Guide de diagnostic : Élimination du désalignement et du fluage des vérins hydrauliques

1. Description du problème et champ d'application

Ce guide de diagnostic est conçu pour identifier et dépanner la dérive et le fluage des vérins hydrauliques dans les systèmes industriels. Le déplacement fait référence à un mouvement indésirable du vérin lorsqu'il est dans une position fixe ou sous charge, tandis que le fluage est un mouvement lent et irrégulier. Ces deux phénomènes indiquent des fuites internes dans le système hydraulique, entraînant une perte d'efficacité, un positionnement imprécis et des risques potentiels pour la sécurité.

Le problème affecte un large éventail d'équipements industriels, notamment les presses, les palans, les machines-outils, les manipulateurs, les équipements de construction et d'autres systèmes utilisant des vérins hydrauliques pour le mouvement linéaire.

Classification de la gravité :

• Critique : Déplacement incontrôlé lors du maintien de la charge, ce qui constitue une menace immédiate pour l'opérateur ou des dommages à l'équipement.
• Important : Déplacement constant entraînant un positionnement inexact, une productivité réduite ou une qualité de produit dégradée.
• Mineur : dérive lente qui n'affecte pas de manière critique les performances, mais constitue le signe précoce d'un dysfonctionnement potentiel.

2. Précautions

ATTENTION : Les précautions de sécurité suivantes DOIVENT être respectées avant de commencer tout travail de diagnostic ou de réparation sur les systèmes hydrauliques.
VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE (LOTO) : Effectuez toujours la procédure de verrouillage/étiquetage de l'alimentation conformément aux normes internes de l'entreprise et aux exigences des normes DSTU EN 1037 :2018 et ISO 14118 :2017 pour éviter un démarrage ou une alimentation électrique inattendue.
ÉNERGIE ATTENDUE : Les systèmes hydrauliques stockent des niveaux importants d'énergie sous pression. ASSUREZ-VOUS de DÉLIMINER LA PRESSION de l'ensemble du système avant de démonter les composants. Utilisez des manomètres appropriés pour confirmer l’absence de pression.
ÉQUIPEMENT DE PROTECTION INDIVIDUELLE (EPI) : Utilisez toujours des lunettes de sécurité (DSTU EN 166:2017), des gants résistants aux fluides hydrauliques, des vêtements de protection et des chaussures de protection. Le fluide hydraulique sous pression peut provoquer des blessures graves ou une injection de tissu.
SURFACES ET LIQUIDES CHAUDS : Le fluide hydraulique peut être chaud. Laissez le système refroidir avant de l’utiliser.
TRAVAIL EN HAUTEUR : Lorsque vous travaillez avec des charges levées, utilisez des dispositifs de support appropriés et suivez les règles de sécurité pour les travaux en hauteur.

3. Outils de diagnostic nécessaires

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Avant de commencer un diagnostic détaillé, effectuez une inspection visuelle et collectez des informations sur l'historique du dysfonctionnement. Cela aidera à affiner les causes potentielles.

