33-99No. Mufu E Rd. Gulou -kunta, Nanjing, Kiina [email protected] | [email protected]
33-99No. Mufu E Rd. Gulou -kunta, Nanjing, Kiina [email protected] | [email protected]
Lisäksi energian siirtoon öljypohjainen öljy hoitaa yhden muun kriittisen tehtävän: voitelun. Molemmat tehtävät – energiansiirto ja voitelu – vaipuvat voimakkaasti viskositeetin vaikutukseen. Tämä tekee viskositeetista hydrauliikkaöljyn tärkeimmän ominaisuuden.
Voitelu on prosessi, jossa vähennetään kitkaa kahden toisiinsa koskettavan ja toistensa suhteen liikkuvan pinnan välillä.
Voitelu on hydrauliikkaöljyn kriittinen tehtävä. Ilman voitelua liikkuvien osien välinen kitka aiheuttaa liiallista kulumista ja lämpöä. 
Kitka on voima, joka vastustaa liikettä. Vaikka pinnat näyttäisivät sileiltä, ne ovat mikroskooppisesti karkeita. Kun kaksi pintaa kitkautuu toisiaan vasten, niiden mikroskooppiset korkeat kohdat koskettavat toisiaan, muovautuvat, hitsaantuvat hetkellisesti ja repäisyvät irti – tämä repäisy aiheuttaa kitkan. Mitä karkeampi pinta on, sitä suurempi liukukvoima vaaditaan ja sitä enemmän kitkaa syntyy.
Kuva 3-1 Kitka syntyy, kun kahden pinnan mikroskooppiset korkeat kohdat koskettavat toisiaan, hitsaantuvat hetkellisesti ja repäisyvät irti pintojen liuessa toisiaan vasten.
Jos kahden metallipinnan välissä on öljykalvo, suora metalli-metalli-kosketus poistuu. Pinnat liukuvat öljykalvon päällä toistensa sijaan, mikä vähentää kitkaa merkittävästi.
Mikä tahansa neste voi muodostaa öljykalvon, mutta jotkut nesteet ovat tähän parempia kuin toiset. Vesi esimerkiksi oli ensimmäinen hydraulinen neste, mutta sen kalvo on heikko ja helposti rikkoutuva. Maakaasuperäinen hydraulinen öljy muodostaa paljon vahvemman ja kestävämmän kalvon.
Liuskautuvuus on nesteen kyky muodostaa kalvo, joka on vaikea rikkoa. Se riippuu seuraavista tekijöistä:
Petroleumperäinen hydrauliikkaöljy on erinomaisen voitelukykyinen. Kaada sitä teräslevylle, ja näet paksun, laajan öljykalvon peittävän pinnan ja pysyvän siellä. Kaada vettä samalle levylle, ja muodostuu ohut kalvo, joka kuitenkin rikkoutuu helposti. Kaada elohopeaa, ja se muodostaa pallomaisia pisaroita – elohopealla on lähes olematon tarttuvuus teräkseen, joten sen voitelukyky on erinomainen.
Kuva 3–2 Voitelukyvyn vertailu. Hyvä voitelukyky edellyttää sekä luonnollisesti paksua kalvoa että vahvaa tarttuvuutta metallipintaan. Öljy ylittää molemmat vaatimukset.
Oikean hydrauliikkaöljyn viskositeetin on tasapainotettava kaksi vaatimusta: öljyn on oltava riittävän paksua muodostaakseen hyvän kalvon, mutta silti riittävän nestemäinen virtaakseen vapaasti. Tätä tasapainoa tarkastellaan seuraavaksi.
Öljyllä on kaksi tärkeää tehtävää hydrauliikka-järjestelmässä:
Molemmat nämä toiminnallisuudet — ja niiden lopullinen vaikutus järjestelmään — riippuvat voimakkaasti viskositeetista. Määritellään ensin viskositeetti ja tarkastellaan sen vaikutusta lämmönmuodostukseen, voiteluun, dynaamiseen voiteluun, välyksestä aiheutuvaan virtaukseen ja muihin tekijöihin.
Kuten kaikki nesteet, myös öljypohjainen hydrauliikkaöljy koostuu molekyyleistä, jotka vetävät toisiaan puoleensa. Molekyylien välinen vetovoima nesteessä on paljon voimakkaampi kuin kaasussa, mutta heikompi kuin kiinteässä aineessa (jossa molekyylit ovat lukittu paikoilleen). Koska nestemolekyylit voivat liukua toistensa ohi, neste voi virrata jatkuvasti.
Viskositeetti on ominaisuus, joka vastustaa nestemolekyylien liukumista toistensa ohi — se on muotoa sisäistä kitkaa. Korkean viskositeetin omaava neste (kuten hunaja tai melasssi) virtaa hitaasti ja suurella vastuksesta. Matalan viskositeetin omaava neste (kuten vesi tai ruokailuöljy) virtaa helposti.
Kuten yllä mainittiin, neste koostuu molekyyleistä, jotka ovat jatkuvassa liikkeessä ja vetävät toisiaan puoleensa. Kun molekyylit liikkuvat hitaasti, niiden välinen vetovoima on voimakkaampi ja virtaamiseen kohdistuva vastus suurempi – viskositeetti on korkea. Kun molekyylit liikkuvat nopeasti (kun neste lämpenee), vetovoima heikkenee ja viskositeetti laskee.
