Atténuation des risques liés à l'intensification de la pression dans les systèmes hydrauliques par arrêt et maintien des charges
La sécurité fonctionnelle hydraulique présente des complexités, même pour les tâches les plus courantes comme l'arrêt et le maintien de charges à l'aide de vérins hydrauliques. Si l'installation d'une vanne à l'extrémité de la tige d'un vérin hydraulique pour bloquer le flux peut sembler simple sur un schéma, garantir à la fois la sécurité et le bon fonctionnement exige une analyse approfondie de plusieurs facteurs critiques.
Intensification de la pression
Les vannes d'arrêt sont fréquemment utilisées pour isoler l'énergie dans les systèmes hydrauliques, mais une mauvaise utilisation peut entraîner une intensification de la pression, notamment dans le volume d'huile confiné du côté tige d'un vérin. Ce phénomène est dû à la loi de Pascal, qui stipule que la pression appliquée à un fluide incompressible se transmet intégralement dans toutes les directions. Les systèmes hydrauliques impliquent de multiples conversions d'énergie : l'énergie électrique d'un moteur est transformée en énergie hydraulique par une pompe, puis en énergie mécanique par un vérin. Lorsqu'un vérin est bloqué hydrauliquement, l'énergie mécanique est reconvertie en énergie hydraulique et se retrouve piégée du côté tige, ce qui peut engendrer des niveaux de pression dangereusement élevés.
Comment atténuer ce problème
Pour limiter efficacement la montée en pression dans les systèmes hydrauliques, il est essentiel de commencer par évaluer les composants clés. Il faut d'abord déterminer si le vérin peut supporter des niveaux de pression élevés en consultant le fabricant afin de confirmer son intégrité structurelle et les pressions nominales de ses joints. Ensuite, il convient de vérifier auprès des fabricants respectifs que les flexibles et les raccords sont adaptés à la pression accrue. Si des mesures de sécurité supplémentaires s'avèrent nécessaires, il est possible d'intégrer des dispositifs de protection au circuit hydraulique selon deux stratégies principales : la purge et l'isolation de l'énergie. La méthode la plus efficace consiste souvent à bloquer l'extrémité de la tige tout en purgeant l'extrémité du piston, ce qui stoppe l'extension et libère la pression en toute sécurité, minimisant ainsi le risque de montée en pression.
Points clés
Voici quelques points clés à comprendre concernant l'intensification de la pression dans les systèmes hydrauliques :
- L'intensification de la pression se produit exclusivement du côté de la tige du cylindre ; elle ne se produit pas du côté du piston dans les configurations hydrauliques typiques.
- Lors du choix d'une solution de sécurité, veillez toujours à ce qu'elle soit conforme à l'objectif de sécurité fonctionnelle. Déterminez s'il est nécessaire d'empêcher l'extension, la rétraction ou les deux.
- Évaluer quelles formes d'énergie doivent être isolées ou libérées, et comment une mesure de sécurité pourrait impacter les autres exigences du système.
- Toujours effectuer les calculs d'intensification de la pression. Ne jamais négliger les calculs mathématiques.
La conception d'un système hydraulique sûr et fiable exige une compréhension approfondie de l'influence des protocoles de sécurité sur le comportement du système. Cela implique d'intégrer la redondance et la surveillance pour respecter les normes de sécurité et d'analyser l'impact des composants de sécurité en amont et en aval. Une évaluation rigoureuse garantit la sécurité du système et son bon fonctionnement en toutes circonstances.