5. Algorithme de diagnostic systématique

1. Un déplacement ou un fluage du vérin hydraulique est-il observé ?
   • OUI : Passez à l'étape 2.
   • NON : Le problème n'est pas lié au déplacement/fluage. Ce manuel ne s'applique pas.
2. Placez le vérin dans une position fixe sous la charge (si possible et sécuritaire).
   • IMPORTANT : Avant d'effectuer cette étape, assurez-vous que la charge est solidement verrouillée mécaniquement pour éviter une chute incontrôlée.
   • Mesurez le déplacement/taux de fluage (mm/min) et la pression dans les deux chambres du cylindre (bar).
   • Résultat : Documentez les mesures.
3. Inspecter les fuites externes :
   • Effectuez une inspection visuelle approfondie du cylindre, des flexibles, de la tuyauterie et de tous les raccords pour détecter toute fuite visible de liquide hydraulique.
   • Si des fuites externes sont détectées :
     1. Déterminer l'emplacement de la fuite (raccord, flexible, joint de tige).
     2. Cause probable : Joints endommagés, connexions desserrées, fissures dans les composants.
     3. Actions : Remplacez les composants endommagés, serrez les connexions au couple approprié (voir les spécifications du fabricant). Passez à l'étape 9.
   • Si AUCUNE fuite externe n'est détectée : Passez à l'étape 4 (probablement une fuite interne).
4. Diagnostic des fuites internes au niveau des joints de piston du cylindre :
   • IMPORTANT : Avant de débrancher les conduites, assurez-vous qu'il n'y a pas de pression dans le système.
   • Débranchez les conduites d'alimentation des deux chambres du cylindre.
   • Coupez le son de l'une des lignes de cylindre.
   • Appliquez une pression de fonctionnement (par exemple 50 % de la pression de fonctionnement maximale du système) à la chambre du cylindre ouverte.
   • Recueillir le liquide s'écoulant de la conduite bloquée (chambre opposée) pendant un certain temps (par exemple 1 minute).
   • Si le volume de fuite dépasse les valeurs admissibles (voir section 6) :
     1. Cause probable : Joints de piston de cylindre usés ou endommagés.
     2. Actions : Remplacez le kit de joints de piston. Passez à l'étape 9.
   • Si le volume de fuite se situe dans les limites normales : Passez à l'étape 5.
5. Diagnostic de la soupape d'équilibrage (contrepoids) :
   • Si le cylindre est maintenu par la soupape d'équilibrage :
   • IMPORTANT : Cette inspection peut nécessiter un démontage partiel ou un by-pass de la vanne, qui doit être effectué par du personnel qualifié.
   • Vérifier le réglage de la pression d’ouverture de la vanne. Elle doit être 1,3 à 1,5 fois supérieure à la pression maximale créée par la charge.
   • Mesurez la pression pilote appliquée à la vanne.
   • Si la vanne ne maintient pas la pression ou présente une fuite interne excessive (peut être vérifiée avec un débitmètre sur la conduite de vidange de la vanne) :
     1. Cause probable : Fuite interne de la vanne d'équilibrage, contamination, tiroir ou siège usé.
     2. Actions : Réparer ou remplacer la vanne d'équilibrage. Passez à l'étape 9.
   • Si la vanne d'équilibrage fonctionne correctement : Passez à l'étape 6.
6. Diagnostic des clapets anti-retour (Check Valves) / des clapets de verrouillage (Lock Valves) :
   • Si le système utilise des clapets anti-retour ou des clapets de verrouillage séparés pour maintenir le cylindre :
   • Vérifiez s'il y a de la saleté ou des dommages empêchant la fermeture complète de la vanne.
   • Si la vanne ne ferme pas complètement ou fuit :
     1. Cause probable : Contamination, usure du siège ou de la bille/bobine.
     2. Actions : Nettoyez ou remplacez la vanne défectueuse. Passez à l'étape 9.
   • Si les vannes fonctionnent correctement : Passez à l'étape 7.
7. Diagnostic de pression pilote (pour les vannes pilotées) :
   • Mesurez la pression pilote réelle appliquée à la vanne (par exemple distributeur, vanne d'équilibrage).
   • Si la pression de pilotage est faible ou instable :
     1. Cause probable : Fuites internes dans la conduite de pression de pilotage, dysfonctionnement du réducteur de pression de pilotage, contamination.
     2. Actions : Réparez les fuites dans la conduite de pression pilote, réparez ou remplacez la soupape de surpression. Passez à l'étape 9.
   • Si la pression de pilotage est normale : Passez à l'étape 8.
8. Diagnostic du distributeur :
   • Si tous les contrôles précédents n'ont pas révélé de dysfonctionnement :
   • Boucher les ports du cylindre se connectant au distributeur (en laissant le distributeur sous pression).
   • Si le cylindre ne bouge plus, le problème vient du distributeur.
   • Cause probable : Bobine de distributeur usée ou endommagée entraînant des fuites internes entre les ports.
   • Actions : Réparer ou remplacer le distributeur de guidage. Passez à l'étape 9.
9. Vérification et réalisation :
   • Après réparation, restaurer le système, vérifier le niveau de liquide.
   • Démarrez le système et vérifiez le déplacement/fluage sous la charge de travail.
   • Enregistrez le travail effectué dans le journal de maintenance.

6. Matrice dysfonctionnement-cause

7. Analyse des causes profondes de chaque dysfonctionnement

Fuite interne à travers les joints de piston du cylindre

POURQUOI cela se produit : Les joints de piston (manchettes) s'usent avec le temps en raison du frottement contre la surface interne de la chemise de cylindre, des effets de la température et de la dégradation chimique du fluide hydraulique. Les particules abrasives présentes dans le liquide (saleté, copeaux métalliques) peuvent accélérer l'usure. Un type de joint inapproprié pour l’application (température, pression, vitesse) ou une mauvaise installation en sont également des causes.

COMMENT confirmer : Testez les fuites internes des joints de piston (section 5, étape 4). Démontez le cylindre et inspectez visuellement les joints pour déceler des fissures, des déchirures, un durcissement ou une usure excessive. Mesure de l'épaisseur résiduelle des joints.

QUELS dommages sont causés par : une perte constante de position, une utilisation excessive de l'énergie de la pompe pour maintenir sa position, une augmentation de la température du fluide due à une fuite, une usure accélérée de la pompe et d'autres composants due à la circulation d'un fluide contaminé (en cas de défaillance du joint). Peut conduire à des situations d'urgence lorsque l'on travaille avec des marchandises.

