Noyau d une station d essai efficace et écologique

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1 183 MARS 2011 Hydropeuma LA REFERENCE POUR LES TECHNIQUES D ENTRAINEMENT ET DE COMMANDE Noyau d ue statio d essai efficace et écologique REM-B à Beerse a ivestit eviros 5 millios d euros e ouveaux bâtimets et istallatios afi de mettre la productio et la réparatio de moteurs hydrauliques, de pompes et de cylidres e coformité avec les exigeces de l idustrie et d u marché mobile. Dossier Idumatio.be à partir de la page 21 Périodique trimestriel de FIMOP et BELGITRANS - 1er trimestre - 41e aée - Distributio Leuve X - P ,50 EUR 6 - Air comprimé et redemet éergétique: la situatio 18 - Filtratio résistat aux charges triboélectriques (TCR) 43 - U Eergy System Review révèle u large évetail d écoomies

2 CE N EST PAS LA COULEUR QUI FAIT LA DIFFÉRENCE, C EST LA SOCIÉTÉ QUI LA FAIT. HAUTE VITESSE, LA TEMPÉRATURE ÉLEVÉE OU DE FORTS COUPLES PAS DE PROBLÈME! AZ Hollik offre la gamme la plus complète d élémets techiques de trasmissio de puissace das le Beelux. Toujours la meilleure solutio pour chaque situatio. Stadard ou sur mesure. Nous fourissos égalemet TB Woods, Altra Idustrial Motio, Huco Dyatork, Stieber Clutch, Warer Electric, Wichita Clutch, Rek, Schmidt-Kupplug, Suco et Peter Electroic. A.Z. Hollik I Abtsdreef 10 I 2940 Stabroek I t +32 (0) I f +32 (0) I belgium@azhollik.eu POUSSÉ PAR L AMBITION AZHOLLINK.EU Service Lecteurs

3 FIMOP Associatio Belge des Fabricats, Importateurs, Distributeurs de Matériel Hydraulique, Peumatique et d Automatisme pour l Idustrie et Techiques Associées. Membre du Comité Europée CETOP BELGITRANS Associatio Belge pour les Techiques d Etraîemet (mécaiques, électriques, mechatroiques et hydro-dyamiques) 183 MARS 2011 Hydropeuma LA REFERENCE POUR LES TECHNIQUES D ENTRAINEMENT ET DE COMMANDE Asbl FIMOP Tél: +32 (0) Fax: +32 (0) ifo@fimop.be Asbl BELGITRANS Tél: +32 (0) ifo@belgitras.be CONSEIL D ADMINISTRATION JEAN-PIERRE VAN DER KELEN, Testo M. DE WINTER, Service Hydro M. BOELS, Parker Haifi PHILIPPE CONSIGLIO, Bosch Rexroth R. DECLEER, Decleer, Gaeles & Part. CONSEIL D ADMINISTRATION R. PATERNOSTER, AZ Hollik Belgium L. DE GROEF, Esco Trasmissios. G. HEYVAERT, MGH P. BOURGUIGNON, Hase Trasmissioss L. VAN HOYLANDT, Act i Time VERIFICATEURS AUX COMPTES M. VANDERPERREN, Parker Haifi VERIFICATEURS AUX COMPTES O. VAN HEER, WEG Europe COMMISSIONS CONFEDERATION AFFILIATIONS CONDITIONS GENERALES CETOP ENSEIGNEMENT IHP EVENTS & SALONS REPERTOIRE REVUE AUTOMATION/HP MARCOM GROUP ENQUETES DE MARCHE - HYDRAULIQUE - PNEUMATIQUE - VANNES E-NEWS WEBSITE DEONTOLOGIE COORDINATEUR MEMBRES 2010 AF BELGIUM ASCO NUMATICS BENELUX ATLAS COPCO COMPRESSEURS BOGE COMPRESSEURS BOSCH REXROTH BREVINI BELGIO BURKERT CONTROMATIC CLIPPARD EUROPE CQS TECHNOLOGIES COMPAIR GEVEKE DECLEER-GAELENS & PARTNERS DINAMIK COMPRESSOR Doedijs Fluidap Doedijs Iteratioal DONALDSON ULTRAFILTER ERIKS + BAUDOIN Euregio Hydraulics FESTO BELGIUM FLUIDTECH Hasaflex GATES EUROPE HOGESCHOOL WEST-VLAANDEREN (PIH) HYDAC HYDRAULIC ASSISTANCE HYDRAUMEC INTERNATIONAL HYDRAUVISION Hydro Tools INGERSOLL RAND BENELUX Mauli Fluicoecto v NORGREN OLAER BENELUX PALL BELGIUM PARKER HANNIFIN PIRTEK BENELUX REM B SAUER DANFOSS SERVICE HYDRO SMC PNEUMATICS TESTO VAN DE CALSEYDE Va Heck Iterpieces/Ipar VEMOFLEX COMMISSIONS MARKETING EXPOSITIONS MEDIA WEBSITE MEMBRES 2010 ABB ACT IN TIME ATB AUTOMATION AVD BELGIUM AZ HOLLINK BELGIUM BEGE AANDRIJFTECHNIEK BRAMMER BREVINI BELGIO CALDIC TECHNIEK BELGIUM Eriks Motio Cotrol ESCO TRANSMISSIONS GKN SERVICE BENELUX HABASIT BELGIUM HANSEN TRANSMISSIONS INT. L. TAS & CO KTR MEA MGH OPTIBELT Psi Cotrol Mechatroics RENOLD CONTINENTAL REXNORD ROTERO BELGIUM SEW EURODRIVE SIEMENS SKF STROMAG TRANSMO VOITH TURBO WEG BENELUX E couverture COLOFON SECRETARIAT Wielstraat 12 B Borem Tél Fimop: +32 (0) Tél Belgitras: +32 (0) Fax: +32 (0) automatio@hydropeuma.be EDITEUR RESPONSABLE Reé Decleer, FIMOP p/a CCIB 500 Aveue Louise - B 1050 Bruxelles COMITE DE REDACTION Ig. Reé Decleer, Ig. Roger Stas, Robert Pateroster mba REALISATION CxO Europe Wielstraat 12 - B 2880 Borem PUBLICITE Dirk Vermat gsm: +32 (0) dirk.vermat@skyet.be RedactiON Stij Dom - tel: +32 (0) automatio@hydropeuma.be IMPRESSION Artoos, Kampehout DIFFUSION CONTROLEE ex. FR ex. NL AUTOMATION est ue editio des associatios Fimop et Belgitras. Les aoces proposées das Automatio sot soumises à l approbatio du comité de rédactio. Elle doit obligatoiremet cocerer des produits ou services se rapportat aux techiques pour l automatisatio idustrielle. Les commuiqués et les articles publiés das les pages rédactioelles de cette revue ot été selectioés par le comité de rédactio. Ils sot édités gratuitemet et sot exempts de toute publicité. Les auteurs sot resposables de leurs textes. Prochai uméro: jui 2011 AUTOMATION verschijt ook i het Nederlads Membre de l Uio des Editeurs de la Presse Périodique Copyright FIMOP Noyau d ue statio d essai efficace et écologique Coteu REPORTAGE Air comprimé et redemet éergétique: la situatio 6 Trasport des bagages à l aéroport de Zurich 11 2 x x 13 = trasmissio impeccable 12 Les fluides hydrauliques dimiuet la cosommatio de carburat 15 Siemes lace des master classes e techologies d etraîemet 47 APPLICATION Filtratio résistat aux charges triboélectriques (TCR) 18 U Eergy System Review révèle u large évetail d écoomies 43 Noyau d ue statio d essai efficace et écologique 44 Ue productivité maximale 48 Etraîemets ultra-performats pour istallatios portuaires 50 SALONS Dossier Idumatio.be: ACTUALITE : Nouveau E3X-SD amplificateurs à fibre 42 Vetilateurs à filtre TopTherm 42 Nouvelle géératio d eregistreurs de doées 51 L efficacité itelligete est le thème trasversal du Haover Messe moteurs à haut redemet assuret des écoomies d éergie jusqu à 30% MARS P 3

