Zanieczyszczenie układu hydraulicznego: przyczyny i rozwiązania
Rysy na tej szpuli spowodowane cząstkami rdzy (zanieczyszczenie wodą) spowodowały zakleszczenie tego zaworu.
Dlaczego wyobrażam sobie te rzeczy? Problemy te często dotyczą trudnych usterek, które spowodowały telefoniczne wezwanie klienta w celu przeprowadzenia szkolenia w zakresie konserwacji hydrauliki. Uszkodzone okablowanie jest łatwiejszym z tych problemów do wyśledzenia i szybkiego rozwiązania. Szkodliwe zanieczyszczenia cząsteczkowe są często mniejsze niż te, które można zobaczyć gołym okiem.
Hydrauliczne układy sterowania ruchem – a także hydrauliczne układy sterowania siłą (np. Układy hamulcowe) – nigdy nie były przeznaczone do cyrkulacji szlamu. Gdy nierozpuszczalne cząstki zmieszają się z płynem hydraulicznym, powstaje szlam. Ciała stałe w cieczy to recepta na kłopoty. Cząstki unoszone w strumieniach z dużą prędkością mogą być wpychane w prześwity, powodując zakleszczanie się zaworów. Płyn hydrauliczny musi być czysty. Problem pomoże rozwiązać hydraulik Warszawa Bielany.
Kiedy byłem młodym chłopcem, dorastającym w latach 70. przy wyrębie i maszynach do tartaków, nie było niczym niezwykłym spuszczanie oleju hydraulicznego do wiadra podczas naprawy węża, a następnie wlewanie go z powrotem do zbiornika po zakończeniu pracy. Maszyny te były prymitywne i nieefektywne z prostymi pompami zębatymi i bezpośrednimi zaworami suwakowymi obsługiwanymi dźwignią. Nie twierdzę, że wydajność układu hydraulicznego nie pogorszyła się, gdy żwir i trociny przeszły przez system wielokrotnie, ale nie było żadnych sporadycznych lub katastrofalnych awarii. Nie był to wspaniały proces napraw ani kultura konserwacji, ale koszt nie miał wówczas dużego wpływu na działalność.
Gdy płyn hydrauliczny jest mocno zanieczyszczony, częściej dochodzi do awarii podzespołów.
Dzisiejsze układy hydrauliczne mają małe obwody pilotowe z elektronicznie sterowanymi zaworami ciśnieniowymi. Te zawory redukujące ciśnienie wytwarzają precyzyjną siłę hydrauliczną potrzebną do przesunięcia suwaka proporcjonalnego zaworu kierunkowego do pożądanego otworu przepływu. Zawory pilotowe wytwarzające tak precyzyjne ciśnienie w niektórych przypadkach poruszają się o mniej niż 1 mm (ok. 3⁄64 cala). Części wewnętrzne mają wąskie tolerancje i są małe – często odpowiadają one skali części znalezionych w długopisie lub zegarku na rękę. Siły wytwarzane przez te elektromagnesy o zmiennym prądzie są niskie. Są to również zawory stosowane jako pierwsza warstwa sterowania hydraulicznego w bardzo dużych koparkach budowlanych i koparkach czy do sterowania równiarką. Cząstka o odpowiednim rozmiarze i kształcie może zablokować zawór pilotowy i spowodować, że cała maszyna nie będzie działać przez dłuższy czas. Ponadto zawory używane do funkcji bezpieczeństwa mogą ulec awarii, gdy obecne są cząsteczki. Na stronie hydraulik Warszawa jest wiecej ifnromacji. Cząsteczki rdzy, pyłu środowiskowego, a także kawałki metali ulegających zużyciu należy usunąć z płynu, jeśli system ma działać niezawodnie.
Podczas napełniania nowym płynem
Szybkozłączki
Przez oddech
Rysy na tłoczysku siłownika
Złe uszczelki górnej części zbiornika
Otwarte porty podczas naprawy
Zużyte uszczelki
Fabrycznie nowy płyn hydrauliczny
Nieostrożne przechowywanie w bębnie może spowodować zanieczyszczenie u źródła.
Jak te zanieczyszczenia dostają się do środka? Istnieje wiele ścieżek wejścia. Niektóre z tych cząstek są nawet wytwarzane we wnętrzu układu hydraulicznego. Woda jest powszechnym zanieczyszczeniem płynnym, które pomaga w tworzeniu niezwykle twardych cząsteczek tlenku żelaza dokładnie tam, gdzie wewnątrz zaworu tworzy się łata rdzy.