Kylmä melassipulssi jääkaapista on erittäin korkean viskositeetin omaava – se valuu hitaasti ja vaatii ponnistelua. Lämmitä sitä liesella, jolloin molekyylit kiihtyvät, vetovoima heikkenee, viskositeetti laskee ja se virtaa helposti suihkun läpi.
Yksi tapa mitata öljyn viskositeettiä on Sayboltin yleinen sekuntimittaus (SUS, jota kutsutaan myös SSU:ksi). SI-yksikkö on sentistokes (cSt). SUS-nimitys tulee George Sayboltin mukaan, joka esitti Sayboltin viskosimetriin liittyvän menetelmän Yhdysvaltojen standarditoimistolle vuonna 1919.
Menetelmä: Kaada neste astiaan ja lämmitä se testilämpötilaan. Vedä alapuolinen tukos ulos ja käynnistä samanaikaisesti sekuntikello. Pysäytä kello, kun täsmälleen 60 ml nestettä on valunut mittalasiin. Kulunut aika sekunteina on SUS-viskositeetti kyseisessä lämpötilassa.
Esimerkki: Jos öljyä, joka on lämmitetty 100 °F:een (37,7 °C), kuluu 143 sekuntia valua, sen viskositeetti on 143 SUS @ 100 °F (37,7 °C). Jos sama öljy, joka on lämmitetty 130 °F:een (54,4 °C), valuu 82 sekunnissa: viskositeetti = 82 SUS (17,7 cSt) @ 130 °F (54,4 °C). Viskositeetti riippuu aina lämpötilasta, joten arvon ja lämpötilan on aina ilmoitettava yhdessä. Ilmaisu "150 SUS (32 cSt)" ilman lämpötilaa on lyhennetty muoto ilmaisulle 150 SUS (32 cSt) @ 100 °F (37,7 °C).
Kuva 3–5 Saybolt-viskosimetri. Öljy lämmitetään asetettuun lämpötilaan ja mitataan aika, joka kuluu täsmälleen 60 ml:n valumiseen mittalasiin. Aika sekunteina = SUS-viskositeetti.
Viskositeetti muuttuu myös järjestelmän paineen mukana. Kun paine nousee, viskositeetti nousee myös (kuvassa esitetty käyrä). Paineen nousu 0–3 000 psi:een (207 bar) voi nostaa tyypillisen teollisuuden hydrauliikkaöljyn viskositeettia noin 40 %.
Kuva 3-6 Viskositeetti nousee paineen mukana. 3 000 psi:n (207 bar) paineessa viskositeetti voi olla 40 % korkeampi kuin ilmanpaineessa.
Viskositeetti vaikuttaa suoraan lämmönmuodostukseen. Korkean viskositeetin öljy (esim. 500 SUS / 107,9 cSt) aiheuttaa enemmän sisäistä virtausvastusta kuin alhaisen viskositeetin öljy (esim. 150 SUS / 32 cSt), mikä johtaa enemmän lämmön muodostumiseen järjestelmässä.
Useimmissa hydrauliikka-järjestelmissä työviskositeettialue on 150–250 SUS (32–53,9 cSt) lämpötilassa 100 °F (37,7 °C).
Viskositeetti on virtaumista vastustava ominaisuus, joten se saattaa vaikuttaa epätoivottavalta. Se vaikuttaa kuitenkin merkittävästi voiteluun – se on erinomaisen tärkeä hyvän öljykalvon muodostumisen kannalta. Korkeampi viskositeetti tarkoittaa paksuempaa ja vahvempaa kalvoa. Öljyn on kuitenkin myös pystyttävä virtaamaan vapaasti, joten oikea viskositeetti täytyy tasapainottaa molemmat vaatimukset.
Kuva 3-7 Öljykalvon paksuus vaihtelee viskositeetin mukaan. Korkea viskositeetti antaa paksuempaa kalvoa, mutta lisää virtausvastusta. Alhainen viskositeetti mahdollistaa helpon virtauksen, mutta ohut kalvo saattaa hajota kuorman alaisena.
Hyvä öljykalvon muodostumiskyky on tärkeä ominaisuus maakaasun perusteella valmistetulle hydrauliikkaöljylle. Tätä ominaisuutta kutsutaan voitelukyvyksi. Voisi vaikuttaa siltä, että suurinopeudessa liikkuvia osia olisi vaikea voitelu, koska nopeus poistaisi kalvon – todellisuudessa nesteiden viskositeetti estää yleensä tämän.
Kun paikallaan oleva metallilohko on öljytyllä metallipinnalla ja voima työntää sitä, lohkon etureuna nostetaan hieman ylös. Öljy vastustaa puristumista ulos (viskositeetin vuoksi), ja lohkon alle muodostuu öljypakkaus. Pakkaus tukee lohkoa sen liikkuessa – kuten vene veden pinnalla. Niin kauan kuin liikkuvan lohkon kohdistama paine pysyy tietyssä alueessa, öljypakkaus estää pintojen suoraa metallikosketusta. Tätä kutsutaan dynaamiseksi (hydrodynaamiseksi) voiteluksi.