4 Avat-propos INDUMATION.BE: Fimop et Belgitras au redez-vous Avatages iovats des membres Fimop Automa(tisa)tio était/est les deriers vigt-ciq as le mot clef du secteur de la Techologie. Aussi bie l hydraulique que la peumatique s y retrouvet et e sot plus les composats à bas redemet das importe quel système. Il y a plei d exemples où l hydraulique ou la peumatique peuvet être utilisés et où d autres disciplies e sot même pas admises. Les avatages de os techiques sot à peie cous et.. i vu i cou; Aujourd hui l hydraulique peut facilemet faire face à tout autre système de commade et surtout là où les grades puissaces, la flexibilité, et même la précisio sot e jeu. La peumatique est la base de toute automatio idustrielle depuis des siècles et quelle istallatio peut foctioer sas de l air comprimé? Pour cette cause, os membres serot préset a INDUMATION à Courtrai le 18, 19 et 20 mai La puissace iovatrice de os membres est pas assez coue. Vous pouvez les recotrer et ils serot prêt à accueillir tous les costructeurs de machie, dessiateurs, igéieurs, resposables de l etretie, sécurité, eviroemet et.eseigeurs, professeurs et resposables de la formatio. E tout cas, ous seros au redez-vous! Ig. Reé Decleer, MSc Présidet FIMOP vzw.asbl Membres Belgitras sot fortemet représetés Tout comme pour les orgaismes vivats, la coversio d éergie e mouvemet et e puissace que ce soit liéaire ou rotatif costitue la pierre agulaire de os activités quotidiees. Bie que les techiques de trasmissio mécaiques et électriques cotiuet à représeter otre source pricipale, les réalisatios e mécatroique jouet aussi u rôle importat. Belgitras est l associatio des pricipaux fabricats et importateurs belges de techiques de trasmissio. Ses membres sot fortemet représetés durat ce salo et sot recoaissables au logo de Belgitras. Ils sot e outre vos cotacts locaux avec lesquels vous pourrez directemet et à chaque iveau de l etreprise, commuiquer das votre propre lague sur toute techologie aisi que sur les solutios qui vous sot offertes. Qu il s agisse de l esemble ou d u composat de trasmissio, vos iterlocuteurs de cofiace sot à votre dispositio e vous offrat leurs coseils sur de ombreux aspects de l etreprise. L évolutio des activités écoomiques aisi que ses répercussios au sei des orgaisatios des etreprises ous icitet à mettre l accet sur le développemet. Grâce à la coceptio de ouveaux produits techologiques de poite e itere ou auprès de leurs fourisseurs, os membres vous offret le meilleur soutie. Nous sommes prêts pour relever le défi. N hésitez doc pas à ous redre visite durat cette occasio uique à Courtrai! Lic. Robert Pateroster, MBA Présidet de Belgitras editeur resposabel: R.P.A.Decleer P MARS 2011

5 Ne laissez pas les huiles usagées evoyer l ev ir oemet au diable. Faites repredre vos huiles usagées par u opérateur agréé. Ue seule goutte d huile usagée peut polluer litres d eau. C est pourquoi, e tat qu utilisateur professioel d huile, vous avez l obligatio de faire repredre vos huiles usagées par u opérateur agréé. Ecore faut-il y satisfaire de maière adéquate. E effet : les seules procédures de collecte qui permettet de recycler vos huiles e respectat l eviroemet, sot celles de l OWD, de l IBGE et de l OVAM. Par exemple, il e faut pas mêler vos huiles à d autres déchets, car cela complique sérieusemet le recyclage. La collecte de vos huiles usagées est égalemet avatageuse pour votre portefeuille. Les petites quatités collectées vous doet e effet droit, sous certaies coditios, à des compesatios forfaitaires. Alors? N êtes-vous pas diablemet covaicu? D abord lubrifier, puis recycler Valorlub est ue iitiative du secteur privé et a été recou ou accepté par les trois autorités régioales Service Lecteurs

6 REPORTAGE La récupératio d éergie deviet de plus e plus importat das les istallatios d air comprimé. Ue gestio globale des machies est écessaire. De cette faço des etreprises peuvet écoomiser cosidérablemet. Air comprimé et redemet éergétique: la situatio Actuellemet, toute etreprise de productio se préoccupe de so redemet éergétique. U aspect o égligeable surtout si elle utilise de l air comprimé. Automatio Magazie a orgaisé u débat à ce propos. E voici le compte-redu. Selo vous, quel est le plus importat lorsqu o parle d air comprimé et de redemet éergétique? Mau De Clercq, resposable de la commuicatio chez Atlas Copco: Vous devez predre e cosidératio la machie/l appareil complets pour aborder à fod le problème du redemet éergétique. Il s agit par exemple de bie dimesioer le compresseur. Nous proposos e outre toutes les formes possibles de récupératio d éergie. Vous pouvez aisi utiliser ue deuxième fois sous forme de chaleur ue partie de la cosommatio du compresseur. Jef Goosses, Sales Maager Beelux chez Boge Compresseurs: Tout le mode préfère ue machie à régulatio de fréquece, mais c est cotreproductif au iveau du redemet éergétique. Les petites etreprises e fot l écoomie d aucu eurocet si elles ot ue machie à régulatio de fréquece. U cliet fait mieux d istaller u réseau d air comprimé complètemet euf, totalemet adapté à sa cosommatio, suffisammet grad et étache. Il lui permettra d écoomiser plus d arget qu u compresseur à régulatio de fréquece. Celui-ci est très souvet surdimesioé car il doit être de taille face aux poites de cosommatio comme aux heures creuses. Nous examios la situatio das so esemble, preos des mesures, puis ous regardos quelles sot les possibilités. U petit compresseur doté d u grad réservoir sous pressio est souvet recommadé. Quelle est la cosommatio des compresseurs au sei de l idustrie? Les compresseurs sot-ils gloutos au iveau de l éergie? Lauret Teughels, Sales Maager chez AF Belgium: Cela déped du type d idustrie. Les compresseurs représetet e moyee eviro 30% de la cosommatio éergétique des etreprises. C est ce qu ot motré des études. Il est clair que c est u poste de frais cosidérable. Selo moi, le fait que vous utilisiez ou o u compresseur à régulatio de fréquece déped surtout du profil de cosommatio. Goosses: vous avez u profil différet das les petites etreprises, selo la période de la jourée. Norbert Buysse, Sales Maager chez Maes Compressore: L air comprimé est l u des plus gros cosommateurs d éergie das l idustrie. Et vous e pouvez réutiliser qu ue partie limitée de l éergie ivestie. La plupart des utilisateurs e sot cosciets. Tout déped de ce qu il y a e échage. Il est clair que les fabricats s e préoccupet tous itesémet. Goosses: Nous essayos de veiller à ce que os cliets récupèret l éergie. Car il est possible de récupérer jusqu à 80% des kw ivestis. Nous parlos ici d eau chaude à ue température maximale d eviro 70 à 75 C pour u circuit fermé (50 C pour u circuit ouvert vu le risque d etartrage). Norbert Buysse, sales maager bij Maes Compressore: De plus, ous vedos de plus e plus u cocept et o u produit. Mau De Clercq, commuicatieveratwoordelijk bij Atlas Copco: Il faut u travail de réflexio au préalable afi de bie choisir les composats et de predre les boes décisios. Jef Goosses, sales maager Beelux bij Boge compressore: U cliet fait mieux d istaller u réseau d air comprimé complètemet euf, totalemet adapté à sa cosommatio, suffisammet grad et étache. Lauret Teughels, sales maager bij AF Belgium: La plupart des etreprises de compresseurs disposet de systèmes de commade et de cotrôle itelligets pouvat assurer le foctioemet optimal d ue cetrale de compresseurs. P MARS 2011

