6. CONCEPTION DES CIRCUITS HYDRAULIQUES
6.3 Choix du fluide et des composants
Dans les circuits hydrauliques, il faut noter l’importance de :
- la qualité et du dimensionnement des com- posants hydrauliques, notamment des tuyau- teries HP entre vérins et distributeurs, des raccords et des joints hydrauliques pour limi- ter les risques de fuite, d’éclatement et de rupture,
- la nature du fluide transmetteur d’énergie (huile minérale, mélange eau-glycol, etc.), - la qualité du fluide, de sa filtration, de ses changements périodiques,
- la présence éventuelle de coups de bélier dans les circuits,
- la variation de la température du fluide hydraulique sur la stabilité des paramètres caractéristiques de fonctionnement.
6.3.1 Fluides
La pollution des circuits hydrauliques est l’une des toutes premières causes de pannes et d’usure prématurée des composants hydrauliques.
Un soin particulier devra donc être apporté à toute l’installation, en surveillant : - la qualité et la propreté du réservoir, - la qualité de la filtration de l’air au contact du fluide hydraulique,
- les distributeurs, pour lesquels la rigueur du conditionnement lors d’un démontage est souvent mise en cause au remontage. De même, les extrémités des tuyauteries démontées et stockées sur le site doivent être soigneusement protégées.
Par ailleurs, la bonne marche des circuits hydrauliques est conditionnée par la filtra- tion et la température du fluide hydraulique. Pour bénéficier de l’évolution des techniques de filtration, il est conseillé de remplacer une crépine montée en aspiration sur la pompe (mauvais filtre, inaccessibilité, colmatage, risque de cavitation, etc.) par :
- un dispositif de « filtration-pression » placé en sortie de pompe,
- ou une filtration placée soit sur le by-pass, soit en dérivation,
de manière à filtrer en évitant les débits ins- tantanés très élevés, dangereux pour les
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Les diamètres extérieurs sont dimensionnés pour s’adapter à tous types de raccords ; l’épaisseur est définie d’après la pression uti- lisée. Leur dimensionnement est fonction du débit nécessaire et du mode d’utilisation. Les vitesses d’écoulement généralement admises sont :
- en aspiration : de 0,5 à 1 m/s (suivant le type de pompe),
- en refoulement : de 4 à 7 m/s, - en retour : de 2 à 3 m/s.
Certaines tuyauteries soumises à un débit important et continu peuvent avoir été éro- dées, notamment dans les zones extérieures des courbes ; il peut s’avérer prudent de pré- voir leur renouvellement. Ce peut être le cas des canalisations placées aussitôt en aval de la pompe.
b) Tuyauteries flexibles
Les tuyauteries flexibles sont utilisées aux endroits où existent des mouvements relatifs entre deux organes. Dans la mesure du pos- sible, les tuyauteries rigides correctement réalisées (voir § 4.3.1) doivent leur être préférées.
Le choix du flexible et la qualité de son mon- tage sont déterminants pour la fiabilité de l’installation et pour prévenir les risques de fouettement et de percement.
Dans le cas où certains flexibles doivent être remplacés, il faut les choisir en cohérence avec les conditions de service.
Un tuyau flexible doit, à titre d’exemple, être généralement composé :
- d’une robe intérieure en matériau résistant aux fluides hydrauliques utilisés,
- d’une tresse métallique ou de 2 à 6 nappes métalliques, suivant la pression utilisée, - d’une robe extérieure en matériau résis- tant à l’abrasion et à l’ambiance extérieure. filtres lorsqu’ils sont dimensionnés pour un
débit proche du débit nominal de la pompe. Pour ce qui concerne le circuit de régulation de la température du fluide hydraulique, une filtration continue en dérivation est souvent préférable.
Dans le cas où il n’y a pas d’étanchéité satis- faisante du bac, la crépine existante sur l’as- piration peut être conservée si elle ne risque pas de créer un colmatage.
