33-99No. Mufu E Rd., Gulou District, Nanjing, Čína [email protected] | [email protected]
33-99No. Mufu E Rd., Gulou District, Nanjing, Čína [email protected] | [email protected]
Kromě přenosu energie má naftový olej ještě jednu zásadní funkci: mazání. Obě funkce – přenos energie a mazání – jsou výrazně ovlivněny viskozitou. To činí viskozitu nejdůležitější vlastností hydraulického oleje.
Mazání je proces snižování tření mezi dvěma povrchy, které jsou v kontaktu a pohybují se vzhledem k sobě.
Mazání je zásadní funkcí hydraulického oleje. Bez mazání by tření mezi pohyblivými částmi způsobilo nadměrné opotřebení a vznik tepla. 
Tření je síla, která působí proti pohybu. I povrchy, které vypadají hladce, jsou mikroskopicky drsné. Když se dva povrchy třou o sebe, dochází ke kontaktu jejich mikroskopických výstupků, které se deformují, dočasně svaří a následně odtrhnou – právě toto odtrhování představuje tření. Čím je povrch drsnější, tím větší je potřebná síla pro posun a tím více tření vzniká.
Obrázek 3-1: Tření vzniká, když se mikroskopické výstupky dvou povrchů dotknou, dočasně svaří a odtrhnou při posunování povrchů.
Je-li mezi dvěma kovovými povrchy přítomna olejová vrstva, eliminuje se přímý kovový kontakt. Povrchy se místo toho posouvají po olejové vrstvě, čímž se tření výrazně snižuje.
Jakékoli kapalné prostředí může vytvořit olejovou vrstvu, avšak některé kapaliny jsou k tomu vhodnější než jiné. Voda například byla použita jako první hydraulická kapalina, avšak její vrstva je slabá a snadno se poruší. Hydraulický olej na bázi ropy vytváří mnohem pevnější a odolnější vrstvu.
Mazivost je schopnost kapaliny vytvořit vrstvu, kterou je obtížné porušit. Závisí na:
Petrolejový hydraulický olej má vynikající mazací vlastnosti. Pokud jej nalijete na ocelovou desku, uvidíte, že se na povrchu vytvoří silný, tlustý olejový film, který tam zůstane. Pokud na tutéž desku nalijete vodu, vytvoří se tenký film, který se však snadno rozpadne. Pokud nalijete rtuť, sbalí se do kuliček – rtuť téměř nepadá na ocel, takže její mazací vlastnosti jsou velmi špatné.
Obrázek 3-2 Porovnání mazacích vlastností. Dobré mazací vlastnosti vyžadují jak přirozeně tlustý film, tak silnou adhezi k kovovému povrchu. Olej splňuje obě podmínky.
Správná viskozita hydraulického oleje musí vyvážit dvě potřeby: olej musí být dostatečně viskózní, aby vytvořil dobrý film, ale zároveň dostatečně tekutý, aby se volně proudil. Tuto rovnováhu probereme dále.
Olej má ve hydraulickém systému dvě důležité funkce:
Obě tyto funkce — a jejich konečný vliv na systém — jsou výrazně ovlivněny viskozitou. Nejprve si tedy definujme viskozitu a poté prozkoumejme její vliv na tvorbu tepla, mazání, dynamické mazání, průtok v mezerách a další.
Jako všechny kapaliny je i hydraulický olej na bázi ropy tvořen molekulami, které se navzájem přitahují. Molekulární přitažlivost v kapalině je mnohem silnější než v plynu, ale slabší než v pevné látce (kde jsou molekuly pevně zakotveny na pevných pozicích). Protože kapalné molekuly mohou klouzat po sobě, může kapalina proudit nepřetržitě.
Viskozita je vlastnost, která brání proudění kapalných molekul po sobě — jedná se o formu vnitřního tření. Kapalina s vysokou viskozitou (např. med nebo melasa) proudí pomalu a s velkým odporem. Kapalina s nízkou viskozitou (např. voda nebo rafinovaný rostlinný olej) proudí snadno.
Jak bylo uvedeno výše, kapalina se skládá z molekul, které jsou v neustálém pohybu a navzájem se přitahují. Pokud se molekuly pohybují pomalu, je mezi nimi silnější přitažlivost a odpor proti toku je větší — viskozita je vysoká. Pokud se molekuly pohybují rychle (při zahřátí), přitažlivost mezi nimi slabne a viskozita klesá.