7 REPORTAGE Les participats au débat (de gauche à droit): Lauret Theugels (AF Belgium), Norbert Buysse (Maes Compressore), Mau De Clercq (Atlas Copco) et Jef Goosses (Boge). Teughels: Nous évoluos vers des etreprises où u système istallé est complètemet axé sur la récupératio d éergie. Mais ous e sommes pas ecore là. C est u fait pourtat, les etreprises sot de plus e plus ombreuses à y prêter attetio. C est u processus qui demadera assez logtemps. De Clercq: E ce qui cocere la récupératio, ous e devos pas mettre la charrue avat les bœufs. C est itéressat pour les etreprises qui ot besoi d eau chaude. Si des etreprises ot besoi de beaucoup d eau chaude ou de vapeur, elles peuvet récupérer ue partie de l éergie qui va à l air comprimé. Elles peuvet aisi écoomiser sur la cosommatio de combustible pour le chauffage des fluides. Les emplois de la chaleur sot légio. Mais il e faut bie sûr pas iverser le raisoemet. Ce doit être ue etreprise qui a besoi d eau chaude. Êtes-vous impliqués das l extesio de sites ou das la coceptio de ouveaux sites? De Clercq: Nous devos itroduire u cocept. Les bureaux d igéieur-coseil e s e occupet pas. L esprit y est pas toujours, et ous devos l éveiller. Les bureaux e ous cosultet pas pour établir u cocept. Mais il doit de toute maière s agir d etreprises qui utiliset de l eau chaude ou de la vapeur. Buysse: Les grades etreprises adhèret toutes à ue eergy coveat, qui les oblige à cosetir certais ivestissemets. Ue telle covetio est rattachée à la provice et effectue des études et des audits das les grades etreprises. Pouvez-vous affirmer que cela foctioe uiquemet avec ue visio globale? De Clercq: Vous devez absolumet examier la situatio globale. Sio, ça a pas de ses. Faire des écoomies d éergie sur votre machie a aucu ses s il y a des chutes de pressio das le réseau. Il faut u travail de réflexio au préalable afi de bie choisir les composats et de predre les boes décisios. Teughels: Notre rôle est de fabriquer des compresseurs qui cosommet peu d éergie. Les composats iteres y sot importats, otammet u moteur à haut redemet. Mais le pla doit bie sûr cadrer das la visio géérale de l etreprise cocerée. Certais bureaux d études e tieet compte, mais ous remarquos souvet qu il s agit uiquemet du placemet du compresseur. Goosses: Pour les adjudicatios publiques, les fourisseurs doivet respecter le cahier des charges, bie que ous remarquios qu il e referme pas toujours les meilleures propositios. Mais si vous formulez ue autre propositio, vous avez aucue chace d emporter le cotrat. Le cahier des charges est d ordiaire rédigé par u bureau d études ; mais, e gééral, il tiet peu compte d ue productio d air comprimé écoome e éergie. Buysse: Il y a des etreprises qui arrivet à covaicre leurs collaborateurs qu air comprimé et redemet éergétique vot de pair, qu il s agit de plus que du seul air comprimé. C est ue metalité que l o costate clairemet das la culture d etreprise. La costructio du compresseur ifluece-t-elle le redemet éergétique? Goosses: Aux débits les plus élevés, les turbocompresseurs à 3 étages cosommet le mois d éergie. Ceci est valable pour ue cosommatio relativemet costate à ue pressio bie détermiée. Si la cosommatio varie fortemet ou s il faut différets iveaux de pressio, les compresseurs à vis sot plus recommadés. Les cosommateurs de 1 à Nm 3 /mi ot itérêt à faire appel à des compresseurs à vis, à capacités diverses ou o (avec réglage e cascade avec priorités e foctio de la cosommatio istataée). Das de ombreux cas, o fera foctioer ue ou des machies à régulatio de vitesse e parallèle avec des machies à vitesse fixe. E cas de cosommatio faible et o permaete, par exemple das u garage, u compresseur à pisto est la solutio la plus retable. Quels sot les relatios etre la productio d air comprimé, la cosommatio et l achat du compresseur? Buysse: Il y a éormémet d etreprises qui placet u compresseur t MARS P 7

8 ADVERTORIAL Atlas Copco présete ses surpresseurs à vis à haute efficacité éergétique L air basse pressio est le socle de ombreux process et souvet essetiel pour la cotiuité de la productio. Avec le lacemet de la gamme de surpresseurs à vis, Atlas Copco dispose désormais d ue offre complète de surpresseurs hautemet écoomiques pour toutes les applicatios requérat de basse pressio. La performace éergétique du ouveau surpresseur à vis ZS a été comparée à celle d u surpresseur tri-lobes par l orgaisme allemad idépedat Techische Überwachugs-Verei (Associatio allemade du cotrôle techique ou TÜV ). Les essais ot démotré, qu à 0,5 bar(e), le ouveau ZS cosomme 23,8% de mois qu u surpresseur tri-lobes; à 0,9 bar(e), l écoomie d électricité atteit 39,7%. Ce redemet éergétique élevé est pricipalemet dû à la supériorité de la techologie à vis des ZS. (Livre blac dispoible sur Des surpresseurs du futur Le ZS est u surpresseur à vis 100% exempt d huile. Avec cette techologie à vis très e poite, ils vot bééficier dès à préset des performaces des surpresseurs du futur et pourrot tabler sur u gai éergétique moye de l ordre de 30% par rapport aux lobes traditioels. De ombreuses idustries utiliset les surpresseurs d air das leurs process et pourrot aisi compter sur l efficacité éergétique de la techologie à vis. Le plus grad bééficiaire se- rot le traitemet des eaux usées urbaies et idustrielles, le trasport peumatique, les cetrales d éergie, les idustries textile et les cimeteries. E aidat les idustriels à écoomiser l éergie, la techologie à vis d Atlas Copco dispose d u avatage décisif sur u marché fortemet cocurretiel Service Lecteurs La techologie de demai, ici et maiteat No aux techologies dépassées ; écoomisez l éergie avec os surpresseurs Oubliez les surpresseurs obsolètes. Passez à la techologie de demai. Les ouveaux surpresseurs à vis haute performace ZS d Atlas Copco sot e moyee 30% plus efficaces que les surpresseurs traditioels de type roots. E vous appuyat sur leur fiabilité exceptioelle et leur efficacité, vous réduisez votre facture d éergie et vos coûts d exploitatio. A la clé, ue productivité resposable et ue réductio de vos émissios de CO 2. Prêt à plus de sobriété éergétique? Les surpresseurs et compresseurs d air basse pressio d Atlas Copco sot sur Atlas Copco ZS lauch A5 Ladscape 210 x 148,5 mm Fraçais P MARS Service Lecteurs