Fuite interne du distributeur de guidage

POURQUOI cela se produit : Usure de la bobine et/ou du boîtier du distributeur, entraînant une augmentation des jeux entre les pièces mobiles. Cela permet au fluide de circuler entre les ports de fonctionnement lorsque le distributeur est en position neutre ou verrouillée. La contamination du fluide peut provoquer une usure abrasive ou un blocage de la bobine dans une mauvaise position.

COMMENT CONFIRMER : Testez avec l'obturation du port du cylindre (Section 5, étape 8). Démontage du distributeur et inspection visuelle de la bobine et du boîtier pour déceler rayures, abrasions, érosion. Vérification de l'élasticité des ressorts de rappel de la bobine.

QUELS dommages sont causés par : un mouvement incontrôlé de l'actionneur, une surchauffe du système due à une fuite constante sous pression, une perte de précision de positionnement. Peut entraîner une défaillance du cycle de production et des dommages au produit.

Dysfonctionnement de la vanne d'équilibrage (contre-équilibrage)

POURQUOI cela se produit : Fuite interne due à des sièges usés, un tiroir ou une contamination empêchant la fermeture complète de la vanne. Mauvais réglage de la pression d'ouverture (trop faible) ou ressort endommagé. De plus, une pression de pilotage manquante ou insuffisante peut entraîner un dysfonctionnement.

COMMENT confirmer : Vérifiez les réglages de la pression d'ouverture et de la pression de pilotage (section 5, étape 5). Test d’étanchéité de l’orifice de vidange de la soupape de pression. Inspection visuelle après démontage pour déceler toute contamination ou tout dommage aux composants internes.

QUELS dommages sont causés par : Chute incontrôlée de marchandises (en particulier lorsque vous travaillez avec des mécanismes de levage), ce qui constitue un risque critique pour la sécurité. Peut entraîner des blessures graves au personnel et la destruction de l'équipement.

Air dans le système hydraulique

POURQUOI cela se produit : Niveau de liquide insuffisant dans le réservoir, fuite dans la conduite d'aspiration de la pompe, défaillance des joints de la pompe, procédure de remplissage incorrecte ou pompage du système après réparation. L'air forme des bulles qui se compriment sous pression, provoquant un mouvement irrégulier.

COMMENT confirmer : Contrôle visuel du liquide hydraulique dans le réservoir (présence de mousse, bulles). Ecoute de la pompe (bruit de cavitation caractéristique). Pompage du système.

QUELS dommages sont causés par : la cavitation de la pompe (usure accélérée), le mouvement inégal du cylindre (fluage), la réduction de l'efficacité du système, l'augmentation du bruit et des vibrations, la détérioration de la qualité du produit due à un positionnement imprécis.

Contamination du fluide hydraulique et des vannes

POURQUOI cela se produit : Filtration inefficace, contamination du liquide lors de l'appoint ou des réparations, pénétration de particules étrangères à travers des joints qui fuient, usure des composants internes du système. Les particules de saleté peuvent rester coincées dans les petits espaces des soupapes, les empêchant de se fermer complètement ou provoquant une usure abrasive.

COMMENT confirmer : Analyse en laboratoire d'un échantillon de fluide hydraulique pour vérifier la conformité à la classe de pureté (DSTU ISO 4406:2017). Démontage des vannes et inspection visuelle des dépôts ou des particules collées.

QUELS dommages sont causés par : l'usure des joints et des composants, le blocage des vannes, les dysfonctionnements de la pompe, l'efficacité réduite du système, la surchauffe du fluide. C’est l’une des causes les plus courantes de défaillance des systèmes hydrauliques.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Remplacement des joints de piston de vérin hydraulique

1. Sécurité : Effectuez la procédure de VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE (LOTO) et dépressurisez le système. ATTENTION : Prévoyez un support mécanique pour toute charge soulevée.
2. Démontage : Débranchez les conduites hydrauliques du vérin. Retirez le cylindre de l'équipement.
3. Démontage : Fixer le cylindre dans un étau (par le corps, pas par la tige). Dévissez le couvercle du cylindre (côté tige) et le couvercle arrière. Retirez délicatement le piston avec la tige.
4. Inspection : Inspectez soigneusement la tige du vérin et la surface intérieure du manchon pour détecter toute rayure, bavure ou corrosion. La profondeur minimale admissible des rayures sur la tige est de 0,05 mm. Si les dommages sont importants, le cylindre devra peut-être être réparé ou remplacé.
5. Retrait des anciens joints : Retirez soigneusement les anciens joints de piston, les bagues d'appui et les bandes de guidage du piston.
6. Nettoyage : Nettoyer soigneusement tous les composants du cylindre (piston, tige, manchon, capuchons) des résidus de liquide et de la saleté. Utilisez des nettoyants recommandés compatibles avec les systèmes hydrauliques.
7. Installation de nouveaux joints :
   • Utilisez uniquement des joints analogiques originaux ou de haute qualité qui répondent aux spécifications du fabricant (par exemple ISO 5597, EN 813).
   • Lubrifiez les joints neufs avec du liquide hydraulique propre avant l'installation.
   • Installez le joint avec soin à l'aide d'outils d'installation spéciaux pour éviter tout dommage. Assurez-vous que les joints sont correctement orientés.
8. Assemblage : Assemblez le cylindre dans l'ordre inverse. Serrez les raccords filetés au couple préconisé (voir manuel du fabricant du vérin).
9. Installation : Installez le vérin en place et connectez les conduites hydrauliques.
10. Purge : Démarrez le système et purgez soigneusement le cylindre, en effectuant plusieurs courses complètes sans charge pour éliminer l'air.
11. Vérification : Vérifiez l'absence de déplacement/fluage sous la charge de travail. Vérifiez les fuites externes.