Studený melasa z ledničky má velmi vysokou viskozitu — vylévá se pomalu a s námahou. Zahřejte ji na vařiči, molekuly se urychlí, přitažlivost mezi nimi slabne, viskozita klesne a kapalina se snadno protlačí skrz nálevku.
Jedním ze způsobů měření viskozity oleje je metoda Sayboltových univerzálních sekund (SUS, také označovaných jako SSU). SI jednotkou je centistokes (cSt). Označení SUS pochází od George Saybolta, který v roce 1919 navrhl Sayboltův viskozimetr americkému úřadu pro standardizaci (US Bureau of Standards).
Metoda: Kapalinu nalijte do nádoby a zahřejte na požadovanou teplotu testu. Vytáhněte spodní zátku a současně spusťte stopky. Zastavte stopky v okamžiku, kdy právě 60 mL kapaliny proteče do baňky. Uplynulý čas v sekundách představuje viskozitu vyjádřenou v jednotkách SUS při dané teplotě.
Příklad: Pokud olej zahřátý na 100 °F (37,7 °C) proteče za 143 sekund, je jeho viskozita 143 SUS při 100 °F (37,7 °C). Pokud stejný olej zahřátý na 130 °F (54,4 °C) proteče za 82 sekund, je jeho viskozita 82 SUS (17,7 cSt) při 130 °F (54,4 °C). Viskozita je vždy závislá na teplotě, proto je nutné uvést vždy jak hodnotu, tak teplotu. Vyjádření „150 SUS (32 cSt)“ bez uvedení teploty je zkratkou pro 150 SUS (32 cSt) při 100 °F (37,7 °C).
Obrázek 3-5: Sayboltův viskozimetr. Olej je zahřát na stanovenou teplotu a poté se měří čas, za který právě 60 mL oleje proteče do baňky. Čas v sekundách odpovídá viskozitě v jednotkách SUS.
Viskozita se také mění s tlakem v systému. S rostoucím tlakem roste i viskozita (jak ukazuje křivka na obrázku). Zvýšení tlaku z 0 na 3 000 psi (207 bar) může zvýšit viskozitu typického průmyslového hydraulického oleje přibližně o 40 %.
Obrázek 3-6: Viskoze roste s tlakem. Při tlaku 3 000 psi (207 bar) může být viskozita o 40 % vyšší než při atmosférickém tlaku.
Viskozita má přímý vliv na tvorbu tepla. Olej s vysokou viskozitou (např. 500 SUS / 107,9 mm²/s) vyvolává větší odpor proti proudění uvnitř systému než olej s nízkou viskozitou (např. 150 SUS / 32 mm²/s), čímž v systému vzniká více tepla.
U většiny hydraulických systémů je pracovní rozsah viskozity 150–250 SUS (32–53,9 mm²/s) při 100 °F (37,7 °C).
Viskozita je odpor proti toku, takže by se mohla zdát nežádoucí. Má však významný vliv na mazání – je zásadní pro vytvoření kvalitní olejové vrstvy. Vyšší viskozita znamená tlustší a pevnější vrstvu. Olej však musí také volně protékat, proto musí správná viskozita vyvážit obě tyto požadavky.
Obrázek 3-7: Tloušťka olejové vrstvy se mění v závislosti na viskozitě. Vysoká viskozita poskytuje tlustší vrstvu, ale zvyšuje odpor proti toku. Nízká viskozita umožňuje snadný tok, avšak tenká vrstva se může pod zatížením roztrhnout.
Schopnost vytvořit pevnou olejovou vrstvu je důležitou vlastností hydraulického oleje na bázi ropy. Tuto schopnost označujeme jako mazivost. Může se zdát, že součásti pohybující se vysokou rychlostí je obtížné mazat, protože rychlost by mohla vrstvu smést – ve skutečnosti však viskozita kapaliny tomu obvykle zabrání.
Když stojí nepohybující se kovový blok na namazaném kovovém povrchu a síla jej tlačí, zvedne se přední okraj bloku mírně. Olej odolává vytlačování (kvůli viskozitě) a pod blokem se vytvoří olejová „klinová vrstva“. Tato klinová vrstva blok podporuje během pohybu – podobně jako loď na vodě. Pokud zůstává tlak působící na pohybující se blok v určitém rozmezí, zabrání olejová klinová vrstva přímému kovovému kontaktu povrchů. Tento jev se nazývá dynamické (hydrodynamické) mazání.
