Effets de la température sur les systèmes hydrauliques

Les systèmes hydrauliques sont essentiels au fonctionnement de nombreux aspects de la vie moderne, des usines massives qui dépendent de l'hydraulique pour fabriquer des pièces au système hydraulique qui alimente un camion à ordures local. Aussi massifs et puissants que soient ces systèmes, ils ont un talon d'Achille proverbial :les températures extrêmes. Les températures basses et élevées peuvent affecter les performances et l'efficacité des systèmes hydrauliques, petits et grands. Si votre système ne fonctionne pas comme prévu, il s'agit peut-être d'un problème de température qui doit être étudié et résolu.

Conditions de fonctionnement à basse température

Lorsque la plupart des gens pensent aux effets de la température sur l'hydraulique, leur pensée immédiate est la chaleur; cependant, les températures froides peuvent également avoir un effet dévastateur sur les systèmes hydrauliques. De telles températures de fonctionnement sous-optimales peuvent résulter de températures ambiantes bien inférieures au point de congélation ou du fonctionnement d'un système hydraulique dans des conditions de haute altitude et de basse atmosphère. Les effets des basses températures peuvent être particulièrement problématiques pour les systèmes hydrauliques mobiles présents sur les équipements extérieurs pendant les mois d'hiver.

Effets des basses températures sur les systèmes hydrauliques

Les matériaux élastomères comme le caoutchouc se trouvent couramment sur les systèmes hydrauliques de toutes tailles, et le caoutchouc (ainsi que d'autres types d'élastomères) est sensible aux températures froides et peut se comporter comme un matériau cassant lorsque les températures descendent suffisamment bas. Lorsque l'équipement hydraulique est exposé à des températures froides, les composants en caoutchouc tels que les joints, les raccords, les supports et les flexibles peuvent être gravement endommagés pendant le fonctionnement. Il est important de vérifier l'état des composants extérieurs en caoutchouc pour détecter les fissures ou les déchirures avant de démarrer le système et de toujours avoir des pièces de rechange à portée de main pour les composants en caoutchouc au cas où quelque chose serait endommagé.

Les températures froides affecteront la viscosité des fluides de votre système hydraulique, ce qui signifie non seulement le fluide hydraulique mais aussi les lubrifiants. Les basses températures augmenteront la viscosité du fluide hydraulique et de l'huile, ce qui signifie qu'il se comportera comme un fluide plus épais. Si la viscosité augmente trop, le fluide ne se comportera pas normalement; par exemple, au démarrage, une huile dont la viscosité est supérieure à la normale peut ne pas se répartir uniformément autour des pièces critiques assez rapidement pour éviter tout dommage. Gardez à l'esprit que les fluides peuvent en fait se figer au point où ils ne couleront plus. Cela entraînera des pompes affamées, de la cavitation et un manque de lubrification, entraînant à leur tour des dommages coûteux à votre équipement hydraulique et aux composants qui le composent.

Une pratique judicieuse consiste à vérifier les fluides de votre équipement hydraulique - y compris non seulement le fluide hydraulique, mais également le liquide moteur et le liquide de transmission - avant de le démarrer. Vous ne vérifiez pas les niveaux, mais plutôt la viscosité :si le liquide est trop épais pour s'écouler de l'extrémité de la jauge, il est trop visqueux pour fonctionner correctement. Essayer de faire fonctionner votre système dans cet état l'endommagera sérieusement. Cette augmentation de la viscosité est également la raison pour laquelle il est important de donner à votre équipement hydraulique une chance de se réchauffer avant utilisation. Démarrez l'équipement et laissez-le tourner au ralenti afin de réchauffer le système hydraulique et les fluides dont il dépend avant de mettre l'équipement en marche.

En général, il est important de s'assurer que les fluides utilisés dans le système sont adaptés aux températures attendues, en tenant compte de la pression atmosphérique si des conditions de haute altitude sont impliquées. Les conseils du fabricant doivent être recherchés en cas de doute sur le type de fluides approprié à des températures froides.

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Effets des températures élevées sur les systèmes hydrauliques

Lorsque les fluides hydrauliques et les lubrifiants sont exposés à des températures élevées pendant de longues périodes, les fluides commenceront à subir une détérioration permanente et une forte réduction de la viscosité (c'est-à-dire que le fluide sera beaucoup plus fluide et moins visqueux). La détérioration du fluide hydraulique entraîne une oxydation (en fait, le taux d'oxydation lui-même augmente considérablement avec la température) et la formation de boues problématiques. Dans le même temps, le fluide subira des réactions chimiques entre les additifs dégradants, qui compromettent tous sérieusement les performances du fluide et du système hydraulique dans son ensemble.

