile hydraulique neuve n’est pas nécessairement propre. À une norme de propreté ISO approximative de 21/19, elle ne répond souvent pas aux normes des équipementiers. Cela a incité de nombreux équipementiers à recommander de filtrer l’huile neuve sur une boucle de dérivation avant de pomper l’huile dans les réservoirs de l’équipement. 

En plus de la contamination générée extérieure susceptible de pénétrer dans un système hydraulique à divers endroits (par exemple, les reniflards, les joints, avec de l’huile neuve ou lors de l’entretien), la contamination provient également de l’intérieur, souvent du fait de l’usure des composants du système lors du fonctionnement classique. De plus, il existe toujours la possibilité d’une défaillance catastrophique des composants, et si cela se produit, les systèmes de filtration aident à contenir la conséquence de cette défaillance et à empêcher la propagation des dommages à tout le système. 

L’illustration ci-dessous représente un circuit hydraulique simplifié avec repères potentiels d’intégration de la filtration.

  1. Crépine d’aspiration : élimine les particules ou objets de grande taille intégrés dans le système lors du montage ou introduits durant la maintenance standard. Empêche les défaillances catastrophiques. Également connu sous le nom de filtre de sécurité.
  2. Filtre de ligne d’aspiration : conçu pour éliminer les particules de 5 à 150 microns. Facile à entretenir et moins coûteux que d’autres types de filtres. L’utilisation d’une vanne de dérivation à faible débit est recommandée pour éviter l’arrêt de la pompe.
  3. Filtre de conduite sous pression : protège les composants côté haute pression. Aide à prévenir l’usure ou la défaillance des composants provoquée par des débris dans le système.
  4. Filtre de conduite de refoulement  : capture les débris provenant de l’usure ou la pénétration de composants avant qu’ils atteignent le réservoir.
  5. Filtre de conduite de refoulement dans le réservoir : filtres peu encombrants des conduites d’aspiration et de refoulement dans le réservoir.
  6. Filtres sur boucles de dérivation : la filtration en dérivation améliore la propreté du système. Utilisez-les avec des équipements fixes et mobiles pour atteindre et maintenir les niveaux de propreté ISO appropriés.
  7. Reniflard d’air du réservoir : empêche la pénétration de contaminants en suspension dans l’air de pénétrer dans le réservoir.

Chaque circuit hydraulique est différent, mais nos experts hydrauliques Donaldson sont disponibles pour travailler avec vous afin d’identifier et d’optimiser les systèmes de filtration appropriés qui répondent à vos exigences spécifiques d’application et budgétaires.  

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