Nízkoviskózní kapaliny, jako je voda, jsou za podmínek nízké rychlosti a vysokého zatížení snadno vytlačeny – klinová vrstva se nemůže plně vytvořit a mazací film se snadno poruší.
Když jsou komponenty systému v pohybu, hydrodynamický proces zajišťuje dobré mazání. Avšak při startu nebo v případě nadměrného tlaku pohánějícího komponenty se stává rozhodující schopnost oleje vytvořit pevný mazací film (mazivost).
Obrázek 3-8 Hydrodynamické mazání. Při pohybu bloku se vytvoří olejová tlaková vrstva, která zatížení udržuje a zabrání přímému kovovému kontaktu mezi povrchy.
Viskozita také ovlivňuje, jak dobře olej uzavírá těsné mezery mezi pohyblivými částmi. Mnoho hydraulických komponent (čerpadla, motory, ventily) spoléhá na kovové uzavření – například mezi pístem a válcem pístového čerpadla nejsou žádná pryžová těsnění. V mezeře je pouze tenká olejová vrstva.
Mezery mezi těmito částmi působí jako pevné trysky – neustále omezuje malý únikový průtok. Tento únik zároveň mazá i utěsňuje. Příliš malý únik znamená nedostatečné mazání; příliš velký únik znamená, že systém ztrácí průtok, klesá účinnost a vzniká nadbytečné teplo.
Pro nejlepší utěsnění by měly být vůle co nejmenší — avšak ne tak malé, aby olej nemohl plnit svou mazací funkci, ani tak velké, aby docházelo k nadměrnému úniku.
Je-li viskozita oleje příliš nízká (olej je příliš řídký), zvyšuje se únik oleje přes vůle. To snižuje průtok dosahující hydraulických aktuátorů a způsobuje nadměrné zahřívání. Je-li viskozita příliš vysoká, mazací film se stále vytváří, avšak odpor proti průtoku roste a účinnost systému klesá.
Obrázek 3-9: Vliv nízké viskozity na vnitřní únik. Při použití řídkého oleje se zvyšuje únik přes kovové vůle mezi součástmi, čímž se snižuje průtok dosahující aktuátoru.
Viskozita hydraulického oleje je důležitým parametrem hydraulického systému. Avšak viskozita se mění s teplotou, proto pokud systém nedokáže udržovat konstantní provozní teplotu, musí zůstat viskozita oleje v rámci provozního teplotního rozsahu relativně stabilní.
Index viskozity (VI) popisuje, jak moc se viskozita mění s teplotou. Tento vztah využívá standardní ASTM (American Society for Testing and Materials) graf viskozity v závislosti na teplotě: když je viskozita oleje při dvou různých teplotách zakreslena do tohoto grafu, výsledkem je přímka. Viskozi při jakékoli jiné teplotě lze poté odečíst z této přímky (tato metoda je platná pro základní oleje bez chemických přísad; přísady mohou ovlivnit přirozený vztah mezi viskozitou a teplotou).
Jsou-li dvě křivky olejů zakresleny do stejného grafu, je vodorovnější přímka tou, která odpovídá oleji s vyšším indexem viskozity. Například:
Křivka oleje A je plošší – jeho viskozita se s teplotou mění méně – a proto má olej A vyšší index viskozity.
Když byl poprvé představen koncept indexu viskozity (VI), měřítko sahalo od 0 (nejhorší, nejcitlivější na teplotu) do 100 (nejlepší, nejméně citlivý na teplotu). Moderní rafinační metody dokážou vyrábět oleje s indexem VI vyšším než 100. V moderních hydraulických systémech se obvykle vyžaduje index VI ≥ 90, avšak u systémů provozovaných při relativně stálé teplotě je index VI méně důležitý.
Obrázek 3-10: ASTM graf závislosti viskozity na teplotě. Čím více je křivka vodorovná, tím vyšší je index viskozity – olej je méně citlivý na změnu teploty.
Petrolejový hydraulický olej je vhodným mazivem pro hydraulické systémy, avšak má určitý rozsah viskozity, ve kterém funguje nejlépe. Pokud je viskozita oleje příliš nízká, je olejová vrstva příliš tenká (podobně jako voda) a součásti se opotřebují. Je-li viskozita příliš vysoká, olej se nedokáže dostatečně rychle dostat do ložisek a součásti trpí nedostatkem maziva.