9 REPORTAGE t à réglage de vitesse puis e revieet plus sur leur décisio. Mais il importe d examier si la machie foctioe comme il faut. À mo avis, o le fait trop peu. De plus, ous vedos de plus e plus u cocept et o u produit. Teughels: Les ivestissemets atteiget 15 %, tadis que l etretie et l éergie itervieet pour eviro 85 % des frais. De Clercq: La prise de cosciece cosiste à porter l attetio du cliet de ces 15% vers les 85%. Nous faisos égalemet u audit au début d u projet. Mais ce serait astucieux de le répéter, par exemple après 3 as. De la sorte, ous pourrios optimiser e foctio de l évolutio de l etreprise. Qui est le mieux placé pour réaliser les audits? Buysse: Aussi bie les fourisseurs de compresseurs que les orgaismes idépedats etret e lige de compte. Laborelec est ue istace idépedate qui fait du bo travail. Goosses: Lorsque ous effectuos ue mesure das ue etreprise, ous devos tout d abord savoir si la période de la mesure est bie représetative. O doit pouvoir obteir des iformatios fiables. Il arrive aussi que l o vede ue istallatio trop lourde ; c est désastreux parce que, das ce cas, elle e cocorde pas avec les besois de l etreprise. Nous avos doc tout itérêt à faire les mesures le mieux possible. Lorsque vous comparez des mesures, il doit aturellemet s agir d u processus de productio stable. du turbocompresseur das ue salle climatisée. O pouvait l observer ; o le voyait au compteur de kw/h. Climatiser ue salle est coûteux, mais peut offrir ue valeur ajoutée otable. Teughels: U poit sur lequel je voudrais reveir, c est la situatio la plus courate où plusieurs compresseurs sot utilisés et la faço de veiller à leur utilisatio optimale. C est d autat plus le cas si plusieurs types de compresseurs sot utilisés. La plupart des etreprises de compresseurs disposet de systèmes de commade et de cotrôle itelligets pouvat assurer le foctioemet optimal d ue cetrale de compresseurs. Goosses: La gestio d u certai ombre de compresseurs e s improvise pas. Il faut teir compte de plusieurs choses. Vous devez compredre commet l o produit de l air comprimé pour le gérer correctemet. La plupart des systèmes essayet de réagir proactivemet à l aide de différets paramètres. Le système doit être programmé de telle faço que e foctio du débit ce soit toujours le bo compresseur ou la combiaiso voulue de compresseurs qui soit mobilisé. De quelle maière l etretie ou l absece d etretie ifluece-t-il la cosommatio d éergie? Teughels: Das le cas d u compresseur à vis, il est clair que les paliers à billes et les roulemets s uset; ce qui exerce maifestemet ue ifluece sur la cosommatio d éergie aisi que sur le redemet. Note: Aussi la fédératio Fimop - e tat qu orgaisme idépedat - dispose des possibilités pour exécuter des audits. Quelle est l ifluece d ue régulatio de la vitesse/d ue régulatio de la fréquece? De Clercq: Elle adapte le régime à la cosommatio d air comprimé. Le moteur toure à la vitesse écessaire selo l utilisatio. Vous pouvez aisi faire etre 20 et 30 % d écoomie d éergie. À régime costat, le moteur cotiue à délivrer plus ou mois sa puissace omiale tat que le compresseur produit de l air comprimé. Pedat ce que l o appelle les périodes de marche à vide (le compresseur toure mais e produit pas d air comprimé), la cosommatio éergétique chute il est vrai à u iveau plus faible grosso modo tout de même 20 à 30 % de la puissace omiale (otammet vu le mauvais redemet du moteur à ce momet). U autre avatage d u appareil à régulatio de fréquece est le soft start sas poite das la cosommatio de courat. Pour ue cosommatio d air comprimé cotiue et plus ou mois costate, ue vitesse fixe est bie etedu préférable à u compresseur avec régulatio de la vitesse. À quoi faut-il faire attetio das ue salle des compresseurs? Quelles sot les pricipales priorités? Goosses: U bo refroidissemet et u bo dimesioemet de la grille de vetilatio. Le motage est importat lui aussi. De Clercq: Il faut caaliser correctemet les coduits d ameée et d évacuatio. Plus l air aspiré est froid, meilleur sera le redemet. De l air plus froid sigifie mois de volume ; ous pouvos doc aspirer ue masse accrue. De Clercq: La pressio de démarrage dimiue et le déshuileur est sali; d où ue chute de pressio plus grade. L usure des composats fait égalemet augmeter la cosommatio d éergie. U cotrat avec u cliet est de toute maière basé sur u etretie proactif. Le fabricat peut parfaitemet évaluer quel est le meilleur système d etretie pour ue machie, et possède le savoir-faire écessaire. U déshuileur petit ou grad exerce ue ifluece sur la durée de vie et sur les pertes d éergie. Reporter l etretie d u a est absolumet pas ue boe idée. Vous preez u risque vraimet ijustifiable. Si ue machie tombe e pae, vous subirez e sus ue perte de productio. Buysse: A cause de la crise, certaies etreprises ot comprimé les dépeses d etretie ; elles l ot payé cash par après. Elles ot doc pas fait le bo choix. De plus, u compresseur qui est pas etreteu a ue ifluece égative sur la cosommatio d éergie ; mais ce est pas u coût visible. Est-il judicieux d acheter de l air comprimé au mètre cube? Buysse: C est ue boe solutio pour les très grades etreprises qui achètet éormémet d air comprimé. Des etreprises peuvet e effet préférer ivestir das leurs équipemets de productio plutôt que das des cetrales d air comprimé o productives. Teughels: E effet, certaies etreprises sous-traitet complètemet l achat de leur air comprimé et l etretie de leurs istallatios d air comprimé; elles e sot doc pas les propriétaires de leur cetrale d air comprimé. Il s agit gééralemet d u choix stratégique de l etreprise, plus précisémet du départemet fiacier. Buysse: Nous avos eu u cas où ue etreprise faisait l aspiratio Service Lecteurs MARS P 9

10 IT S ALL IN OUR POWER. Le spécialiste des solutios globales solides itégrateur agréé machies de mautetio robotique solutios logistiques braistormig avec cliet automatisatio des machies et des processus pluridiscipliaire robuste travail sur mesure Kortrijk Xpo / mai Visitez-ous sur otre stad H12 Groupe Ceratec I Rue du Touquetstraat 228 I B-7782 Ploegsteert I T +32 (0) I automatio@ceratec.be Service Lecteurs

11 REPORTAGE La protectio de ces bies fragiles pedat le trasport est assurée par plusieurs élémets d amortissemet à la fois. BIBUS SA et ACE amortisseurs preet soi des bagages et des chariots sur l esemble des trajets vertigieux. Trasport des bagages à l aéroport de Zurich Tampos profilés TUBUS, type TA 40-16, et trois plaques amortissates ACE-SLAB SL-030 d épaisseurs différetes. Protectio optimale des bagages grâce aux composats ACE à l aéroport de Zurich, qui a reçu e 2010 pour la septième fois de suite le World Travel Award das la catégorie des aéroports leaders e Europe, source : Maiso des médias World Travel Awards Ltd, Lodres. Das les catacombes de l aéroport de Zurich ça brasse aussi, puisque chariots à bagages fot sas cesse l aller-retour etre les guichets d eregistremet et les termiaux au sous-sol pedat que les voyageurs se précipitet au-dessus. Les aéroports fot tout pour que le séjour de leurs cliets soit le plus court possible car il est évidet que ceux-ci souhaitet arriver au plus vite à leur destiatio et pouvoir récupérer leurs bagages sas attedre. L achemiemet des bagages doit doc suivre e coséquece. Pour cela, l aéroport de Zurich dispose de chariots qui trasportet les bagages e toute sécurité d u edroit à u autre. Ces chariots d u poids de 120 kg sot etraîés idépedammet et sas être accrochés les us aux autres par des moteurs liéaires pour atteidre des vitesses de jusqu à 8 m/s, soit presque 30 km/h, sur leur parcours ressemblat à des motages russes. Lors des chagemets de rails ou à l arrivée des chariots, des collisios plus au mois importates sur ces motages russes pour bagages e se laisset pas évitées. L acquisitio de deux familles de produits a pourtat permis d écoomiser de l arget Ici, o utilise désormais o seulemet des plaques amortissates de la gamme de produit d ACE appelée SLAB, mais aussi des tampos profilés du type TUBUS à l avat et à l arrière des chariots pour les protéger de maière efficace. Ces plaques SLAB e polyuréthae aisi que les amortisseurs tubulaires baptisés TUBUS sot gééralemet utilisés partout où il est pas écessaire de freier ue masse e mouvemet das ue positio bie précise. Les plaques se laisset découper selo besoi et sot capables d amortir des chocs d eviro 1 m/s grâce à leur grade capacité d absorptio. A Zurich, pas mois de trois plaques différetes du type SL-030 avec différetes épaisseurs ot été assemblées et fixées aux bouts des chariots pour pouvoir ecaisser des chocs à ue vitesse de jusqu à 3 m/s de maière à ce que la plupart des chocs possibles e cause plus de dégâts. Seulemet au-delà de cette vitesse-là, les TUBUS composés d élastomères co-polyester sot heurtés. Et ceux-ci sot esuite capables d absorber des forces supplémetaires. E l occurrece, la combiaiso de différets élémets de sécurité est efficace à plusieurs poits de vue : L assemblage de 8 couches de plaques SLAB aux deux bouts des chariots serait trop ecombrat et redrait les chariots impraticables. Les TUBUS écessitet ettemet mois de place e revache. Etat doé que les TUBUS sot coçus de maière à absorber 5 m/s maximal, ceux-ci e peuvet pas faire face aux exigeces doées sas l aide supplémetaire des SLAB o plus. L utilisatio d amortisseurs idustriels plus puissats serait u ivestissemet trop coûteux et poserait u autre problème : Même leur grade durée de vie équivalat à plusieurs millios de levages de charges e suffirait pas pour faire face aux très ombreux petits accrochages des chariots à log terme. La durée de vie des TUBUS mois chers s élève à 1 millio de levages eviro. C est mois, bie sûr, mais grâce à cette double costructio malige avec des plaques SLAB qui se charget de la majorité des chocs, cela a aucue icidece. Le mode plei d imagiatio des costructeurs de machies A Zurich, o a choisi les tampos profilés du type TA parmi les 80 produits différets de la gamme TUBUS. Les forces absorbées par ce modèle (jusqu à 80 Nm par levée) comme par l esemble des tampos profilés de la marque ACE, sot trasformés par frottemet e chaleur ce qui permet d absorber ue partie de l éergie produite pedat que l autre partie est retrasmise par le retour du corps das sa positio iitiale. La série TA se distigue par des courbes dégressives idispesables das otre cas de figure. Pour d autres types d applicatio, les spécialistes de l amortissemet BIBUS et ACE proposet aussi des modèles avec des courbes liéaires ou progressives. Des versios spéciales sot fabriquées sur demade selo les besois. L exemple de l aéroport de Zurich motre que des solutios impliquat plusieurs groupes de produits sot égalemet possibles Service Lecteurs MARS P 11