Alhaisen viskositeetin nesteet, kuten vesi, puristuvat helposti ulos alhaisella nopeudella ja korkealla kuormituksella – pakkaus ei muodostu täysin, ja kalvo murtuu helposti.
Kun järjestelmän komponentit ovat liikkeessä, hydrodynaaminen prosessi tarjoaa hyvän voitelun. Käynnistysvaiheessa tai silloin, kun komponentteja ajava paine on liian suuri, öljyn kyky muodostaa kestävä kalvo (voitelukyky) saa ratkaisevan merkityksen.
Kuva 3–8 Hydrodynaaminen voitelu. Kun kappale liikkuu, muodostuu öljypaketti, joka kantaa kuormaa ja estää pintojen metalli-metalli-kosketuksen.
Viskositeetti vaikuttaa myös siihen, kuinka hyvin öljy tiukentaa liikkuvien osien välistä tiukkaa välystä. Monet hydrauliikkakomponentit (pumput, moottorit, venttiilit) perustuvat metalli-metalli-tiukentamiseen – esimerkiksi männän ja sen sylinterin välissä männänpumpussa ei ole kumitiukenteita. Välyksessä on ainoastaan ohut öljykalvo.
Näiden osien välinen välys toimii kuin kiinteä reikä – se rajoittaa jatkuvasti pientä vuotovirtausta. Tämä vuoto sekä voiteluun että tiukentamiseen. Liian vähäinen vuoto tarkoittaa riittämätöntä voitelua; liian suuri vuoto tarkoittaa, että järjestelmä menettää virtausta, hyötysuhde laskee ja tarpeeton lämpö syntyy.
Parhaan tiivistyksen saavuttamiseksi välykset tulisi olla mahdollisimman pienet — mutta ei niin pienet, että öljy ei pysty voitelmaan, eikä niin suuret, että tulee liiallista vuotamista. Optimaalinen välys tasapainottaa tiivistystä ja voitelua.
Kun öljyn viskositeetti on liian alhainen (öljy liian ohut), vuotaminen välysten kautta kasvaa liiallisesti. Tämä vähentää toimilaitteisiin saapuvaa virtausta ja aiheuttaa tarpeetonta lämpöä. Kun viskositeetti on liian korkea, kalvo muodostuu edelleen, mutta virtausvastus nousee ja järjestelmän hyötysuhde laskee.
Kuva 3–9: Alhaisen viskositeetin vaikutus sisäiseen vuotamiseen. Ohuen öljyn kanssa metalli-metalli-välysten kautta tapahtuva vuotaminen lisääntyy, mikä vähentää toimilaitteeseen saapuvaa virtausta.
Hydrauliikkaöljyn viskositeetti on tärkeä parametri hydrauliikkajärjestelmässä. Vis kositeetti kuitenkin muuttuu lämpötilan mukaan, joten jos järjestelmä ei pysty pitämään vakioita käyttölämpötilaa, öljyn viskositeetin on pysyttävä suhteellisen vakiona koko käyttölämpötila-alueella.
Viskositeettiluku (VI) kuvaa, kuinka paljon viskositeetti muuttuu lämpötilan mukana. Suhteellisuus perustuu ASTM:n (American Society for Testing and Materials) standardiin viskositeetti–lämpötila-kaavioon: kun öljyn viskositeetti kahdessa eri lämpötilassa piirretään tähän kaavioon, saadaan suora viiva. Mistä tahansa muusta lämpötilasta voidaan sen jälkeen lukea viskositeetti tuolta viivalta (tämä menetelmä on voimassa perusöljylle ilman kemiallisia lisäaineita; lisäaineet voivat vaikuttaa luonnolliseen viskositeetti–lämpötila-suhteeseen).
Jos kaksi öljyviivaa piirretään samaan kaavioon, vaakasuorampi viiva edustaa korkeampaa viskositeettilukua omaavaa öljyä. Esimerkiksi:
Öljy A:n viiva on tasaisempi – sen viskositeetti muuttuu vähemmän lämpötilan mukana – joten öljyllä A on korkeampi viskositeettiluku.
Kun VI-käsite esiteltiin ensimmäisen kerran, asteikko vaihteli välillä 0 (huonoin, lämpötilalle herkkin)–100 (paras, vähiten herkkä lämpötilan muutoksille). Nykyaikaiset jalostusmenetelmät voivat tuottaa öljyjä, joiden viskositeettiluku (VI) ylittää arvon 100. Nykyaikaisissa hydraulijärjestelmissä vaaditaan yleensä VI ≥ 90, vaikka järjestelmissä, joissa lämpötila pysyy suhteellisen vakiona, VI:n merkitys on pienempi.
Kuva 3-10 ASTM-viskositeetti–lämpötila-kaavio. Mitä vaakasuorampi viiva on, sitä korkeampi viskositeettiluku (VI) — öljy on vähemmän herkkä lämpötilan muutoksille.
Maakaasuöljystä valmistettu hydrauliöljy on hyvä voiteluaine hydraulijärjestelmiin, mutta sillä on viskositeettialue, jolla se toimii parhaiten. Jos öljyn viskositeetti on liian alhainen, öljykalvo on liian ohut (kuten vesi), ja komponentit kulumia. Jos viskositeetti on liian korkea, öljy ei pääse laakerien sisään tarpeeksi nopeasti, ja komponentit jäävät ilman riittävää voitelua.