8.2. Réparation/remplacement de vanne d'équilibrage

1. Sécurité : Effectuez la procédure de VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE (LOTO) et dépressurisez le système.
2. Démontage : Débranchez les conduites hydrauliques de la vanne et retirez-la.
3. Démontage et nettoyage : Démontez soigneusement la vanne. Nettoyez soigneusement tous les composants (corps, bobine, ressorts, selles) de la saleté et des dépôts.
4. Inspection : Inspectez la bobine et les selles pour détecter l'usure, les rayures ou la corrosion. Vérifiez les ressorts pour toute déformation. Si les composants sont considérablement usés ou endommagés, remplacez la vanne entière ou utilisez un kit de réparation du fabricant.
5. Remontage : Remonter la vanne à l'aide de joints neufs (joints toriques, bagues anti-extrusion). Serrez tous les raccords filetés selon les recommandations du fabricant.
6. Installation : Installez la vanne en place et connectez les conduites hydrauliques.
7. Réglage :
   • Réglez la pression d'ouverture de la vanne (si réglable) à 1,3 à 1,5 fois la pression de charge maximale.
   • Mesurez la pression à l'aide d'un manomètre calibré.
8. Vérification : Effectuer un contrôle fonctionnel de la vanne sous charge de travail, vérifier qu'il n'y a pas de déplacement du vérin.

8.3. Évacuation de l'air du système hydraulique

1. Sécurité : Assurez-vous que toutes les pièces mobiles sont verrouillées avant de démarrer.
2. Contrôle du niveau de liquide : Assurez-vous que le niveau de liquide hydraulique dans le réservoir est au repère MAX.
3. Purge du cylindre :
   • Démarrez la pompe et mettez le système sous pression.
   • Déplacez lentement le vérin d'une position finale à l'autre plusieurs fois, sans charge, avec les orifices de purge d'air ouverts (si présents) ou desserrés (très soigneusement).
   • Surveillez l'air qui s'échappe du système (bulles dans le réservoir).
4. Purge d'autres composants : S'il y a d'autres composants (tels que des vannes avec des ports de purge d'air), suivez les mêmes étapes.
5. Contrôle : Après le pompage, vérifier l'absence de bulles dans le réservoir et le fonctionnement stable du cylindre.

9. Précautions

10. Pièces de rechange et composants

Pour garantir un fonctionnement sans problème de l'équipement, UNITEC-D recommande d'utiliser uniquement des pièces de rechange de haute qualité répondant aux normes internationales (ISO, EN) et disposant des certificats CE, UkrSEPRO.

Recherchez ces composants ainsi que d'autres dans notre catalogue électronique : www.unitecd.com/e-catalog/

11. Liens

• DSTU EN 1037:2018. Sécurité des machines. Prévention des démarrages inattendus.
• ISO 14118:2017. Sécurité des machines — Prévention des démarrages inopinés.
• DSTU EN 166:2017. Moyens de protection individuelle des yeux. Exigences
• DSTU ISO 4406:2017. Entraînements hydrauliques. liquides Méthode de codage du niveau de pollution par des particules solides.
• ISO 4006:1991. Mesure du débit de fluide dans des conduits fermés.
• ISO 6789-1:2017. Outils d'assemblage de vis et d'écrous — Outils dynamométriques manuels.
• DSTU ISO 13385-1:2019. Caractéristiques géométriques des produits (GPS). Appareils pour mesurer les dimensions linéaires. Partie 1. Pieds à coulisse.
• ISO 5597. Transmissions hydrauliques — Vérins — Dimensions des joints de tige et de piston.
• EN 813. Équipement individuel de protection contre les chutes — Harnais cuissards.
• Manuels d'utilisation et d'entretien des fabricants d'équipements hydrauliques (OEM).
• Manuels de service hydraulique UNITEC associés.