12 REPORTAGE Vis e alumiium à broches multiples, pour ue prise sûre 2 x x 13 = trasmissio impeccable Avec deux systèmes à 14 vis et u système à 13 vis, ZF, spécialiste de la trasmissio, mote sa ouvelle boîte 8 vitesses automatique. Particularité: pour écoomiser du poids, o seulemet le logemet à parois fies est e alumiium, mais égalemet les vis. Le système de commade est programmé de telle sorte que rie e bascule et que les phéomèes de poussée soiet évités. Le fourisseur d automobiles ZF fixe de ouvelles ormes pour le motage de sa ouvelle boîte automatique à 8 vitesses. Permettat des écoomies de carburat de 6%, cette boîte est itégrée aux voitures de tourisme d u grad costructeur automobile du sud de l Allemage. Grâce à leur mode de fabricatio léger, les trasmissios Type 8HP, adaptées aux voitures hybrides, imposet des exigeces élevées à la techique du vissage. Voilà pourquoi ZF a choisi la techique idustrialisée d Atlas Copco Tool sur ue ouvelle lige de motage. Pour la première fois, ous avos u logemet de l etraîemet avec tous les raccordemets etièremet fabriqués e alumiium, déclare Michael Sossog, resposable otammet de la techique de vissage à l usie ZF de Saarbrücke, au départemet plaig de motage et optimisatio de processus. Les développeurs de ZF ot rompu avec le mode de motage traditioel e choisissat de l alumiium pour le logemet et de l acier pour les boulos. Ce choix a permis des écoomies cosidérables e termes de poids. Etat doé qu aujourd hui les boulos sot égalemet e alumiium, le motage devait être effectué avec ue techique adaptée sur la ouvelle lige de motage, ce qui a été etièremet réglé par Atlas Copco Tools. E effet, les pièces e alumiium à paroi fie exiget le plus grad soi au motage. U simple serrage au momet demadé aurait egedré des problèmes de qualité. M. Sossog e est covaicu. Mais avec des aalyses détaillées des raccordemets, que ZF a réalisées avec Atlas Copco, l usie de Saarbrücke a trouvé la stratégie de motage optimale. Simultaeous egieerig Tekst Le motage critique de l alimetatio e huile est u bo exemple du iveau d exigece élevé imposé à la techique de vissage. Pour itégrer la pompe à huile das le couvercle de l etraîemet, 14 boulos M8 et M10 s avèret écessaires. Pour veiller à ce que le module d alimetatio e huile (difficile d accès) e bascule pas ou qu aucu phéomèe de poussée e se produise, les 14 boulos doivet être serrés uiformémet. C est impossible avec ue broche mauelle simple, déclare Michael Sossog, qui a doc préféré ue broche multiple à 14 élémets. Ces broches d itégratio QST rapides, pouvat aller jusqu à 2000 omw-1, sot positioées aussi proche que possible les ues des autres das u cercle et motet les 14 vis Torx e même temps sur u momet préalable de 4 Nm. Immédiatemet après, u frei itégré fixe l uité des vis afi d empêcher toute torsio. Esuite seulemet, les 14 broches tiret les vis pour les bloquer à 8 Nm, puis à l agle de serrage détermié égalemet. Mosieur Sossog apprécie surtout les possibilités de variatio des broches multiples: Elles permettet de moter les trois variates de la trasmissio 8HP, pratiquemet sas frais de costructio! Grâce à l igéierie simultaée, l étroite collaboratio etre le départemet de costructio et de motage permet u motage ettemet plus simple de la trasmissio 8HP, dès u stade de développemet précoce. Si u plus grad ombre de variates devait être proposé pour cette boîte de vitesse, ous recommaderios u vissage uiforme pour tous les types prévus. Le logemet de l etraîemet, fixé sur le support de l ouvrage, passe sur le tapis jusque sous la broche multiple à 14 élémets. Au poit le plus profod du logemet e forme de cloche, le module d alimetatio d huile est moté. Lorsque la pièce desced, l uité des vis se règle déjà automatiquemet sur chacu des 14 raccords. (Photo: Atlas Copco Tools) P MARS 2011

13 REPORTAGE Motage avec la broche multiple à 14 élémets, vu de dessus, das le logemet de l etraîemet. (Photo: Atlas Copco Tools) Ue fabricatio flexible pour les plus petites quatités Pedat l abaissemet de l uité des vis, les cylidres peumatiques itégrés règlet les 14 broches à ue précisio d u dixième de millimètre sur le bo trou de vis, e mois de 5 secodes, par le biais d u triple réglage. Même pour la plus petite distace cetrale de 31 mm. Ces dimesios compactes permettet de gager beaucoup de place lors de l istallatio et augmetet la zoe d istallatio des broches QST sur des raccordemets multiples qui offraiet pas de solutio jusqu à préset. Grâce à u codage sur le support de l ouvrage, la broche multiple recoaît quelle versio de la 8HP arrive vers elle sur le tapis de trasport. Aisi, ous pouvos assembler e permaece et sas problème des types de trasmissio qui chaget à partir de la première série, soulige Michael Sossog. Auparavat, ous avios besoi d ue statio de vissage propre à chaque versio de l etraîemet. Les commades Power-Macs garatisset u déroulemet sûr, la mécaique parfaitemet étudiée réduit le besoi e techique de motage de deux tiers. La directio reviet à l opérateur pour les tourevis mauels Toutes les étapes du motage e sot pas aussi complexes que le motage de l alimetatio e huile. Néamois, deux postes à broches multiples supplémetaires (l u de 13 et l autre de 14 broches) doivet traverser les trasmissios pour les achever. Outre ces 41 broches pour tous les raccordemets de même type qui se répètet, l esemble de la lige 8HP dispose de douze systèmes mauels de fixatio d écrous. C est ue productio lea type. Trois de ces systèmes sot équipés d u système pick-ad-set. Nous les utilisos pour le motage d accessoires, explique Michael Sossog. E effet, leur modèle de vissage chage e permaece et aisi, ous restos das la variable de fabricatio. Ce système, égalemet fouri par Atlas Copco, assiste et dirige l opérateur pour les raccordemets sas visibilité: les jobs. U écra au-dessus du poste pick-ad-set motre chaque composat actuel et idique le poste de vissage suivat grâce à des sigaux optiques. Dès que l opérateur l a approché avec la broche de vissage fixée das u bras de momet et l a bie moté, le poit de vissage deviet vert à l écra et la positio de vissage suivate commece à cligoter. Etat doé que la commade du système de fixatio des écrous e se débloque qu au poste de vissage correct, toute erreur de motage est exclue. Toutes les doées de motage sot documetées, et réuies par la lige PLC, avec le uméro de trasmissio. Tout est rassemblé das u réseau et l esemble du processus de vissage est cotrôlé. Aisi, ous avos quasimet atteit l absece totale d erreur de motage, selo Mosieur Sossog Service Lecteurs Le système pick-ad-set assiste et dirige l opérateur pour les raccordemets sas visibilité (jobs). La visualisatio à l écra et la surveillace de la positio du système de fixatio des écrous excluet toute erreur de motage. (Photo: Atlas Copco Tools) MARS P 13