La viscosité réduite peut rendre les lubrifiants et l'huile hydraulique inutiles lorsqu'il s'agit de protéger les composants en réduisant la friction, en prévenant les dommages abrasifs et en minimisant la vitesse d'usure. Un changement de viscosité affecte également le comportement du fluide hydraulique lui-même, ce qui a un impact négatif sur les performances du système hydraulique dans son ensemble. En fonction d'une combinaison de pression et de température, certains fluides peuvent en fait atteindre un état de vapeur, ce qui entraînera évidemment des systèmes et des composants endommagés.

Bien que l'utilisation d'un fluide hydraulique comprenant un additif améliorant l'indice de viscosité (VI) puisse atténuer le problème de la réduction de la viscosité à haute température, il est essentiel de se rappeler qu'une exposition prolongée à des températures élevées peut entraîner la dégradation de cet additif, ce qui signifie que VI améliorer les additifs ne sont pas une solution facile au problème. Encore plus intéressant est le fait qu'un fonctionnement prolongé à haute température peut épuiser d'autres additifs essentiels, notamment les anti-mousse, les inhibiteurs de rouille, les ingrédients anti-usure et les antioxydants.

Au fur et à mesure que la détérioration du fluide se poursuit et que les additifs clés tels que les inhibiteurs de rouille et les ingrédients anti-usure commencent à s'épuiser, les composants du système (moteurs hydrauliques, pompes, vannes) commenceront à subir une usure accélérée. Les performances et l'efficacité du système continuent de baisser et le système commencera à générer sa propre chaleur. Le résultat est un cycle mortel de dommages à votre système hydraulique dans son ensemble et aux composants qu'il contient. Si l'usure accélérée se poursuit sans entrave, des morceaux de métal de surface peuvent commencer à s'user, formant des flocons et de minuscules particules qui contamineront le fluide hydraulique et exacerberont l'usure.

En bref, une exposition prolongée à des températures élevées peut détruire un système hydraulique au fil du temps.

Causes de la génération de chaleur dans les systèmes hydrauliques

Des températures élevées peuvent résulter d'une température ambiante extrême, mais sont plus susceptibles d'être le résultat de la génération de chaleur dans le système hydraulique. Étant donné que la chaleur peut être si dommageable pour un système hydraulique, il est important de rechercher la source de génération de chaleur. La génération de chaleur résulte généralement du fluide s'écoulant d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression sans aucune production de travail mécanique. Une des sources d'une telle perte de pression est le frottement. Un frottement élevé dans le système générera de la chaleur, et les sources peuvent inclure les éléments suivants :

• Composants mal lubrifiés (par exemple, pas assez de lubrification ou pas le bon type)
• Utilisation d'un fluide dont la viscosité est trop élevée pour le système, entraînant des frottements dans le fluide
• Utilisation d'un fluide à viscosité trop faible qui ne protège pas les surfaces d'une usure excessive
• Joints de piston activés par pression
• Fluide passant à travers un orifice de constriction ou une restriction à grande vitesse
• Fluide circulant dans un passage restreint

D'autres sources de chaleur peuvent inclure la compression de fluides aérés, qui se produit lorsque le fluide hydraulique est contaminé par de l'air. La compression du fluide aéré dans une pompe peut rapidement conduire à des températures d'environ 2000 °F.

Dans certains cas, la chaleur peut ne pas être générée par le système lui-même. Si le système hydraulique fonctionne à proximité d'une source de chaleur, cela pourrait causer des problèmes au système hydraulique. Un manque de ventilation adéquate peut également entraîner des températures élevées.

Conclusion

Les températures extrêmes affecteront les performances de votre système hydraulique et entraîneront des dommages graves (et coûteux) si rien n'est fait pour résoudre les problèmes de température ou protéger le système des effets de la température. Cela est vrai qu'il s'agisse d'un petit chasse-neige fonctionnant dans des conditions ambiantes extrêmement froides ou d'un système hydraulique dans une usine de fabrication qui génère suffisamment de chaleur pour élever sa température de fonctionnement au-delà des limites recommandées. L'effet le plus immédiat de la température concerne la viscosité du fluide :les températures froides augmentent la viscosité du fluide, le rendant plus épais; des températures élevées, d'autre part, diminueront la viscosité du fluide. De tels changements de viscosité peuvent rapidement entraîner des dommages permanents au système hydraulique et à ses composants.

Les changements de performances peuvent être dus aux températures de fonctionnement, et la résolution de ces problèmes dans les situations de températures élevées implique un travail d'investigation pour déterminer la source et la cause de la génération de chaleur.

Hydraulique MAC

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