DÉCHARGE ÉLECTROSTATIQUE – UNE RÉVÉLATION CHOQUANTE !

Nous avons récemment partagé avec vous un article sur l'effet dommageable du varnish sur vos systèmes hydrauliques.
 
Ici, Sam Keating (Directeur de laboratoire au Service Fluid Care, Hydac Technology Ltd.) traite de la décharge électrostatique qui se produit lorsque l'huile et le filtre se chargent électrostatiquement.

 

Une décharge électrostatique se produit en raison d'un transfert d'électrons entre les matériaux ; la raison de ce transfert ressort de la série triboélectrique qui indique l'affinité des électrons du milieu filtrant et de l'huile.

 

Le milieu filtrant est habituellement composé de fibres de verre qui cèdent plus volontiers des électrons et se chargent positivement, l'huile étant en revanche plutôt disposée à absorber des électrons et à se charger négativement. Lorsque ces matériaux se séparent, la tension augmente ; dès que celle-ci dépasse 3 kV/mm, il se forme des étincelles de décharge.

  • Discharges in filter element

  • Discharge outside of the system

  • Discharges in a hydraulic tank

  • Discharge at a tooling machine

Outre le fait que ces étincelles contribuent à la formation de varnish, elles provoquent les problèmes suivants :

 

  • Des trous se forment, par brûlage, dans les couches filtrantes, ce qui transforme en réalité votre filtre de 3 µm en un filtre de 200 µm.
  • Migration des étincelles – On considère souvent ceci comme une solution possible pour lutter contre la décharge électrostatique, en rendant le filtre conducteur, mais ceci conduit seulement au fait que la formation d'étincelles sur le filtre est empêchée. La charge continue à s'accumuler et se décharge alors dans des zones critiques au point de vue sécurité, par exemple dans la cuve. Dans la cuve, il y a un risque que la vapeur de brouillard d'huile s'enflamme et provoque un incendie ou une explosion.
  • Les huiles d'une grande conductivité, supérieure à 500 pS/m en règle générale, sont moins sensibles à la décharge électrostatique car elles disposent de plus de voies d'écoulement des électrons. Ces huiles font normalement partie des huiles de base vieillies du groupe 1, dont la conductivité supérieure repose sur la présence de métaux de terre lourds comme le zinc. Les huiles d'une conductivité inférieure, inférieure à 500 pS/m en règle générale, sont plus sensibles à la décharge électrostatique ; ces huiles sont normalement les huiles de base plus fortement raffinées des groupes 2 et 3.

 

Par suite, la mesure de la conductivité de l'huile est le premier paramètre dans la détermination du risque de décharge électrostatique. Les autres indicateurs de risque sont les suivants :

 

  • Charge de travail sur le filtre – Si une faible conductivité s'accompagne d'une charge de travail, sur le filtre, de plus de 0,1L⋅min-1cm-2, ceci augmente sensiblement la probabilité d'une formation d'étincelles.
  • Conditions froides – La conductivité est en corrélation positive avec la température. Il en résulte que, lors de la mise en service à froid, la conductivité peut être sensiblement inférieure aux 500 pS/m conseillés, ce qui peut provoquer une accumulation de charge.
  • État de l'huile – Cet article examine essentiellement les produits d'oxydation et, comme ceci a déjà été expliqué, la décharge électrostatique est une cause de la formation de varnish ; il est par conséquent évident qu'une augmentation de la quantité de varnish est un indicateur potentiel de décharge électrostatique.
  • Signes physiques – Lorsqu'une décharge électrostatique se produit, ceci peut constituer des indicateurs clairs de la formation d'étincelles qui se déroule. Si vous vous rapprochez du boîtier du filtre, vous percevrez peut-être même le bruit des décharges électrostatiques qui ne cessent de se produire. Par ailleurs, l'élément filtrant lui-même présente des signes d'endommagements par combustion. Ce processus peut être traité sans problèmes par un laboratoire possédant une énorme expérience de l'analyse des éléments filtrants usagés.
  • Burned filter element

  • Increased formation of oil degradation products (varnish)

  • Interference of electronic components

  • Burned breather filters

Take note, if you think your system could be at risk of ESD occurrence, making your filter conductive is not a solution! It is essential that the interaction process is stopped at the source; by preventing the electron transfer in the first place, the charge does not build up and the risk of sparking is mitigated. This is something that can be achieved through HYDAC Stat-Free®, or even HYDAC Stat-X®, filter elements in extreme circumstances.
 
Through our extensive hydraulic experience our engineers are able to review your filter element, detect issues and provide solutions to ensure your systems keep running.
 
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