14 Cotrôler le futur L aveir : l assistat de maipulatio bioique deviedra u produit stadard. Dispoible dès maiteat : le termial électrique CPX, modulaire, idéal pour cotrôler les tâches complexes. Il comporte de ombreuses foctios itégrées, telles que le cotrôle des mouvemets. Wier Lezersdiest

15 REPORTAGE O utilise des huiles multigrades parce qu elles offret ue viscosité plus costate sur ue plus large plage de températures. Mais les fluides moogrades sot ecore beaucoup utilisés e hydraulique. Les fluides hydrauliques dimiuet la cosommatio de carburat Si les fluides hydrauliques multigrades e sot pas bo marché, ils peuvet géérer de fameuses écoomies das les frais de carburat. Les fabricats cherchat à réduire leurs frais de combustible pour les machies off-road devraiet tirer des leços de l idustrie automobile. Cela fait des dizaies d aées que les huiles moteur moogrades e sot pas jugées boes pour les voitures particulières, otammet parce qu elles e permettet pas de recotrer les exigeces e matière d écoomies de carburat. Les machies idustrielles foctioat das des eviroemets dot la température est cotrôlée, les fluides moogrades sot u choix pratique. D autre part, vu les variatios de température et des cosidératios de redemet éergétique, les fluides hydrauliques multigrades sot u meilleur choix pour les véhicules commerciaux et les équipemets mobiles. Pedat presque ue déceie, des études et essais sur le terrai, sur des machies off-road, ot permis d observer que le redemet du carburat déped de la température du fluide hydraulique, de la viscosité, de la stabilité au cisaillemet, et que les fluides multigrades peuvet dimiuer la cosommatio de carburat. fig. 1 Le Comité Techique Fluides de la Natioal Fluid Power Associatio (NFPA) a proposé d établir u système de classificatio de la viscosité aalogue aux spécificatios SAE J300 pour les huiles moteur. Cette ouvelle classificatio utilise la lettre L au lieu du W (pour éviter la cofusio avec les huiles moteur) pour idiquer la classe basse température. Exemple: u fluide hydraulique NFPA 32L-68 présete les caractéristiques d ue viscosité basse température d u fluide hydraulique ISO 32 et d ue viscosité haute température d u fluide ISO 68. Les fluides e coformité avec les exigeces du système NFPA de classificatio du redemet éergétique proposé augmetet les écoomies de carburat et la productivité, tadis que les émissios de CO2 dimiuet. L illustratio 1 motre l augmetatio du redemet total e foctio de la température pour ue pompe à palettes tourat avec de l huile HM 46 (ati usure) par rapport à de la HV 46 (haute viscosité VI = 160), et ce pour trois modèles de pompe différets. Observez que l augmetatio est cosidérable, même à ue température de 0 C et mois. Redemet Fluid-power La pressio de service forme ue différece critique etre applicatios hydrauliques et comme huile moteur. Les pressios pour le sys- tème de graissage d u moteur sot comprises etre 40 et 60 psi (2,8 et 4,2 bars). Les systèmes hydrauliques foctioet à 100 fois plus. Les hautes pressios egedret des charges de cisaillemet, de telle sorte que les polymères des huiles moteur multigrade sot détruits. Aussi l utilisatio de polymères das les fluides écoomes e éergie devat satisfaire à ue stabilité élevée au cisaillemet... D autre part, la viscosité est ue caractéristique très importate pour le redemet d ue pompe hydraulique. Les deux élémets qui détermiet le redemet d ue pompe sot le redemet volumétrique et le redemet mécaique. Le redemet mécaique correspod aux pertes par frottemets das u composat hydraulique aisi qu à l éergie écessaire pour la rotatio de la pompe ou du moteur. Le redemet volumétrique correspod aux pertes de débit et aux fuites iteres. Les deux propriétés dépedet de la viscosité. Le redemet optimal total d ue pompe correspod au produit maximal du redemet volumétrique et du redemet mécaique. L illustratio 2 motre le redemet e foctio de la viscosité. La plage de viscosité optimale est colorée de bleu. fig. 2 Comme les systèmes hydrauliques mobiles foctioet gééralemet das la partie verticale de la courbe de redemet volumétrique, ue augmetatio de la viscosité à hautes températures a tedace à améliorer le redemet volumétrique et à dimiuer la cosommatio éergétique. Pedat u démarrage à froid, quad la viscosité est potetiellemet élevée, u fluide hydraulique à faible viscosité va améliorer le redemet mécaique et augmeter le redemet total. U fluide hydraulique résistat aux cotraites de cisaillemet, à idice de viscosité élevé, permet aux utilisateurs d atteidre les deux objectifs. Des chercheurs qui testet des fluides das différets types de pompes ot développé u modèle visat à prévoir le redemet volumétrique comme ue foctio de la viscosité. E gééral : Q a = Q k(p/η) où Q a = débit actuel (l/mi) Q = débit omial (l/mi) k = costate géométrique de la pompe P = pressio à la sortie de la pompe (bar) η = viscosité ciématique (mm 2 /s) > le terme k(p/η) représete la fuite itere de la pompe. Les fuites dimiuet quad la viscosité du fluide augmete, avec pour résultat u débit plus élevé et u redemet volumétrique amélioré. L illustratio 3 motre le diagramme de redemet e foctio de la viscosité ciématique à 250 bars. La pompe est ue Parker Deiso T6CM. t MARS P 15

16 AF Belgium ASCO umatics Atlas Copco BOGE Brevii Bürkert Cotromatic Clippard Compair Geveke Cqs Techologies Decleer - Gaeles Doedijs Fluidap Doedijs Iteratioal Doaldso Eriks+Baudoi Euregio Hydraulics Festo Mauli Fluicoecto Fluidtech Gates Europe Hasa Flex Howest Hydac Hydraulic Assistace Hydraumec BELGISCHE VERENIGING VOOR AANDRIJFTECHNIEK vzw Hydro - Tools Hydrauvisio Igersoll Rad ASSOCIATION BELGE DE LA TRANSMISSION asbl Louizalaa 500 Av. Louise, Brussel 1050 Bruxelles ifo@belgitras.be Norgre Olaer Pall Parker Haifi Pirtek REM-B Bosch Rexroth Sauer Dafoss Service Hydro SMC Peumatics Testo Va de Calseyde IPAR (Va Heck Iterpieces) Vemoflex 0 Fimop portrait 2éme.idd 1 15/03/11 13:52 Belgitras_90x265_2011_def.idd :29:43