Pyörivät komponentit — hydraulipumput ja -moottorit — tarvitsevat erityisen hyvää laakerivoitelua. Pumpunvalmistajat määrittelevät tuotteidensa viskositeettialueen. Jos nämä komponentit on voitelu oikein, myös muut järjestelmän komponentit ovat riittävästi voitelu.
Kun vaadittu viskositeettialue tunnetaan, järjestelmän käyttölämpötila-alue määrittää, mikä tietty hydrauliöljy on valittava. Esimerkiksi, jos järjestelmä vaatii viskositeettia välillä 70–250 SUS (15–54 cSt) ja käyttölämpötila on 80–140 °F (26,7–60 °C), valitaan öljy Y. Jos lämpötila-alue on 110–170 °F (43,3–76,7 °C), valitaan öljy Z.
Jopa teollisuusympäristöissä lämpötila voi laskea hyvin alhaiseksi. Pumpun varmistaakseen normaalin öljynottoon käynnistyksessä pumpunvalmistajat määrittelevät sallitun enimmäiskäynnistysviskositeetin: tyypillisesti 1 000 SUS (216 cSt) liukupistepumpuille ja 7 500 SUS (1 618 cSt) lehtipumpuille ja hammaspyöräpumpuille.
Kuva 3-11 Öljyluokan valinta käyttölämpötilan perusteella. Varjostettu alue osoittaa käytettävissä olevan viskositeettialueen. Valitse öljy, jonka viskositeettialue kattaa käyttölämpötila-alueesi.
ASTM-viskositeettikaavio ei näytä kaatumispistettä. Erittäin alhaisissa lämpötiloissa maakaasua ja öljyä sisältävät öljyt lakkaavat kokonaan virtaamasta — vahamaiset parafiinikiteet erottautuvat öljystä ja estävät virtausta. Kaatumispiste on alin lämpötila, jossa hydraulinen öljy voi edelleen virrata ASTM:n laboratorio-olosuhteissa mitattuna.
Todellisessa järjestelmässä, jos suurin käynnistysviskositeettivaatimus täyttyy, kaatumispistettä ei yleensä tarvitse tarkistaa erikseen. Jos järjestelmä kuitenkin saattaa toimia erittäin alhaisissa lämpötiloissa, öljyn kaatumispisteen on oltava vähintään 20 °F (noin 11 °C) alhaisempi kuin odotettu alin käyttölämpötila.
Tietyn öljyn kaatumispistetiedot löydät sen tuotetietolehdestä.
Kun hydraulijärjestelmä toimii päivästä toiseen, maakaasuöljy altistuu vaativille olosuhteille. Useita ongelmia voi kehittyä sekä öljylle että järjestelmälle: korkeapaineinen voitelu, öljyn hapettuminen, vesisaastuminen, ilman imeytyminen ja kiinteiden hiukkasten saastuminen. Öljyyn lisätyt kemialliset lisäaineet ratkaisevat monet näistä ongelmista.
Tärkeää: Kemialliset lisäaineet eivät voi täysin ratkaista kaikkia öljyongelmia, eikä mikään öljy voi sisältää kaikkia lisäaineita. "Yli-öljyä", joka hoitaisi kaikki tehtävät, ei ole olemassa. Monet lisäaineet ovat keskenään yhteensopimattomia – eri toimittajien eri lisäainepaketteja sisältävien öljyjen sekoittaminen voi aiheuttaa haitallisesti vaikuttavia reaktioita.
Hyvälaatuinen maakaasuhydrauliöljy ei aina ole hyvä voiteluaine korkeassa paineessa. Kun paine nousee, liikkuvien osien välinen öljypesäkemäinen kerros murtuu helpommin ja adhesiivinen kalvo (voitelukyky) tulee ratkaisevan tärkeäksi. Kemialliset lisäaineet voivat parantaa korkeapainetta kestävää voitelua tai rajavoitelua.
Kulumisenestäviä lisäaineita on kolmea tyyppiä:
Näitä kolmea tyyppiä ei voida käyttää samassa öljyssä — ne täyttävät eri tehtäviä. Öljyisyyden/kulumiseneston lisäaineet ovat tarkoitettu alapainepaineisiin järjestelmiin (alle 1 000 psi / 68,97 bar). EP-lisäaineet ovat pääasiassa tarkoitettu järjestelmiin, joiden paine ylittää 3 000 psi (207 bar), tai vaihteisto- ja työkalukoneiden voiteluun. AW-lisäaineet soveltuvat keskipainealueelle (1 000–3 000 psi / 68,97–207 bar).
Anti-kulumislisäaineiden sisältämän öljyn tunnistamiseksi tarkista öljyn nimi tai kysy toimittajan teknistä tietolehteä. Esimerkki: "Hamony 48 AW" (Gulf Oil Co.) — "AW" tarkoittaa anti-kulumislisäainetta; "Sunvis 816 WR" (Sun Oil Co.) — "WR" tarkoittaa kulumista vähentävää lisäainetta.