Rotativní součásti hydraulické čerpadla a motory potřebují zejména dobré mazání ložisek. Výrobci čerpadel stanoví rozsah viskozity pro své výrobky. Pokud jsou tyto součásti řádně mazány, jsou také všechny ostatní součásti systému řádně mazány.
Jakmile je požadovaný rozsah viskozity znám, rozsah provozní teploty systému určuje, který specifický hydraulický olej vybrat. Pokud například systém vyžaduje viskozitu mezi 70250 SUS (1554 cSt) a provozní teplota je 80140°F (26,760°C), vyberte olej Y. Pokud je teplotní rozsah 110170°F (43,376,7°C), vyberte olej Z.
Dokonce i v průmyslovém prostředí může být teplota velmi nízká. Aby se zajistilo, že čerpadlo může při spuštění čerpat olej normálně, výrobci čerpadel stanoví maximální přípustnou viskozitu při spuštění: typicky 1 000 SUS (216 cSt) pro pístové čerpadla a 7 500 SUS (1 618 cSt) pro čerpadla s lopatkami
Obrázek 3-11 Výběr třídy oleje podle provozní teploty. Šedý pruh ukazuje použitelný rozsah viskozity. Vyberte olej, jehož pruh zahrnuje váš rozsah provozní teploty.
ASTM graf viskozity neuvádí teplotu tuhnutí. Při velmi nízkých teplotách přestane petrolejový olej zcela tekout – voskovité parafinové krystaly se z oleje vysrážejí a blokují tok. Teplota tuhnutí je nejnižší teplota, při které hydraulický olej ještě může tekout, změřená za laboratorních podmínek ASTM.
V reálném systému, pokud je splněna maximální požadovaná viskozita při startu, obvykle není nutné teplotu tuhnutí zvlášť kontrolovat. Pokud však může být systém provozován za extrémně nízkých teplot, musí být teplota tuhnutí oleje alespoň o 20 °F nižší než minimální očekávaná provozní teplota.
Údaje o teplotě tuhnutí daného oleje lze nalézt v technickém listu výrobku.
Jak hydraulický systém pracuje den za dnem, je petrolejový olej vystaven náročným podmínkám. Může dojít k řadě problémů, které ovlivňují jak samotný olej, tak celý systém: mazání za vysokého tlaku, oxidace oleje, kontaminace vodou, vtahování vzduchu a kontaminace pevnými částicemi. Chemické přísady v oleji řeší mnoho z těchto problémů.
Důležité: Chemické přísady nemohou úplně vyřešit každý problém s olejem a žádný olej neobsahuje všechny možné přísady. „Superolej“, který by dokázal všechno, neexistuje. Mnoho přísad navzájem není kompatibilní – smíchání olejů s různými přísadovými balíčky od různých dodavatelů může způsobit škodlivé reakce.
Kvalitní petrolejový hydraulický olej není vždy vhodným mazivem pro provoz za vysokého tlaku. Při zvyšujícím se tlaku je olejová vrstva mezi pohybujícími se částmi snadněji porušena a lepivá (mazací) vrstva se stává rozhodující. Chemické přísady mohou zlepšit mazání za vysokého tlaku nebo mezní mazání.
Existují tři typy protisvorných přísad:
Tyto tři typy nelze všechny současně použít ve stejném oleji — slouží různým účelům. Přísady zvyšující mazivost/WR jsou určeny pro systémy s nižším tlakem (pod 1 000 psi / 68,97 bar). Přísady proti extrémnímu tlaku (EP) se používají především v systémech nad 3 000 psi (207 bar) nebo pro mazání ozubených kol a obráběcích strojů. Přísady proti opotřebení (AW) pokrývají střední rozsah tlaků (1 000–3 000 psi / 68,97–207 bar).
Chcete-li zjistit, zda olej obsahuje přísady proti opotřebení, podívejte se na název oleje nebo se poraďte s technickým listem dodavatele. Příklad: „Hamony 48 AW“ (Gulf Oil Co.) — „AW“ znamená přísada proti opotřebení; „Sunvis 816 WR“ (Sun Oil Co.) — „WR“ znamená přísada snižující opotřebení.