17 REPORTAGE t fig. 3 Écoomies réelles - Ue excavatrice moyee, ue mii excavatrice et ue chargeuse compacte. - Ue huile SAE 10W (VI 104) est utilisée das l excavatrice moyee. - Ue huile toutes saisos ISO 46 (VI 142) est utilisée das la mii excavatrice et das la chargeuse compacte. - La puissace des machies va de 40 à 125 hp. - Le cycle de travail diffère égalemet, mais est adapté à ue utilisatio ormale. fig. 4 L illustratio 4 motre les résultats des essais. - Redemet du carburat, amélioratio prévue ; - Redemet du carburat, amélioratio effective ; - Amélioratio de la productivité (sur base de la matière déplacée mesurée). - Exemple d aalyse coût/gai pour ue excavatrice moyee avec u itervalle de heures. Le tableau e aexe doe les réposes. De plus, les émissios de CO2 dimiuet, de 35 toes métriques. Illustratio 5 : > coditios de foctioemet > heures de foctioemet par itervalle > volume de fluide (gallos) (1 gallo = 3,7854 l) > prix du fluide (dollar/gallo) > prix du fluide hydraulique (dollar) > cycles de foctioemet avec réductio de pressio 100% > cosommatio de carburat (gallos) > prix du carburat (dollar/gallo) > coût du carburat (dollar) > total coût/écoomies (dollar) fig. 5 Sélectio du fluide La première chose à faire pour sélectioer u fluide hydraulique écoome e éergie cosiste à établir la température miimale de départ exigée. Chacu sait que les systèmes hydrauliques ot u très faible redemet au démarrage. Pour défiir le degré de viscosité basse température, ou L grade, o établit la température correspodat à 750 cp (mpa.s) pour chaque viscosité ISO. Pour défiir le degré de viscosité haute température, o extrapole la viscosité miimale pour chaque degré ISO jusqu à la viscosité à 100 C pour u IV de 100. La viscosité maximale pour chaque degré est juste sous la viscosité miimale pour le degré de viscosité plus élevé suivat. Les illustratios 6 et 7 présetet les tableaux pour le degré de viscosité basse température et le degré de viscosité haute tempéra- fig. 6 ture. Relatio etre viscosité et redemet de la pompe Le redemet total d ue pompe hydraulique correspod au produit du redemet volumétrique et du redemet mécaique. Le poit de vue traditioel veut que le redemet volumétrique augmete tadis que le redemet mécaique dimiue si la viscosité augmete. Ue étude récete cotredit fig. 7 cette affirmatio. Elle motre que le redemet mécaique das les pompes est mois sesible à la viscosité qu o e le pesait précédemmet et que le redemet total est très parallèle au redemet volumétrique sur toute la plage de températures de service. Comme le motre l illustratio 3, sur toute la plage de températures, les pertes volumétriques ot beaucoup plus d importace que les pertes hydromécaiques. Doc, le pricipal facteur das le redemet total est le redemet volumétrique, qui varie avec la viscosité. Par coséquet, le redemet total d ue pompe hydraulique déped e premier lieu de la viscosité du fluide. Plus la viscosité est élevée, meilleur est le redemet de la pompe. Ce poit est importat parce que cela sigifie que le gai de redemet volumétrique de la pompe, produit par des fluides hydrauliques résistat aux cotraites de cisaillemet et à idice de viscosité élevé, est pas cotrecarré par des pertes hydromécaiques. Machie-desig---Hydraulic Fluids Improve Fuel Ecoomy Machiedesig is a Peto Publicatio Service Lecteurs MARS P 17

18 APPLICATION Cet article discute de l élimiatio virtuelle de la réactio d échage par l utilisatio de filtres perfectioés, résistat aux charges triboélectriques (TCR), das le cadre de l étude d u cas réel. Filtratio résistat aux charges triboélectriques (TCR) Au cours des aées écoulées, o a observé des iveaux élevés de cuivre durat les aalyses périodiques de fluides hydrauliques avec des additifs coteat du zic das les presses d ijectio plastique et d autres applicatios idustrielles. Si la foctioalité du fluide était elle-même pas compromise, des iveaux élevés de cuivre das les fluides utilisés sot ue cause de souci pour les cliets, le cuivre état gééralemet cosidéré comme u métal d usure. Cepedat, das la plupart des cas, le cuivre e proveait pas de l usure des composats, mais de réactios d échage électrochimique etre les surfaces d échageurs de chaleur et les composats du fluide. O a spéculé que la charge triboélectrique das le fluide, géérée pricipalemet par u élémet filtrat, est u des moteurs de cette réactio d échage électrochimique. Arrière-pla théorique charge triboélectrique La charge triboélectrique ( TEC ) das des systèmes idustriels de fluide hydraulique ou de lubrificatio est géérée lorsqu il se produit u cotact par frictio etre deux matériaux dissimilaires, par exemple, etre le fluide et ue surface du système. Les charges géérées à la surface du système et le fluide sot de polarité opposés, mais de valeur égale. Quelques exemples de situatios présetat u potetiel de TEC sot: Le frottemet provoqué par u fluide circulat das des tuyauteries et tuyauteries flexibles Vitesses élevées de fluide / systèmes de fluides turbulets Passage de fluides à travers des élémets de filtre ou d autres structures microporeuses. Pompage d élémets, e particulier pompes cetrifuges Lorsque le fluide circule à travers ue tuyauterie ou u élémet de filtratio, il acquiert ue charge électrique qui, lorsque la charge est trasportée e aval, est appelée u courat dyamique (Figure 1). Matériau de filtratio e feuilles Paroi de la tuyauterie Vers l istrumet de mesure Électrode isolée Figure 1: Diagramme motrat le courat dyamique de l écoulemet d u fluide à travers u filtre, adapté d après [1]. Lorsque le fluide circule à travers le système, le courat dyamique est déchargé e retour das les parois de la tuyauterie ou les surfaces des composats. Ce processus est appelé relaxatio de la charge et est décrit par les équatios suivates [1]: où Q t = charge au temps t, Q o = charge iitiale, τ = costate de temps de la relaxatio de charge (représetat ue décroissace de 37% de la charge), ε = costate diélectrique du liquide (2 pour les fluides à base d hydrocarbures), ε o = costate diélectrique absolue du vide (8,85 x F/m) et K = coductivité résiduelle du fluide (ps/m). Du fait de la grade surface des élémets de filtre, la géératio de TEC peut être sigificative, e particulier das les élémets de filtre avec matériau de filtratio covetioel e fibres de verre. La charge e pourra pas se dissiper i se relaxer, du fait de la résistivité élevée du matériau du filtre, et doc le filtre accumulera les charges jusqu à ce que la tesio soit suffisate pour vaicre la résistace diélectrique etre le matériau de filtratio chargé et tout poit de décharge de potetiel iférieur, ce qui iclut celui du fluide hydraulique et celui de tout autre matériau iterveat etre le fluide et le poit de décharge. Lorsque ce potetiel est dépassé, la décharge se produit sous la forme d éticelles ou d arcs électriques. Cette décharge est coue sous le om de décharge électrostatique ( ESD ). Souvet, l ESD peut coduire à des dommages à l élémet de filtre ou à d autres composats du système de fluide [2, 3]. Certaies des applicatios cocerées icluet: Systèmes de lubrificatio de turbies de cetrales électriques Systèmes hydrauliques et de lubrificatio das les papeteries Systèmes hydrauliques e sidérurgie Systèmes de moulage par ijectio plastiques (presses) Bacs d essai hydrauliques d équipemets de servitude au sol Das de ombreux cas, le système de filtratio, y compris les tuyauteries, le réservoir et le boîtier du filtre sot mis à la terre afi d éviter les dagers de l accumulatio de charges électrostatiques. Même si la mise à la terre du système de fluide empêchera l apparitio d éticelles vers les coducteurs proches, elle empêchera pas l accumulatio de charges sur le matériau du filtre et das le fluide, et accélérera pas o plus le processus de dissipatio de la charge das l élémet de filtre. Le iveau de charge triboélectrique iduit par l écoulemet d u fluide à travers u filtre est lié à plusieurs caractéristiques du fluide et des élémets du filtre. La géératio et l accumulatio de charges augmetet gééralemet avec l augmetatio de la surface de cotact, l augmetatio de la vitesse du fluide, la dimiutio de la coductivité du fluide, avec certais esembles d additifs, l abaissemet de la température et à viscosité croissate. P MARS 2011