Czasami dzban / bęben / torba z nowym płynem są już zanieczyszczone. Dzieje się tak, ponieważ sama rozlewnia lub rozlewnia była brudna, pojemnik, w którym był przechowywany, był brudny lub pojemnik został zanieczyszczony przez wielokrotne nieostrożne otwieranie i zamykanie.
Nieostrożna procedura napełniania bez odpowiedniej filtracji i czyszczenia spowoduje wciągnięcie zanieczyszczeń do układu wraz z nowym olejem. Stara praktyka używania otwartego wiadra i lejka do napełniania zbiornika hydraulicznego powinna pozostać w przeszłości, jeśli celem jest niezawodne działanie. Dostępne są znacznie lepsze metody napełniania, które wykorzystują pompę filtrującą do pobierania płynu z beczki lub torby i pompowania go bezpośrednio do zbiornika przez łącznik z boku zbiornika.
Zanieczyszczenie układu hydraulicznego łopaty CDI z wkładką
Te małe, maleńkie elementy są integralną częścią działania tej masywnej łopaty.
Korki odpowietrzające / wlewowe starszego typu mają bardzo porowatą siatkę (typowo 40 mikronów i większa). Nie są w stanie powstrzymać zakażenia. Jeśli ktoś skracał proces napełniania, wpuszczając świeży płyn przez port odpowietrzający, staje się on doskonałym punktem wejścia dla zanieczyszczeń.
Szybkozłączki znajdują się w maszynach jako punkty testowe, mocowania akcesoriów i punkty napełniania zbiorników. Jeśli nie są całkowicie nieskazitelne przed wykonaniem połączenia, zanieczyszczenia są bezpośrednio wtłaczane do systemu.
Z mojego doświadczenia wynika, że pięć najpowszechniejszych typów cząstek stałych występujących w płynie układu hydraulicznego to:
Metale
Krzemionka
Elastomery
Włókna
Rdza
Cząsteczki metalu są powszechne
Cząsteczki metalu dostają się do układu hydraulicznego, gdy wąż wzmocniony drutem jest cięty na odpowiednią długość za pomocą tarczy ściernej, tuż przed zamocowaniem złączek zaciskanych. Coraz popularniejszą praktyką, którą należy traktować jako standard, jest czyszczenie wszystkich przewodów przed instalacją pociskiem czyszczącym napędzanym sprężonym powietrzem.
Mikroskop CDI
Wiele cząstek, takich jak pokazane 30 mikronowe, zielone cząstki mineralne, nie może być zobaczonych bez mikroskopu.
Opiłki z wiercenia, gwintowania i produkcji metalowego zbiornika hydraulicznego są powszechne. Fragmenty metalu powstają również, gdy ruchome części wchodzą ze sobą w bezpośredni kontakt. Jest to powszechne w pompach i zaworach, gdy lepkość oleju hydraulicznego jest zbyt mała. Ciśnienie portu wylotowego pompy zębatej często napędza hartowane koła zębate w stronę wlotu obudowy, powodując zacieranie i tworzenie wiórów aluminiowych lub stalowych. Niektóre mobilne maszyny podnoszące z cylindrami o dużym skoku, których cykl życia przekroczył oczekiwany okres użytkowania, mogą wytwarzać metalowe drzazgi i opiłki, gdy tłok szoruje wnętrze cylindra. Dzieje się tak, gdy wewnętrzna rura ograniczająca ma niewystarczającą długość.
Uszkodzenie kawitacji CDI
Kawitacja rozrzuciła kawałki metalu wyrwane z tej płyty w całym układzie hydraulicznym.
Pompa, która cierpi na kawitację, również będzie generować cząsteczki metalu. Nadmierne ograniczenie przepływu po stronie wlotowej pompy powoduje powstanie pustych przestrzeni parowych, które implodują w pobliżu wylotu wysokiego ciśnienia. Podczas implozji powstała fala uderzeniowa uszkadza metalowe powierzchnie i wyrywa drobne cząstki. Bardziej miękkie metale wewnątrz pompy – takie jak brąz lub aluminium – są najbardziej podatne na uszkodzenia spowodowane erozją. Twardsze materiały, takie jak stal, również mogą ulec uszkodzeniu spowodowanemu erozją, jak to się dzieje, gdy uciekający cylinder pod ujemnym obciążeniem tworzy strefę skrajnie niskiego ciśnienia na wylocie częściowo otwartego zaworu przepływowego lub kierunkowego. Niektórzy badacze odkryli, że obecność cząstek stałych w oleju hydraulicznym jeszcze bardziej ułatwia tworzenie się pęcherzyków kawitacyjnych.