Mnoho výrobců rafinovaných olejů neuvede obsah přísad proti opotřebení v názvu produktu; pro konkrétní oleje se vždy poraďte s technickým listem. Pokud systém vykazuje nadměrné opotřebení a olej nepobsahuje přísady proti opotřebení, může pomoci přechod na olej s přísadami AW — avšak nejprve potvrďte, že opotřebení není způsobeno kontaminací oleje.
Oxidace je chemická reakce materiálu s kyslíkem – běžný proces. Když si kousnete jablko a dužina zhnědna, jedná se o oxidaci. Autokarosérie poškrábaná a vystavená vzduchu reaguje s kyslíkem a začne rezivět. Většina látek na světě, včetně oleje, se oxiduje právě tímto způsobem.
Oxidace oleje v hydraulickém systému probíhá především na dvou místech: v nádrži a na výstupu z čerpadla. V obou případech dochází ke kontaktu oleje s kyslíkem, avšak samotný proces oxidace se v každém případě liší.
V nádrži reaguje volný povrch oleje s kyslíkem ve vzduchu. Mezi produkty této reakce patří slabé kyseliny a mýdlovité látky. Kyseliny napadají povrchy komponent a způsobují tmavé skvrny. Mýdlovité látky potahují povrchy komponent a ucpávají malé otvory v tlakových snímačích a mazacích kanálcích.
Teplo urychluje oxidaci oleje. Každé zvýšení teploty o 18–20 °F (10–11 °C) nad průměrnou teplotu nádrže (130 °F / 54,4 °C) přibližně zdvojnásobuje rychlost oxidace. Železné a měděné částice a kapky vody v oleji rovněž zrychlují oxidaci.
Druhým místem, kde dochází k oxidaci oleje, je výstup čerpadla. Pokud sací potrubí netěsní a nasává vzduch nebo pokud se vracející olej rozvíří obsah nádrže tak, že na sací hrdlo čerpadla pronikají bubliny vzduchu, tyto bubliny se dostanou na vysokotlaký výstup čerpadla a pod vysokým tlakem náhle explodují (násilně se zhroutí). Tento proces generuje extrémní lokální teplo. Výpočty ukazují, že při stlačení bubliny z téměř nulového tlaku na 3 000 psi (207 bar) může teplota dosáhnout 2 100 °F (1 149 °C). Při této teplotě olej vznítí a vytvoří pryskyřičné usazeniny a ostrý pálený zápach.
Pokud se u výstupu čerpadla vytvoří oxidační produkty, pryskyřice se rozpouští v oleji. Když pryskyřice přichází do kontaktu s horkými povrchy (rotor čerpadla, uzavírací kuželka pojistného ventilu atd.), vyloučí se z oleje ve formě lakovitých usazenin na těchto površích, čímž dochází k zaseknutí a uváznutí pohyblivých částí.
Pryskyřice v oleji se také slučuje s prachem a částicemi za vzniku špíny, která ucpe malé otvory v ventilech a filtrech a brání odvádění tepla stěnami nádrže. Imploze vzduchových bublin u výstupu čerpadla je hlavní příčinou rychlé oxidace oleje.
Obrázek 3-14: Imploze vzduchových bublin u výstupu čerpadla. Při stlačení bublin z nízkého na vysoké tlakové úrovně mohou lokální teploty přesáhnout 2 000 °F – což je dostatečné k zapálení oleje a vzniku lakovitých usazenin.
Porovnejte vzorek oleje ze systému (pravděpodobně oxidovaného) se vzorkem čerstvého oleje z bubnu při stejné teplotě. Čerstvý olej má při tření mezi palcem a ukazovákem výrazně lepivý pocit a zůstává na prstech. Oxidovaný olej má vodovitý pocit – stéká jako voda, s nízkou lepivostí a adhezí.
Olej oxidovaný implozí bublinek má také ostrý, dráždivý zápach. Pokud vzorek ukazuje známky oxidace, odešlete ho do laboratoře pro analýzu. Pokud jej nelze regenerovat, proveďte promytí systému a naplňte ho čerstvým olejem.
Každý hydraulický olej obsahuje určité množství vlhkosti. V malých množstvích se voda rozdělí na drobné kapky a je unášena olejem. Voda a olej se nesmísí (s výjimkou vodou rozpustných olejů); větší množství vody se usazuje na dně nádrže.
Pokud již olej obsahuje kyseliny a pryskyřice vzniklé oxidací, tyto látky urychlují udržení vody.
