Utiliser des vérins en environnement humide

Le bon fonctionnement d'un vérin pneumatique dépend, entre autres, du matériau utilisé, du joint ou du racleur et du lubrifiant utilisé. Tous ces éléments doivent être adaptés aux conditions environnementales respectives. Les environnements humides, par exemple à l'extérieur, dans l'industrie alimentaire ou pendant les processus de nettoyage, peuvent être très agressifs, notamment au niveau du joint et du lubrifiant. Les choix que vous devez faire pour bénéficier des avantages du pneumatique dans ces environnements également, peuvent être lus dans ce blog

La pneumatique est mise en œuvre dans divers environnements. Il peut s’agir d’une application propre, sèche, conditionnée voire extrême suite à la présence de saletés, d’humidité et de produits chimiques, notamment. L’humidité joue un rôle important dans les environnements de production où des aliments spécifiques sont transformés comme des légumes et des fruits mais aussi du fromage mozzarella. A côté de cela, pratiquement toutes les applications extérieures sont exposées à de l’humidité, et les vérins intégrés dans des éléments en métal subissent une charge supplémentaire par la présence de liquides de refroidissement/lubrification. Enfin, les processus de nettoyage génèrent un milieu humide qui peut contenir des produits chimiques (agressifs).

L’influence de l’eau et autres liquides

L’eau est le liquide le plus connu et le plus courant qui rend un environnement (de production) ‘humide’. Elle peut avoir un effet chimique sérieux sur les vérins pneumatiques et leurs joints. C’est ce qu’on appelle l’hydrolyse: un processus où une liaison chimique - dans le cas présent le matériau étanche – se fissure sous l’absorption d’eau. Le matériau étanche se décompose et perd finalement son effet d’étanchéité. Le risque que le vérin commence à fuir est alors important.

Une humidité importante dans l’air peut conduire à la formation de condensation lorsque les différences de température sont suffisantes. L’eau se dépose alors sur les composants, ce qui peut initier un processus d’hydrolyse. Les matériaux d’étanchéité ou de raclage absorbent l’eau, gonflent et deviennent mous. Il se peut alors que le joint ou le racleur soit poussé hors du nez.

Enfin, l’eau peut attaquer la graisse de la tige du piston ou l’éliminer (certainement lors d’un nettoyage à haute pression), neutralisant l’effet lubrifiant. Il en résulte une usure plus importante, un niveau sonore supérieur et un risque élevé de grippage du vérin. Une marche à sec de la tige du piston peut aussi provoquer un dégât mécanique au joint. Si aucune mesure n’est prise, une corrosion peut se former sur la tige et des particules abrasives peuvent endommager le joint.

Outre l’eau, les vérins pneumatiques mis en œuvre dans les environnements de production sont exposés à d’autres fluides. Il peut s’agir d’huile, de liquides de refroidissement/lubrification et d’agents de nettoyage. Ces fluides peuvent avoir une influence néfaste sur les joints et les tiges de piston comme décrit plus haut (sauf l’hydrolyse) et entraîner des conséquences similaires : des fuites et finalement un arrêt dû au grippage.

Solutions

Pour pouvoir utiliser idéalement un vérin pneumatique dans des environnements (de production) humides, il est donc important d’être attentif au matériau du vérin et du joint mais aussi à la graisse. Pour le vérin (la tige) proprement dit, l’acier inoxydable (AISI 316 par exemple) est généralement le matériau le plus adapté. La formation de rouille sur le tige du piston suite à l’humidité est limitée au minimum. Pour le type de graisse, le fournisseur du vérin est le mieux placé pour recommander le bon produit.

En ce qui concerne le joint, plusieurs choix conviennent à diverses applications. Les joints suivants sont assez courants et efficaces dans les environnements humides :

1. Joint de piston PUR P5600

2. Joint de piston marche à sec

3. Joint de piston FKM

Chacun de ces joints résiste à l’humidité. Le joint pour la marche à sec résiste à un fonctionnement à sec pendant une courte période. Le joint FKM résiste aux produits chimiques et aux températures élevées que l’on retrouve par exemple dans les processus de nettoyage.