Monet jalostetun öljyn tuottajat eivät merkitse anti-kulumislisäaineiden sisältöä tuotteen nimeen; tarkemman tiedon saa aina teknisestä tietolehdestä. Jos järjestelmässä esiintyy liiallista kulumista ja öljyssä ei ole anti-kulumislisäaineita, siirtyminen AW-öljyyn saattaa auttaa — mutta varmista ensin, ettei kulumista aiheuta öljyn saastuminen.
Oxidaatio on aineen kemiallinen reaktio hapen kanssa – yleinen ilmiö. Kun puret omenaan ja sen kuidukko tummenee, kyseessä on oxidaatio. Auton sivupellin naarmuuntuessa ja ilman vaikutukseen joutuessa tapahtuu hapen kanssa reaktio, joka aiheuttaa ruostumista. Maailmassa paljon asioita, mukaan lukien öljy, oxidoituu tällä tavoin.
Öljyn oxidaatio hydraulijärjestelmässä tapahtuu pääasiassa kahdessa paikassa: säiliössä ja pumpun ulostulossa. Molemmat liittyvät öljyn ja hapen kosketukseen, mutta oxidaatioprosessi on erilainen kummassakin tapauksessa.
Säiliössä öljyn vapaana oleva pinta reagoi ilman hapen kanssa. Tämän reaktion tuotteita ovat muun muassa heikot happoja ja saippuan kaltaisia aineita. Happojen vaikutuksesta komponenttien pinnat syövyvät ja muodostuvat tummia tahroja. Saippuan kaltaiset aineet peittävät komponenttien pinnat ja tukkivat pienet aukot paineensensoriportteihin ja voitelukanaviin.
Lämpö nopeuttaa öljyn hapettumista. Jokainen 18–20 °F (10–11 °C) yläpuolella keskimääräistä säiliötä lämpötilaa (130 °F / 54,4 °C) likimain kaksinkertaistaa hapettumisnopeuden. Rauta-, kuparihiukkaset ja vesisädropit öljyssä nopeuttavat myös hapettumista.
Toinen paikka, jossa öljy hapettuu, on pumppujen ulostulo. Jos imuputki vuotaa ilmaa tai paluuvirta hä disturbance säiliötä ja aiheuttaa pumppujen sisääntulossa ilmakuplia, nämä ilmakuplat pääsevät korkeapaineiseen pumppujen ulostuloon ja räjähtävät äkillisesti (romahdetaan väkivaltaisesti) korkean paineen alaisena. Tämä prosessi tuottaa äärimmäistä paikallista lämpöä. Laskelmien mukaan kun kupla puristetaan lähes nollasta 3 000 psi:n (207 bar) paineeseen, lämpötila voi nousta 2 100 °F:in (1 149 °C). Tällä lämpötilalla öljy syttyy, mikä johtaa hartsimaisiin saostumiin ja kirpeään polttavan tuoksuisiin höyryihin.
Jos pumpun ulostulossa muodostuu hapettumistuotteita, harmaa liukenee öljyyn. Kun harmaa tulee kosketukseen kuumien pintojen kanssa (pumpun roottori, turvaventtiilin liukusäleikkö jne.), se saostuu öljystä lakkerimaisina saostumina näille pinnoille, mikä aiheuttaa liikkuvien osien tarttumisen ja lukkiutumisen.
Öljyssä oleva harmaa yhdistyy myös pölyyn ja hiukkasiin muodostaen mutaa, joka tukkii venttiilien ja suodattimien pienet aukot sekä estää lämmön poistumisen säiliön seinämien kautta. Ilmakuplien räjähtäminen pumpun ulostulossa on merkittävä syy nopealle öljyn hapettumiselle.
Kuva 3-14 Ilmakuplien räjähtäminen pumpun ulostulossa. Kun kuplat puristetaan alhaisesta korkeaan paineeseen, paikallislämpötila voi ylittää 2 000 °F — riittävästi öljyn syttymiseen ja lakkerimaisien saostumien muodostumiseen.
Vertaa järjestelmästä otettua öljynäytettä (mahdollisesti hapettunutta) saman lämpötilassa olevaan uuteen öljynäytteeseen tynnyristä. Uusi öljy tunnustaa selkeästi kitkaiselta, kun sitä raivataan peukalon ja etusormen välissä, ja se pysyy sormilla. Hapettunut öljy tunnustaa vesiseltä – se valuu pois kuin vesi, ja sen tarttuvuus ja adheesio ovat heikkoja.
Ilmakuplien räjähtämisestä johtuva öljyn hapettuminen aiheuttaa myös terävän, ärsyttävän hajun. Jos näyte osoittaa hapettumisen merkkejä, lähetä se laboratoriotutkimukseen. Jos öljyä ei voida kunnostaa, tyhjennä järjestelmä ja täytä se uudella öljyllä.
Kaikissa hydrauliöljyissä on jonkin verran kosteutta. Pieninä määrinä vesi jakautuu pieniksi pisaroiksi ja kulkeutuu öljyn mukana. Vesi ja öljy eivät sekoitu (paitsi vesisoluun kykenevissä öljyissä); suurina määrinä vesi laskeutuu säiliön pohjalle.
Jos öljy sisältää jo hapettumisesta syntyneitä happoja ja harmaita, ne kiihdyttävät veden pidätystä.