Porovnání podezřelého vzorku s čerstvým olejem je základní kontrola. Nalijte čerstvý olej do skleněné baňky a podržte ji proti světlu — je průhledný se slabými bublinkami. Pokud obsahuje vzorek 0,5 % vody, vypadá zamlženě nebo mlhavě. Při obsahu 1 % vody má mléčný vzhled.
Jiná metoda: zahřejte mléčný/zamlžený vzorek — pokud se po chvíli zčistí, pravděpodobně byla přítomna voda. Pokud obsahuje olej velké množství vody, většina z ní se nakonec usadí; odstředivé oddělení může tento proces urychlit, pokud je čas rozhodující.
Pokud obsahuje olej pouze malé množství vody (< 0,5 %) a požadavky systému nejsou extrémně přísné, nemusí být okamžitě nahrazen. Voda v oleji urychluje oxidaci a snižuje mazací účinek; samotná voda se nakonec odpaří, ale oxidační produkty, které způsobila, zůstanou a nadále poškozují. Pokud je stav oleje na hranici, odešlete ho do laboratoře.
Obrázek 3-16: Vizuální kontrola přítomnosti vody. Množství vody v oleji lze odhadnout podle stupně zamlžení vzorku při pohledu proti světlu.
Z hlediska hydraulického systému je koroze chemický útok na povrchy komponent způsobený kyselinami vznikajícími při oxidaci oleje. Škára je oxidací železitých povrchů způsobenou přítomností vody v oleji.
Koroze rozpouští kov a odplavuje ho – čímž zmenšuje rozměry a hmotnost přesných součástí. Škára přidává materiál na železné povrchy – čímž zvyšuje jejich rozměry a hmotnost. Pokud se změní rozměry přesných komponent, je ovlivněna jejich účinnost a výkon. Ani koroze, ani škára nejsou v hydraulickém systému přijatelné.
I velmi malé množství vody v oleji může způsobit vznik škáry na železných površích komponent. Za přirozených podmínek samotný olej neposkytuje dostatečnou ochranu proti korozi a je prakticky nemožné zabránit vniknutí veškeré vody do hydraulického systému – proto většina hydraulických olejů obsahuje inhibitory škáry, které na kovových površích vytvářejí chemickou ochrannou vrstvu.
Interakce vzduchu a oleje v nádrži také vytváří oxidační produkty, které nakonec napadají kovové povrchy a urychlují další oxidaci oleje. Proto se přidávají i inhibitory oxidace – tyto chemikálie přerušují řetězovou oxidační reakci.
Vysokoteplotní oxidaci způsobenou implozí bublin na výstupu čerpadla nelze zabránit pouze chemickými prostředky; lze ji ovládat pouze odstraněním vzduchu z přívodního toku čerpadla. Přísady proti rzi a oxidaci (R&O) tvoří základní přísadový balíček většiny průmyslových hydraulických olejů. Oleje obsahující tyto přísady se někdy označují jako „oleje R&O“. Prémiové transparentní (průhledné) oleje R&O jsou nejvyšší kvality; nižší třídy turbínových olejů mohou být stále vhodné pro mnoho hydraulických aplikací a jsou označeny jako „oleje R&O pod úrovní turbínových olejů“.
Olej vracející se do nádrže by měl uvolnit veškerý vzduch zachycený v systému. V některých systémech jsou netěsnosti na sací straně závažné a při dopadu vraceného oleje do nádrže vzniká pěna – která nakonec způsobí, že bude zachycený vzduch znovu nasáván do čerpadla, čímž vznikne nestabilita systému, urychlí se oxidace, vznikají hluky a potenciálně může dojít k přejetí oleje přes okraj nádrže, což vytváří environmentální riziko.
Nejlepším řešením je odstranit netěsnosti a přepracovat obvod pro návrat oleje, například: použitím přepážky v nádrži nebo většího návratního potrubí za účelem snížení rychlosti oleje vstupujícího do nádrže. Z ekonomických, praktických nebo školicích důvodů lze místo toho použít chemické přísady.
Protipěnivé přísady brání pěnění oleje. Některé fungují tak, že spojují malé bubliny do větších, které stoupají k povrchu a prasknou. Jiný typ působí narušením uvolňování vzduchu, čímž snižuje tvorbu pěny, ale zároveň zvyšuje počet drobných bublinek v systému. Při výběru protipěnivé přísady se ujistěte, že zvolíte takový typ, který umožňuje vzduchu unikat – nikoli ten, který vzduch uvízne v systému.