Quel vérin pour quelle application?

Sur base des joints disponibles, nous vous proposons une description de vérins adaptés aux applications dans des environnements (de production) humides et les applications potentielles.

Joint PUR P5600

Les vérins équipés d’un joint PUR P5600 (PUR signifie: polyuréthane) peuvent être considérés comme des versions standard pour un usage dans des environnements de production humides. Ces vérins offrent une haute résistance au processus d’hydrolyse cité plus haut mais aussi aux acides et aux bases. De plus, le matériau est approuvé par la FDA.

Pour ces raisons, ces vérins sont notamment mis en œuvre dans l’industrie agro-alimentaire et les applications où il y a de l’eau, des acides et des bases (agents de nettoyage), à condition que la température reste dans les limites de -20 – 80 °C. Le vérin peut avoir un contact direct avec les aliments.

Veillez à ce que les vérins soient déployés lors du processus de nettoyage. En cas de marche à sec de la tige du piston, la durée de vie va rapidement diminuer puisqu’il n’y a plus de graisse sur la tige.

Exemples de vérins pneumatiques de notre assortiment intégrant un joint PUR P5600: DSBF, CRDSNU, CRDNG, DGRF

Joint pour la marche à sec – version A3

Si on fait un pas de plus dans les applications, on trouve les tiges de piston équipées d’un joint pour la marche à sec. La durée de vie du vérin reste inchangée, même lorsque la graisse sur la tige a disparu et d’un fonctionnement à sec. A l’instar de la variante PUR P5600, ces vérins offrent une bonne résistance à l’eau, aux acides et aux bases, et le matériau du joint est approuvé par la FDA.

Les applications se situent en grande partie dans l’industrie agro-alimentaire. Avec cette version, aucun problème ne se pose si la graisse sur la tige du piston est enlevée lors du processus de nettoyage : le joint résiste à la marche à sec et le vérin continue de fonctionner de manière fiable.

Les restrictions se situent dans l’utilisation de matériaux plus coûteux par rapport à la version PUR P5600. Ce type de joints offrent une bonne résistance à la marche à sec mais ils sont plus souples. Si des particules solides atteignent la tige, elles peuvent facilement provoquer des rainures au joint, et donc entraîner des fuites.

Exemples de vérins pneumatiques de notre assortiment intégrant un joint de marche à sec: DSBC, DSBF, DSBG, CRDSNU, DGRF

Joint FKM

Enfin, il y a les vérins pneumatiques équipés d’un joint FKM. FKM est l’abréviation de fluoroélastomère selon la norme américaine ASTM. Le système DIN/ISO applique l’abréviation FPM pour le même matériau. Beaucoup de personnes les connaissent aussi sous l’appellation de joint Viton.

Un avantage important de ce matériau est sa haute résistance aux produits chimiques – surtout les acides – ainsi qu’à l’eau et à l’huile. Ce joint résiste aussi aux températures élevées. Les applications se situent là où les joints PUR P5600 atteignent leurs limites face aux produits chimiques ou par exemple le liquide de refroidissement des machines-outils. Les joints FKM sont adaptés aux processus de nettoyage et aux applications où le joint de la tige est régulièrement en contact avec l’eau et les acides.

Les restrictions se situent notamment dans le fait que ces joints ne résistent pas aux températures inférieures à 0 °C et à leur faible résistance aux bases (valeur du pH supérieure à 9). Le matériau FKM ne résiste pas non plus aux particules, à la rouille et à la poussière suite à sa faible résistance au déchirement et à l’usure, ce qui raccourcit sa durée de vie par rapport aux joints PUR.

Le joint FKM est disponible en option sur les vérins suivants : DSBC, DSBG, DSBF, CRDSNU.

Pour conclure

Les vérins pneumatiques de Festo pour les environnements de production humides sont tous équipés d’une tige de piston en AISI 316. Des variantes en R3 sont disponibles pour une meilleure résistance à la corrosion.

vue d'ensemble
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