Cząsteczki metalu, które pozostają w zawiesinie, mogą powodować dodatkową erozję, gdy uderzają o wycięcia pomiarowe cewki zaworu i krawędzie otworów zaworowych podczas przepływu o dużej prędkości, który ma miejsce podczas pierwszego otwarcia zaworu lub tuż przed jego zamknięciem.
Po zbadaniu samego uszkodzenia cząstek metalu i skutków niekontrolowanej pracy, które mogą wystąpić, można zobaczyć, jak ważne jest utrzymanie czystości płynu hydraulicznego i powstrzymanie sił kawitacji.
Zapobiegaj zatykaniu się miękkich włókien
Uszkodzenie uszczelnienia na skutek kawitacji może oznaczać przecieki wewnętrzne, jak również chwilowe usterki.
Włókna z drewna, kartonu, papieru, ręczników sklepowych i szmat są powszechnie spotykane w płynach hydraulicznych. Rozpadające się cząsteczki zanieczyszczeń elastomerowych pochodzą z węży, o-ringów i uszczelek. Chociaż są to bardziej miękkie zanieczyszczenia, mogą łatwo zatykać dyszę sterującą lub tłumiącą. Drobne cząsteczki krzemionki (dwutlenek krzemu) często występują w wierzchniej warstwie gleby. Piasek kwarcowy to krzemionka. Inne minerały skalne i pył na betonowej podłodze lub jezdni również zawierają krzemionkę. Te twarde cząstki o ostrych krawędziach powodują katastrofalne awarie zaworów w maszynach mobilnych pracujących w takich warunkach.
Filtry nie mają na celu kompensacji złych ogólnych praktyk konserwacyjnych, w przypadku których podejmuje się niewielkie próby prawidłowego działania systemu i utrzymywania jego otoczenia w jak najczystszym stanie. Jeśli raporty z analizy płynu hydraulicznego stale pokazują nadmierne poziomy cząstek dla danego systemu, pomocne może być skorzystanie z pomocy niezależnego eksperta w dziedzinie filtracji i kontroli zanieczyszczeń, który może zidentyfikować źródło zanieczyszczeń, pomóc w zaprojektowaniu ulepszonych praktyk konserwacyjnych lub wybrać i określić więcej skuteczne produkty i systemy filtracyjne.
Przykłady filtrów CDI
Filtry są zaprojektowane tak, aby pomagać w utrzymaniu czystości płynu, a nie rekompensować złych działań i praktyk konserwacyjnych.
Nieuniknione jest, że niektóre zanieczyszczenia przedostaną się do układu hydraulicznego. Aby uzyskać niezawodne działanie układu hydraulicznego, ważne jest, aby znaleźć metody kontroli gromadzenia się zanieczyszczeń, a następnie konsekwentnie je stosować, nawet po opuszczeniu terenu przez eksperta ds. Kontroli zanieczyszczeń.
Łatwo jest przeoczyć okresy pracy przegrzanego układu i zapomnieć, że okresy te mogą pomóc w tworzeniu szlamu w płynie lub powodować nadmierne zużycie metal-metal, gdy ciepło sprawiło, że olej jest zbyt rzadki. Pełny obraz kontroli zanieczyszczeń wymaga czujności, współpracy i własności od wszystkich, którzy wchodzą w interakcję z dowolnym systemem hydraulicznym. Operatorzy maszyn mają zwykle za zadanie dokonywanie wymiany filtrów lub wymianę zużytych przewodów hydraulicznych. Często szkolenie, które otrzymują (jeśli w ogóle), oraz instrukcje w podręczniku konserwacji obejmują tylko minimalne kroki związane z zadaniem, bez względu na strategie kontroli zanieczyszczeń. Podnoszenie świadomości konsekwencji nadmiernego zanieczyszczenia płynu może odgrywać kluczową rolę w osiągnięciu niezawodnej wydajności układu hydraulicznego.
Chociaż z pewnością istnieją techniczne aspekty zrozumienia i kontrolowania zanieczyszczenia płynami, praktyka operacyjna i konserwacyjna wysuwa na pierwszy plan czynnik kulturowy i ludzki, aby wnieść najważniejszy wkład.