Pěnu v oleji zkontrolujte odebráním vzorku z nádrže. Vizuální prohlídka vám rychle ukáže, zda olej obsahuje vzduch. Vzorek by měl být odebírán co nejblíže vstupu čerpadla, aby reprezentoval skutečný olej vstupující do systému.
Další znaky přítomnosti vzduchu v systému: vysokofrekvenční, nepravidelný šum z čerpadla; čerpadlo může občas vydávat hlasitý kovový ráz, jako by někdo střílel uvnitř zařízení. Nepravidelný pohyb válců a nestabilní údaje na tlakoměru jsou rovněž znaky přítomnosti vzduchu.
Obrázek 3-18: Vzduch v hydraulickém systému. Pěna na povrchu nádržky (vlevo) nebo šum čerpadla (vpravo) oba ukazují na problémy s nasáváním vzduchu.
Největším problémem hydraulického oleje v provozu je kontaminace. Nečistoty mohou být ve formě vody, vzduchu nebo pevných částic – pevné částice jsou nejčastější a nejvíce škodlivé.
Pevné nečistoty mohou ucpávat otvory řídicích ventilů, způsobit zaseknutí pohyblivých částí, urychlit opotřebení a katalyzovat oxidaci oleje.
Nečistota je jakákoli nerozpustná látka v oleji. Nečistoty se do systému dostávají mnoha způsoby: během výroby, montáže, skladování a přepravy komponent systému; z vnějšího prostředí prostřednictvím opotřebovaných těsnění pístnic válců nebo porouchaného deštění nádržky; a z přímo ze systému – opotřebované vnitřní části neustále generují kovové částice. Kontaminace nikdy nepřestává.
Žádný chemický přísadový prostředek nemůže kontaminanty z oleje odstranit ani zabránit jejich vniknutí. Cílem kvalitního návrhu a údržby systému je zabránit vniknutí kontaminantů; odstraňování kontaminantů z oleje je úkolem filtrů a týmu provádějícího údržbu.
Úroveň kontaminace nelze spolehlivě určit pouhým okem. Prohlížení oleje ve skleněné baňce za osvětlení není přesnou kontrolou kontaminace — mnoho částic škodlivých pro hydraulické systémy je příliš malých na to, aby byly viditelné. Přesné posouzení kontaminace vyžaduje laboratorní analýzu.
Indikátor ucpaní systémového filtru poskytuje další způsob kontroly kontaminace. Pokud je filtr pro daný systém správně dimenzován a indikátor funguje správně: indikace „čistý“ znamená, že olej je pro systém dostatečně čistý; indikace „vyžaduje údržbu“ znamená, že filtr potřebuje údržbu nebo výměnu; pokud indikátor ukazuje přeplnění (bypass), je olej velmi špinavý a filtr vyžaduje okamžitou údržbu.
Obrázek 3-19 Indikátor stavu filtru. „Čistý“ (nahoře): olej je v pořádku. „Vyžaduje údržbu“ (uprostřed): provedení údržby nebo výměna filtru. „Obcházení“ (dole): olej je velmi špinavý – okamžitě provést údržbu.
Jak již bylo zmíněno, hydraulický olej plní v systému několik funkcí a obsahuje různé přísady, které tyto funkce podporují. Zaslouží si zvláštní pozornost během skladování, přepravy do nádrže a celé doby provozu systému.
Během skladování je klíčové udržet olej v co nejlepším možném stavu. Kontaminace oleje ve skladovacích sudcích není pouze plýtvání – může také do systému dodat degradovaný olej a ohrozit spolehlivost.
Sudky je třeba ukládat na čistém a suchém místě. Sudky ukládané venku je nutno položit na bok, aby se zabránilo hromadění vody na horní straně a jejímu prosakování dovnitř přes těsnění uzávěru.
Než začnete převádět olej, vyčistěte víko sudu a poté připravte veškeré nezbytné nástroje a vybavení: pružnou hadici, převaděcí čerpadlo, nálevku, filtr pro plnění nádrže a čisté ruce. Zkontrolujte, zda název značky a viskozita uvedené na sudu odpovídají požadovaným údajům. Ne všechny hydraulické oleje obsahují stejné přísady, proto se nedoporučuje míchat oleje od různých dodavatelů, pokud to daný dodavatel výslovně nepovoluje.