19 APPLICATION Divers procédés ot été essayés afi d attéuer le potetiel d accumulatio de charges électrostatiques das des systèmes hydrauliques et de lubrificatio comme cités ci-dessous. Cepedat, chaque méthode a des limitatios qui empêchet so adoptio das toute l idustrie. Utilisatio d u additif atistatique. Ceci a été logtemps utilisé avec succès das les systèmes d alimetatio e carburat. Ce est plus utilisé à grade échelle das les fluides hydrauliques et de lubrificatio e raiso de l augmetatio de la volatilité et de l ifluece sur la démulsibilité. Réductio de la desité d écoulemet das l élémet de filtre, à savoir e augmetat la taille du filtre. Ceci réduira la charge géérée, vu qu elle est foctio de la desité d écoulemet, et est peut-être l optio la plus facile. Cepedat, elle est i pratique i écoomique das tous les cas. Temps augmeté pour la décroissace de la charge. Ceci écessitera ue augmetatio du temps etre des géérateurs de charges successifs par l utilisatio de tuyauteries supplémetaires ou e augmetat la costate de temps de l esemble du système à l aide d u réservoir supplémetaire. Ceci est ue solutio efficace mais coûteuse. Réductio de la charge quittat l élémet de filtre e ajoutat u media coducteur e aval du matériau de filtratio. Ceci évacuera ue partie des charges, mais pas toutes, vu que la porosité du média e peut pas être trop faible pour éviter ue restrictio das l écoulemet du fluide. Réductio de la charge géérée par l élémet filtrat e utilisat u matériau de filtratio résistat à l accumulatio de charges triboélectriques. L augmetatio des cas de décharges électrostatiques a provoqué l ivestigatio du sujet et coduit au développemet d u matériau de filtratio résistat à l accumulatio de charges triboélectriques (TCR), qui est coçu pour dissiper dès sa formatio la charge triboélectrique à l échelle microscopique, réduisat aisi de maière sigificative la charge triboélectrique géérée due à l élémet filtrat et doc les charges trasportées e aval par le fluide. Des études de laboratoire et sur le terrai ot démotré l efficacité du matériau de filtratio TCR pour réduire sigificativemet l accumulatio de charges triboélectriques avec des fluides à base d hydrocarbures o polaires. Les résultats d ue telle étude de laboratoire sot doés par la Figure 2, ci-dessous [4]. Potetiel ormalisé de charge (V) Filtratio covetioelle Filtratio TCR Débit (l/mi) Figure 2 : Effet du débit de fluide sur la charge géérée par u matériau de filtratio covetioel (carrés verts) et u matériau TCR (losages bleus) [adapté de 4]. Le cuivre das les fluides utilisés Le cuivre est gééralemet détecté das le fluide utilisé et sert d idicateur d usure des composats machie. Das les systèmes hydrauliques, o peut trouver du cuivre sous la forme d u alliage das certaies coceptios de pompes et o le recotre courammet das les échageurs de chaleur. Le cuivre e tat que métal d usure das u lubrifiat est bie cou pour catalyser l oxydatio du fluide lubrifiat [7]. À l exame d aalyses de fluide, o a découvert que des iveaux élevés de cuivre étaiet pas toujours e corrélatio avec ue dégradatio des performaces de la pompe, i ue dégradatio du fluide, ce qui était itrigat. Ue explicatio plausible était qu ue réactio d échage électrochimique se déroulait, das laquelle le cuivre des surfaces de l échageur de chaleur réagissait avec l additif de dialkylthiodiphosphate de zic (ZDDP) das le fluide, format du dialkylthiodiphosphate de cuivre (CuDDP), u composé chimique qui, comme le ZDDP, est cou pour ihiber efficacemet la formatio de produits d oxydatio [5, 6]. Étude de cas Historique de l applicatio Les doées historiques d u système hydraulique d u lamioir Américai ot motré que les iveaux de cuivre das le fluide hydraulique ISO VG 68, qui coteait des additifs ZDDP, avait augmeté d ue valeur de départ de ppm à eviro 100 ppm après six mois et d eviro 300 ppm après 12 mois. E moyee, les iveaux de cuivre avaiet augmeté de ppm/mois. L historique de maiteace de l uité de test e révélait pas de problèmes mécaiques, i de défaillaces récurretes pouvat être mises sur le compte de iveaux élevés de cuivre. De plus, la seule modificatio récete était qu u degré de filtratio plus fi avait été istallé plusieurs aées auparavat afi de dimiuer le iveau de cotamiatio das le système. Le taux d accumulatio de cuivre avait augmeté à la suite de l amélioratio du filtre; la théorie avait été émise que les élémets de filtre plus fis pouvaiet eux-mêmes avoir gééré des TEC, cotribuat aisi aux iveaux accrus de cuivre das l uité hydraulique. O a soupçoé que la géératio d ue charge électrique das le fluide facilitait l échage des catios cuivre/zic, parce qu aucue trace de débris d usure coteat du cuivre avait été trouvée. Avec u débit de 265l/mi et u volume du système de fluide de 760 litres, le taux de reouvellemet est relativemet élevé ceci red ce système de fluide sesible à l accumulatio de charges du fait de temps de relaxatio de la charge potetiellemet isuffisats. L utilisatio d élémets filtrats avec matériau de filtratio TCR pour ihiber l accumulatio de cuivre das les systèmes avec surfaces de cuivre et fluides coteat des additifs ZDDP est discutée ci-dessous. Essai pratique Au début de l essai pratique, le volume etier de fluide a été remplacé par du fluide euf; la teeur e cuivre du fluide euf das le système de fluide a été détermiée comme état de 58 ppm. Le fluide e cotiet pas de cuivre de par sa compositio. La teeur iitiale relativemet élevée e cuivre était probablemet due à des quatités résiduelles du fluide origial restées das le sys- t MARS P 19

20 APPLICATION t tème, coséquece d ue coceptio isuffisate de la purge du système. Les filtres traditioels existats, à base de matériau de filtratio e fibres de verre, ot été remplacés par des élémets filtrats perfectioés TCR, d efficacité de 5 µm(c). La Figure 4, ci-dessous, motre u schéma simplifié du système de fluide. Filtres A, B, C : élémets filtres TCR - 5 µm(c) Pompe P1 : 265 l/mi Pompe P2 : 75 l/mi Figure 3: Schéma simplifié du système de fluide. L essai pratique a été réalisé e deux phases: Phase I: fluide euf, filtratio TCR, 165 jours Phase II: même fluide, mais avec le système de filtratio origial réistallé, 161 jours Durat chaque phase, les échatillos de fluide ot été collectés périodiquemet et leur teeur e cuivre a été détermiée par spectrométrie à plasma iductif (ICP). au rythme d eviro 20 ppm/mois. À la fi de cette phase d essai, les iveaux de cuivre avaiet atteit ue cocetratio de plus de 160 ppm; voir la courbe marro (triagles creux) de la Figure 4, cidessous. Les résultats ci-dessus idiquet clairemet que la filtratio TCR a efficacemet supprimé la réactio d échage cuivre/zic et doc l accumulatio de cuivre das le fluide. Les résultats semblet égalemet idiquer que l accumulatio de charges triboélectriques est u importat cotributeur à cette réactio; bie qu il soit à oter que, jusqu à préset, le chemi exact de la réactio d échage électrochimique est icou. O postule que la charge triboélectrique plus élevée du fluide peut augmeter la vitesse de libératio du cuivre das le fluide par l échageur de chaleur. Coclusios Les résultats de l étude présetée ici démotret l efficacité de l utilisatio de la filtratio perfectioée, résistat aux charges triboélectriques (TCR), pour ihiber la réactio d échage cuivre/ zic das les systèmes avec des surfaces de cuivre et des fluides coteat des additifs ZDDP. La perspective d étedre cette étude à d autres systèmes potetiellemet affectés et d autres réactios d additifs potetielles est evisagée. La corrélatio etre l accumulatio de charges triboélectriques et les réactios électrochimiques qui provoquet le iveau élevé de cuivre das le fluide utilisé est actuellemet icoue et fera l objet d ue recherche future. par Christia M. Bauer, Ph.D. - Pall Corporatio, Port Washigto, NY, USA Service Lecteurs Résultats de l essai Durat la phase I de l essai pratique, avec les filtres TCR istallés, les iveaux de cuivre das le fluide hydraulique ot pas augmeté, mais sot restés stables aux cocetratios de cuivre iitialemet observées sur le fluide euf. La cocetratio moyee e cuivre pedat toute la phase de test était de 63 ± 5 ppm; voir la courbe bleue (carrés pleis) de la Figure 5, ci-dessous. La lige de tirets représete la cocetratio moyee. Durat la phase II de l essai pratique, avec les filtres origiaux réistallés, mais avec le même fluide que das la phase I (c est-àdire sas chagemet de fluide), les iveaux de cuivre sot restés stables pedat les deux premières semaies, puis ot augmeté Filtratio TCR Filtratio origiale Cuivre ppm Jours Figure 4: Cocetratios e cuivre e foctio du temps; filtratio TCR (bleu) vs. filtratio origiale (marro) Service Lecteurs P MARS 2011