Epäillyn näytteen vertaaminen tuoreeseen öljynäytteeseen on perustarkistus. Kaada tuoretta öljyä lasipullooon ja pidä sitä valon edessä — se on läpinäkyvää ja siinä on hieman kuplia. Jos näyte sisältää 0,5 % vettä, se näyttää pilkottavalta tai sumuiselta. Kun veden määrä on 1 %, öljy näyttää maidomaiselta.
Toinen menetelmä: kuumenna maidomainen/sumuinen näyte — jos se selkiytyy jonkin ajan kuluttua, vettä on todennäköisesti ollut läsnä. Jos öljyssä on suuri määrä vettä, suurin osa siitä laskeutuu lopulta pohjalle; sentrifugaalierottelu voi nopeuttaa tätä prosessia, jos aika on tärkeä.
Jos öljyssä on vain pieni määrä vettä (< 0,5 %) ja järjestelmän vaatimukset eivät ole erityisen tiukat, öljyä ei ehkä tarvitse vaihtaa välittömästi. Vesi öljyssä kiihdyttää hapettumista ja heikentää voitelukykyä; itse vesi haihtuu lopulta pois, mutta sen aiheuttamat hapettumistuotteet pysyvät paikoillaan ja jatkavat vahingon tekemistä. Jos öljy on rajatapauksessa, lähetä se laboratorioon.
Kuva 3-16 Visuaalinen veden tarkistus. Öljyn vesipitoisuutta voidaan arvioida sen pilkottavuudesta, kun näytettä pidetään valon edessä.
Hydrauliikkajärjestelmän näkökulmasta korroosio on kemiallista hyökkäystä komponenttipintoja vastaan, jota aiheuttavat öljyn hapettumisen aikana muodostuvat hapot. Ruoste on rautapohjaisten pintojen hapettumista, jota aiheuttaa vesi öljyssä.
Korroosio liuottaa metallia ja kuluttaa sitä pois – mikä pienentää tarkkuuskomponenttien kokoa ja painoa. Ruoste lisää materiaalia rautapintoihin – mikä suurentaa niiden kokoa ja painoa. Kun tarkkuuskomponenttien koko muuttuu, niiden tehokkuus ja suorituskyky kärsivät. Kumpikaan korroosio tai ruoste ei ole hyväksyttävissä hydrauliikkajärjestelmässä.
Jopa hyvin pienet määrät vettä öljyssä voivat aiheuttaa ruostetta rautaisille komponenttipinnoille. Luonnollisissa olosuhteissa öljy yksinään ei tarjoa riittävää korroosionsuojaa, eikä ole käytännössä mahdollista pitää kaikki vesi poissa hydrauliikkajärjestelmästä – siksi useimmissa hydrauliikkaöljyissä on ruosteenestäjiä, jotka muodostavat kemiallisen suojaavan kalvon metallipinnoille.
Ilma-öljyvuorovaikutus säiliössä tuottaa myös hapettumistuotteita, jotka lopulta hyökkäävät metallipintoja vastaan ja kiihdyttävät öljyn lisähapettumista. Siksi lisätään myös hapettumisen estäjiä – nämä kemikaalit keskeyttävät hapettumisen ketjureaktion.
Korkean lämpötilan hapettuminen kuplan räjähtämisestä pumppujen ulostulossa ei voida estää pelkästään kemiallisin keinoin; sitä voidaan kontrollida ainoastaan poistamalla ilma pumppujen sisääntulovirrasta. R&O-lisäaineet ovat peruslisäainepakkaus useimmissa teollisuuden hydrauliikkaöljyissä. Näillä lisäaineilla varustettuja öljyjä kutsutaan joskus "R&O-öljyiksi". Premium-luokan läpinäkyviä (selkeitä) R&O-öljyjä pidetään korkealaatuisimpina; alhaisemman luokan turbiiniöljyt voivat silti olla sopivia moniin hydrauliikkasovelluksiin, ja niitä merkitään "turbiiniöljyä heikommin laadullisiksi R&O-öljyiksi".
Öljyn palautuminen säiliöön pitäisi vapauttaa järjestelmästä mahdollisesti sekoittunutta ilmaa. Joissakin järjestelmissä imu-alueen ilmavuodot ovat vakavia, ja kun palautuva öljy roiskuu säiliöön, se aiheuttaa vaahtoa – mikä lopulta johtaa siihen, että sekoittunut ilma imetään takaisin pumppuun, mikä aiheuttaa järjestelmän epävakauden, kiihdyttää hapettumista, aiheuttaa melua ja voi mahdollisesti saada öljyn vuotamaan säiliöstä ulos, mikä muodostaa ympäristövaaran.
Paras ratkaisu on korjata vuodot ja suunnitella palautuspiiri uudelleen, esimerkiksi käyttämällä säiliössä erottimena toimivaa levyä (baffle) tai suurempaa palautusletkua, jotta öljyn nopeus säiliöön tultessa pienenee. Taloudellisista, käytännöllisistä tai koulutussyistä voidaan käyttää myös kemiallisia lisäaineita.
