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Aération vs. cavitation dans la conception des systèmes hydrauliques.

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Lors de la conception d’un système hydraulique, il est important de comprendre la différence entre la cavitation et l’aération – et de comprendre les dommages qu’ils peuvent créer.

Il est essentiel de maintenir des niveaux de liquide adéquats dans le réservoir pour garantir que la hauteur d’aspiration nette disponible est supérieure à la hauteur d’aspiration nette requise par la pompe.

Chaque fois que la NPSHA est égale à la NPSHR, les instabilités d’écoulement dans le fluide se déplaçant vers et à travers la pompe seront affectées au point où la cavitation peut (et sera) générée.

L’aération est un processus dans lequel l’air circule, se mélange ou se dissout dans le fluide hydraulique. Il est créé lorsque de l’air pénètre dans le système à travers les joints de la pompe, les raccords de tuyauterie et les raccords, qui sont tous des endroits où les fuites d’air sont fréquentes.

L’aération accélère la dégradation du fluide et endommage les composants du système en raison de la perte de lubrification, de la surchauffe et de la combustion des joints.

La cavitation, par contre, est la formation de bulles de gaz qui créent des cavités de vapeur dans un liquide. Il se produit lorsque les bulles de gaz dans le liquide sont soumises à des changements rapides de pression. Cette pression plus élevée provoque l’implosion des bulles d’air, ce qui génère un coup de bélier miniature (onde de choc) intense. Cette onde de choc crée une usure importante lorsque les bulles de gaz implosent sur une surface métallique ou à proximité de celle-ci, provoquant des contraintes cycliques par des implosions répétées.

Le résultat de ces implosions entraînera une fatigue de la surface et des dommages aux surfaces métalliques. Ce type d’usure est appelé «cavitation inertielle».

La cavitation se produit lorsque le volume de fluide demandé par une partie quelconque du circuit hydraulique dépasse le volume de fluide fourni. Cela fait que la pression absolue dans cette partie du circuit tombe en dessous de la pression de vapeur du fluide hydraulique. Cela entraînera la formation de bulles de gaz.

La différence entre les deux réside dans la manière dont l’air pénètre dans le système. La cavitation est causée par la NPSHA et peut être arrêtée simplement en ralentissant le flux de fluide dans le système. Si le problème est l’aération, en revanche, vous devez localiser et isoler l’air qui fuit dans le système. La résolution du problème peut donc prendre plus de temps. Les dégâts causés par les deux sont cependant égaux.

Les symptômes détectables les plus courants qui mettent en garde contre la cavitation et l’aération sont les suivants:

Un bruit anormal dans les systèmes hydrauliques est souvent causé par l’aération et / ou la cavitation. L’air contenu dans le fluide hydraulique produit des bruits de claquement ou de cliquetis lorsqu’il subit des pressions élevées et faibles du système lorsqu’il circule dans le système.

Des températures de fluide élevées supérieures à 82 ° C (180 ° F) nuisent au fonctionnement du système et endommagent les joints et accélèrent la dégradation du fluide. Des températures élevées peuvent être causées par tout ce qui réduit la capacité du système à dissiper la chaleur (niveau bas du réservoir) ou augmente sa charge thermique (l’air génère de la chaleur lorsqu’il est comprimé).

En plus d’endommager les joints et de réduire la durée de vie du fluide hydraulique, une température élevée du fluide peut endommager les composants du système par lubrification périphérique en raison d’un amincissement excessif du film d’huile (indice de viscosité inférieur) perte.

Un fonctionnement lent ou une réduction des performances du système est souvent la première indication d’un problème. Dans un système hydraulique, le débit contrôle la vitesse et la réponse. Par conséquent, une perte de vitesse indique une perte de débit.

Les autres symptômes comprennent un actionneur irrégulier et le mouvement de la valve.

Les conséquences de la cavitation dans un système hydraulique peuvent être graves. La cavitation provoque une érosion du métal, endommageant ainsi les composants du système et contaminant le fluide. La cavitation peut également provoquer une défaillance mécanique des composants du système.

La cavitation peut se produire n’importe où dans le circuit hydraulique; cependant, la cavitation hydrodynamique se produit généralement à la pompe. La conduite d’aspiration de la pompe entre le réservoir et la pompe doit être ouverte et non limitée. Si la pompe est équipée d’un filtre ou d’une crépine d’admission, il est important de prévenir son colmatage. Une soupape d’aspiration partiellement fermée ou une conduite d’admission restreinte entraînera une augmentation de la vitesse du fluide dans la conduite d’admission, entraînant une diminution de la température d’ébullition du fluide lorsque la pression du fluide est inférieure à la pression de vapeur. Cela va vaporiser certaines des molécules de fluide.

Les causes courantes d’aération et de cavitation sont les suivantes: surveillez votre système pour détecter toute mauvaise conception:
1. Débit de fluide restreint à la pompe
2. Raccord lâche ou raccords sur la conduite d’aspiration
3. Niveau de liquide hydraulique bas et / ou NPSHA faible
4. Vitesse excessive de la pompe; assurez-vous de vérifier les spécifications de la pompe et du moteur
5. Liquide hydraulique incorrect ou mauvaise viscosité de l’huile
6. Huile moussante et / ou niveaux d’huile bas ou anciens
7. Orifice de reniflard d’air du réservoir bouché
8. Trop basse d’une température d’huile
9. Pompe endommagée ou usée

Les dommages causés par une cavitation non résolue à un système hydraulique peuvent être extrêmement coûteux et entraîner des temps d’arrêt importants. Prévenir ce problème avec une conception et une maintenance correctes du système. Et toujours, écoutez votre système hydraulique. Un bruit de cliquetis ou de cliquetis n’est pas le son d’un visiteur de bienvenue.

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