Différents modes de filtration peuvent être envisagés suivant la réalisation du schéma hydraulique :
- circuits ouverts sur les retours au bac, ou refoulement de pompe, ou sur les drains, - circuit fermé sur le refoulement de la pompe de gavage,
- groupe motopompe de filtration en continu. En outre, la finesse de filtration doit protéger les composants les plus sensibles contre les phénomènes de pollution.
Compte tenu du pouvoir agressif des addi- tifs contenus dans les fluides hydrauliques, les matériaux utilisés pour la réalisation des bacs, bâches et autres réservoirs, et la nature de leur revêtement intérieur doivent être choisis de façon à éviter toute pollution. Remarque : en ce qui concerne les fluides difficilement inflammables, il est nécessaire de contrôler régulièrement, selon les don- nées du fournisseur, leur composition et notamment leur teneur en eau.
6.3.2 Canalisations a) Tubes rigides
Les tubes doivent être en acier doux, étirés à froid, sans soudure et recuits blancs ; les surfaces internes et leurs extrémités externes lisses et soigneusement ébavurées. Le cas échéant, ils devront être décalaminés.
Les embouts, sertis ou vissés, sont choisis en fonction des formes nécessaires et des pres- sions d’utilisation, d’après les tableaux des fabricants.
Lorsque des opérateurs sont présents de façon permanente ou semi-permanente à proximité de flexibles hydrauliques, des dis- positions doivent être prises pour éviter les risques liés à un fouettement consécutif à une rupture.
Lors d’une opération de rénovation, il est préférable de procéder au renouvellement des flexibles installés depuis plus de cinq ans, indépendamment du taux d’utilisation de la presse.
6.3.3 Joints
Il doit y avoir compatibilité entre : - la qualité des huiles utilisées,
- l’environnement dans lequel les joints sont utilisés,
- la qualité des surfaces en contact, - la composition des joints : vérifier pour cela que les points d’aniline, généralement signalés par le constructeur de la machine ou celui des composants hydrauliques, sont identiques.
À ce propos, lors d’un changement de nature du fluide hydraulique, une attention particulière devra être portée sur ces aspects (emploi d’eau glycol au lieu d’huile, par exemple). Il peut, en effet, à cette occasion y avoir une détérioration rapide des joints, voire d’autres composants.
Par ailleurs, les joints en « FPM »(1), par
exemple, ne conviennent pas s’ils sont utili- sés avec des fluides glycolés.
De même que pour les flexibles, lors d’une opération de rénovation, il est préférable de procéder au renouvellement des joints ins-
tallés depuis plus de cinq ans, indépen- damment du taux d’utilisation de la presse (polymérisation lente et permanente).
6.3.4 Raccords
Les fuites provenant des raccordements de canalisations constituent l’une des princi- pales causes de pannes et de difficultés d’en- tretien des machines hydrauliques. Respecter ces consignes :
- n’utiliser qu’un minimum de raccords, en y préférant un montage en plaque de base ou un montage dit « gerbé »,
- n’utiliser que des raccords appropriés, prévus pour le dimensionnement exact du tube et compatibles avec la pression d’utili- sation,
- choisir de préférence un mode de raccor- dement par bride, surtout pour les diamètres importants, c’est-à-dire de diamètre égal ou supérieur à 1 pouce ; en dessous, il est d’usage d’utiliser des embouts soudés ou éventuellement des embouts réalisés par refoulement de métal.
En outre, la qualité de la soudure, le net- toyage et la passivation des éléments tra- vaillés après soudure, coupe ou autre traite- ment sont déterminants pour la fiabilité de l’installation.
6.3.5 Distributeurs hydrauliques
Lorsqu’ils doivent être remplacés (qualité et/ou fiabilité insuffisantes), ils doivent l’être par un matériel aux caractéristiques au moins équivalentes, possédant une qualité et une fiabilité reconnues, en considérant notamment la pression et la nature du fluide hydraulique utilisé.