Kuplanestoadditiivit estävät öljyn kuplumista. Jotkut toimivat yhdistämällä pienet kuplat suuremmiksi kuploiksi, jotka nousevat pinnalle ja räiskyvät. Toisen tyyppiset vaikuttavat ilman poistoon siten, että ne vähentävät kuplia, mutta lisäävät järjestelmässä olevien pienien kuplien määrää. Kun valitset kuplanestoadditiivia, varmista, että valitset sellaisen tyypin, joka mahdollistaa ilman poistumisen – ei sellaista, joka sitoo lisää ilmaa.
Tarkista öljyn kupluminen ottamalla näyte säiliöstä. Visuaalinen tarkastus kertoo nopeasti, sisältääkö öljy ilmaa. Näytteet tulisi ottaa mahdollisimman läheltä pumpun imuaukkoa, jotta näyte edustaa todellista järjestelmään menevää öljyä.
Muut merkit ilman esiintymisestä järjestelmässä: korkean taajuuden epäsäännöllinen melu pumpusta; pumpun voi kuulla tekevän ajoittain kovaa vasarointiään, kuin joku ampaisi aseen sisällä. Epäsäännöllinen sylinterin liike ja epävakaat painemittarin lukemat ovat myös ilman esiintymisen merkkejä.
Kuva 3-18 Ilma hydraulijärjestelmässä. Vaahto säiliön pinnalla (vasemmalla) tai pumppun ääni (oikealla) viittaavat molemmat ilman imeytymiseen liittyviin ongelmiin.
Suurin ongelma käytössä olevassa hydraulikkaöljyssä on epäpuhtausten aiheuttama saastuminen. Epäpuhtauksia voivat olla vesi, ilma tai kiinteät hiukkaset – joista kiinteät hiukkaset ovat yleisimmät ja tuhoallisimmat.
Kiinteät epäpuhtaudet voivat tukkia ohjausventtiilien aukoja, aiheuttaa liikkuvien osien lukkiutumisen, kiihdyttää kulumista ja toimia katalyyttinä öljyn hapettumiselle.
Epäpuhdas aine on mikä tahansa öljyssä ei-liukeneva aine. Epäpuhtaukset pääsevät järjestelmään monin tavoin: järjestelmän komponenttien valmistuksen, kokoonpanon, varastoinnin ja kuljetuksen aikana; ulkoisesta ympäristöstä kuluneiden sylinteritangon tiivistysten tai vioittuneen säiliön ilmanvaihtimen kautta; sekä itse järjestelmästä – kuluneet sisäosat tuottavat jatkuvasti metallihiukkasia. Saastuminen ei koskaan lopu.
Ei mikään kemiallinen lisäaine pysty poistamaan epäpuhtauksia öljystä tai estämään niiden pääsyä sinne. Hyvän järjestelmän suunnittelun ja huollon tavoitteena on estää epäpuhtausten pääsy järjestelmään, ja epäpuhtauksien poistaminen öljystä kuuluu suodattimien ja huoltopersonelin vastuulle.
Pelkällä silmällä ei voida luotettavasti määrittää epäpuhtaustasoa. Öljyn tarkastelu lasipullossa valossa ei ole tarkka tapa tarkistaa epäpuhtaustasoa – monet hydrauliikka-järjestelmiä vahingoittavat hiukkaset ovat liian pieniä nähtäviksi. Tarkka epäpuhtaustason arviointi vaatii laboratoriotutkimuksen.
Järjestelmän suodattimen tukososoitin tarjoaa toisen tavan tarkistaa epäpuhtaustasoa. Jos suodatin on oikean kokoinen järjestelmälle ja osoitin toimii kunnolla: "puhdas"-osoitus tarkoittaa, että öljy on riittävän puhdas järjestelmälle; "vaatii huoltoa"-osoitus tarkoittaa, että suodatin vaatii huoltoa tai vaihtoa; jos osoitin näyttää ohitustilanteen, öljy on erittäin likainen ja suodatin vaatii välitöntä huoltoa.
Kuva 3-19 Suodatinolosuuden indikaattori. "Puhdas" (ylhäällä): öljy on hyväksyttävää. "Huoltoa vaaditaan" (keskellä): suodatinelementti vaatii huollon tai vaihdon. "Ohitettu" (alhaalla): öljy on erittäin likaista — huolto on tehtävä välittömästi.
Kuten edellä mainittiin, hydrauliöljyllä on järjestelmässä useita tehtäviä, ja se sisältää erilaisia lisäaineita, jotka tukevat näitä tehtäviä. Öljyyn on kiinnitettävä erityistä huomiota varastoinnin, kuljetuksen säiliöön sekä koko järjestelmän toiminnan aikana.
Varastoinnin aikana tärkeintä on pitää öljy mahdollisimman hyvässä kunnossa. Öljyn saastuminen varastointitynnyreissä ei ainoastaan tuhlaa öljyä, vaan se voi myös syöttää järjestelmään heikentynyttä öljyä ja vaarantaa luotettavuuden.
Tynnyrit on säilytettävä puhtaassa ja kuivassa paikassa. Ulkona säilytettävät tynnyrit on asetettava sivulleen, jotta vesi ei kertyisi niiden yläpintaan ja vuotaisi tiukkuussulun kautta sisään.