Jakmile je olej v systému, provádějte jeho údržbu a sledujte ho v předepsaných intervalech. Údržba oleje zahrnuje: doplňování do minimální úrovně (použijte stejný olej nebo olej kompatibilní s již přítomným olejem), řešení netěsností a výměnu filtračního prvku.
Pravidelná výměna filtračního prvku je velmi výhodná. Kontaminace je pro olej extrémně škodlivá, protože urychluje jeho oxidaci, zejména tehdy, jsou-li kontaminující částice železné, olověné nebo měděné. Filtry odstraňují většinu kontaminantů z proudu, avšak nemohou kontaminaci z celého systému úplně odstranit – pouze udržují stav oleje. Pokud se rozsvítí indikátor filtru, avšak filtr není včas servisován, dojde k převedení velkého množství nefiltrované kontaminace do následujících částí systému, čímž se poškozují komponenty; navíc kontaminanty zachycené ve špinavém filtračním prvku zůstávají v systému a nadále urychlují oxidaci.
Síťové filtrační prvky lze čistit a znovu používat. Důkladnost čištění závisí na pečlivosti při provádění čištění, nikoli na samotné metodě čištění.
Běžná metoda: namočit do čistého rozpouštědla nebo horké mýdlové vody, poté vyfoukat čistým stlačeným vzduchem. Použití měkkého kartáče (nový malířský štětec) pomáhá při čištění mřížky. Nikdy nepoužívejte drátěné kartáče ani abrazivní materiály. Po čištění držte filtrový prvek proti světlu a zkontrolujte ho – šedé nebo černé oblasti znamenají, že je třeba prvek dále čistit.
Ultrazvukové čištění je nákladnější, ale pohodlnější: umístěte zašpiněný prvek do ultrazvukového čističe na stanovenou dobu, poté jej vyjměte čistý a připravený k opětovnému použití. Filtrující prvky s jemností 40 μm a jemnější by měly být čištěny ultrazvukovým čističem, aby se účinně obnovila jejich životnost.
Obrázek 3-20: Čištění mřížkového filtru. (Vlevo) Ultrazvukový čistič pro jemné prvky. (Vpravo) Držení čistého filtru proti světlu ke kontrole zbývajících ucpaných oblastí.
KLÍČOVÉ POJMY – KAPITOLA 3
|
Pojem |
Klíčový fakt |
Praktický dopad |
|
Viskosita |
Odpor proti proudění; klesá při zvyšující se teplotě, roste při snižující se teplotě / zvyšujícím se tlaku |
Musí zůstat v rozmezí 150–250 SUS (32–54 cSt) při 100 °F pro většinu systémů |
|
Index viskozity (VI) |
Jak je viskozita stabilní v celém teplotním rozsahu |
VI >= 90 je vyžadován pro moderní hydraulické systémy |
|
Teplota tuhnutí |
Nejnižší teplota, při které olej stále proudí |
Musí být alespoň o 20 °F nižší než minimální teplota startu |
|
Olejový film / mazivost |
Schopnost vytvořit a udržet film mezi povrchy |
Kritické při startu a vysokém tlaku – protiopotírnicí přísady (AW) pomáhají |
|
Typy přísad |
WR (olejovost), AW (protiopotírnicí), EP (extrémní tlak) |
Přísadu přizpůsobte rozsahu tlaku; nesmíte míchat neslučitelné oleje |
|
Oxidace |
Olej reaguje s kyslíkem — vznikají kyseliny, špína a lak |
Používejte oleje R&O; udržujte nízkou teplotu; odstraňte vzduchové bubliny |
|
Kontaminace vodou |
Podporuje korozní poškození a urychluje oxidaci |
Vizuální test: zamlžený = 0,5 % vody; mléčný = 1 % vody |
|
Kontaminace |
Tuhé částice — hlavní příčina poruch hydraulických systémů |
Udržujte filtry v provozuschopném stavu; pravidelně kontrolujte indikátor; v případě potřeby vyměňte olej |
Vítejte v HOVOO, čínské továrně na pečlivky. Výroba PU, gumiakových a PTFE pečlivek. Pečlivky zahrnují O-ring, pístovou pečlivku, válcovou pečlivku, Gray ring a plynovou pečlivku.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