CONCEPTION DES CIRCUITS HYDRAULIQUES
(1) Copolymère de fluorure de vinylidène et de hexa-
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généralement des avantages sur le plan de la sécurité.
Des panneaux d’avertissement « attention appareil sous pression » doivent être appo- sés sur les accumulateurs et les circuits sous pression.
En cas de purge manuelle, afficher de manière très visible un rappel mentionnant la nécessité de purger le ou les accumula- teurs, avant toute intervention nécessitant l’arrêt du groupe motopompe.
Les accumulateurs doivent être fixés sur un support capable d’empêcher ou de limiter leurs déplacements en cas de désolidarisa- tion du reste de l’installation (il est d’usage de fixer l’accumulateur par une chaise et un ou des colliers au-delà d’une capacité de 10 litres).
Rappel : un réservoir d’air sous pression doit être en conformité avec les règles d’épreuves et de ré-épreuves périodiques le concernant. S’il s’agit d’un récipient à pression simple défini par la directive no87-404 CEE du
25/06/87, se référer à l’arrêté du 14/12/89 modifié. S’il s’agit d’un récipient fixe sous pression qui n’est pas considéré comme un récipient à pression simple, se référer à l’arrêté du 15/03/2000 qui fixe les conditions d’exploitation des équipe- ments sous pression.
Sont à remplacer systématiquement par des distributeurs fonctionnellement identiques : • les distributeurs à tiroir(s) dont la partie • par des distributeurs à tiroir monobloc
distribution proprement dite est constituée de plusieurs pièces assemblées
• les distributeurs à tiroir comportant des • par des distributeurs dont l’étanchéité entre les
joints dynamiques • différents circuits hydrauliques est réalisée
par contact « métal sur métal »
• les distributeurs qui sont à l’origine de • par des distributeurs possédant des états
coups de bélier • intermédiaires en adéquation avec l’en-
semble du circuit hydraulique (conciliation ou
• des aspects fonctionnels et sécurité) • les distributeurs dont les états intermé-
diaires sont dangereux
Si nécessaire, pour certains distributeurs ou clapets logiques assurant des fonctions de sécurité, s’assurer de la présence ou de la possibilité de mettre en place des détecteurs de position des tiroirs ou des clapets. Les éléments de commande (solénoïdes, vérins intermédiaires, leviers de commande, etc.) qui n’assurent pas un déplacement suf- fisamment rapide et précis du tiroir ou qui n’assurent pas des positions « travail » et « repos » stables, sont à remplacer.
6.3.6 Accumulateurs
Il doit être prévu un bloc de sécurité fixé direc- tement sur l’accumulateur, comprenant une vanne de séparation, une vanne de vidange et un limiteur de pression hydraulique. Le dispositif manuel de secours des distribu- teurs du bloc de sécurité des accumulateurs doit être protégé pour qu’il ne puisse pas être manœuvré par inadvertance et il doit automatiquement revenir à zéro quand la commande est relâchée.
Ce bloc de sécurité peut être à fonctionne- ment manuel ou automatique (en cas d’arrêt d’urgence, ou en cas d’une coupure de l’ali- mentation en énergie depuis une armoire de commande, par exemple). Il est rappelé que ce dernier type de fonctionnement présente
6.3.7 Vérification, remplacement ou modification de composant
Les pièces d’usure doivent être vérifiées et changées en cas de doute sur leur fiabilité ou sur leur état.
Lorsque des raisons techniques appellent un remplacement d’appareil de distribution, choisir un appareil de mêmes fonctionnali- tés, si possible normalisé et compatible (de même marque, par exemple). Il doit être de mêmes caractéristiques sauf si celles de l’ap- pareil à remplacer n’étaient pas adaptées. Si un appareil hydraulique doit être modifié, le faire modifier par le constructeur (ou avec son accord) ou par un spécialiste de ce type d’appareils hydrauliques.