Ennen öljyn siirtoa puhdista tynnyrin kansi, valmista sitten kaikki tarvittavat työkalut ja laitteet: joustava letku, siirtopumppu, suutin, säiliön täyttösuodatin ja puhdistetut kädet. Tarkista, että tynnyrissä olevan merkin nimi ja viskositeetti vastaavat vaadittuja. Kaikki hydraulinen öljy ei sisällä samoja lisäaineita, joten öljyjen sekoittamista eri toimittajilta ei suositella, ellei toimittaja ole antanut siihen lupaansa.
Kun öljy on kerran järjestelmässä, huolehdi siitä ja seuraa sitä määritellyn aikavälin välein. Öljyn huolto sisältää: täytön vähimmäistasolle (käytä samaa öljyä tai öljyä, joka on yhteensopiva olemassa olevan öljyn kanssa), vuotojen korjaamisen ja suodatin-elementin vaihdon.
Suodatinvaihdon säännöllinen vaihtaminen on erittäin hyödyllistä. Saastuminen on erittäin haitallista öljylle, koska se katalysoi hapettumista, varsinkin jos saastuttavat hiukkaset ovat rautaa, lyijyä tai kuparia. Suodattimet poistavat suurimman osan saastumista virtauksesta, mutta eivät voi puhdistaa saastumista kokonaan järjestelmästä - ne vain pitävät öljyn. Jos suodatinilmaisin varoittaa, mutta sitä ei korjata välittömästi, suuret määrät suodatamattomia saastumia ohittavat virranpohjaisesti, vaikuttavat komponentteihin ja saastutukset, jotka ovat jääneet kiinni saastuneeseen elementtiin, pysyvät järjestelmässä ja katalysoivat edelleen hapettumista.
Verkkotyyppiset suodatinelementit voidaan puhdistaa ja käyttää uudelleen. Puhdistuksen perusteellisuus riippuu siitä, miten huolellisesti puhdistusta tehdään, ei puhdistusmenetelmästä itsessään.
Yleinen menetelmä: kastella puhdasta liuotinta tai kuumaa saippuavettä, jonka jälkeen suihkuta elementti puhtaaksi paineilmalla. Pehmeä harja (uusi maalausharja) auttaa puhdistamaan verkkorakennetta. Älä käytä metalliharjoja tai kovia kuluttavia materiaaleja. Puhdistuksen jälkeen pidä elementti valon edessä ja tarkista – harmaat tai mustat alueet viittaavat siihen, että elementtiä on puhdistettava lisää.
Ulträänipuhdistus on kalliimpi, mutta kätevämpi: laita likainen elementti ulträänipuhdistimeen määrätyn ajan, jonka jälkeen se voidaan ottaa pois puhtaana ja valmiina uudelleenkäyttöön. Verkkorakenteiset suodatinelementit, joiden suodatusluokka on 40 μm tai hienompi, on puhdistettava ulträänipuhdistimella, jotta niiden käyttöikä palautuu tehokkaasti.
Kuva 3–20 Verkkosuodatinelementin puhdistus. (Vasemmalla) Ulträänipuhdistin hienoille elementeille. (Oikealla) Puhtaaksi puhdistetun elementin tarkastelu valon edessä jäljellä olevien tukkojen varmistamiseksi.
AVAINKÄSITTEET – LUKU 3
|
Käsite |
Tärkeä fakta |
Käytännön merkitys |
|
Viskositeetti |
Virtausvastus; laskee lämpötilan noustessa, nousee kylmetessä/paineen kasvaessa |
Tulee pysyä 150–250 SUS (32–54 cSt) lämpötilassa 100 °F useimmissa järjestelmissä |
|
Viskositeettiluku (VI) |
Kuinka vakaa viskositeetti on lämpötila-alueen yli |
VI >= 90 vaaditaan nykyaikaisissa hydraulijärjestelmissä |
|
Kaatumispiste |
Alin lämpötila, jossa öljy vielä virtaa |
Täytyy olla vähintään 20 °F alhaisempi kuin pienin käynnistyslämpötila |
|
Öljykalvo / voitelukyky |
Kyky muodostaa ja säilyttää kalvoa pintojen välillä |
Kriittinen käynnistyksen ja korkean paineen aikana — AW-lisäaineet auttavat |
|
Lisäaineiden tyypit |
WR (öljyisyys), AW (kulutussuojaa), EP (erityisen korkea paine) |
Sovita lisäaine painealueeseen; älä sekoita yhteensopimattomia öljyjä |
|
Oksidointi |
Öljy reagoi hapen kanssa — tuottaa happoja, mutaa ja lakkaa |
Käytä R&O-öljyjä; pidä lämpötila alhaalla; poista ilmakuplat |
|
Vesisaastuminen |
Edistää ruostumista ja kiihdyttää hapettumista |
Visuaalinen testi: pilvinen = 0,5 % vettä; maidonvalkoinen = 1 % vettä |
|
Saastuminen |
Kiinteät hiukkaset — yleisin syy hydrauliikkanepätoiminnalle |
Huolehdi suodattimien kunnosta; tarkista indikaattori säännöllisesti; vaihda öljy tarpeen mukaan |
Tervetuloa HOVOOON, kiinalaiseen sigellusvalmistamo. Tuotanto PU-, kauchukki- ja PTFE-sigelleistä. Sigelit sisältävät O-sigelin, sylinterisigelin, nöyräsigelin, Gray-sigelin ja kaasusigelin.
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
