Kafla 3: Olíubundin olía fyrir hydraulík

Auk þess að flytja orka hefur olía byggð á olíu einna annað mikilvægt fall: smyrjingu. Bæði föllin – orkuflytja og smyrjung – eru mjög háð sjálfstæðri eiginleikum, eins og viskósum. Þetta gerir viskósið að helstu eiginleika hydraulíkulíu.

Smjörlag

Smyrjung er ferlið sem lækkar friðjun á milli tveggja yfirborða sem eru í snertingu og hreyfa sig miðað við hvort annað.

Smyrjung er mikilvægt fall hydraulíkulíu. Án smyrjungar veldur friðjun á milli hreyfandi hluta ofmikilli slitageiningu og hitaprodukti.

Frumslyst

Rökkun er kraftur sem hefur áhrif gegn hreyfingu. Jafnvel yfirborð sem líta út fyrir að vera jöfn eru í mikroskópisku skala ójöfn. Þegar tvö yfirborð rubba saman koma mikroskópísku hápunktarnir í snertingu, deyfa sig, virka eins og sveigður saman og brotna síðan — þetta brot er rökkun. Því ójafnara yfirborðið er, því meiri skjálftukraftur er nauðsynlegur og því meiri rökkun er mynduð.

Mynd 3-1 Rökkun á sér stað þegar mikroskópískir hápunktur á tveimur yfirborðum koma í snertingu, sveigast stuttlega saman og brotna síðan þegar yfirborðin skjálfa.

Olíufilm

Ef olíufilm er á milli tveggja metall yfirborða er bein metall-á-metall snerting felld úr leik. Yfirborðin skjálfa á olíufilminni í stað þess að skjálfa á hvort öðru, sem minnkar rökkunina átalslega.

Hver vökva getur myndað olíufilmi, en sumir vökvar eru betri en aðrir. Vatn til dæmis var notað sem fyrsti hydraulískur vökvi, en filmið hans er veikt og auðveldlega brotinn. Olíubundinn hydraulískur olíuvökvi myndar miklu sterkari og viðstöðugri filmi.

Smurrunareiginleikar

Smurðugeta er geta væskju til að mynda filmu sem er erfitt að brjóta. Hún er háð:

1. Náttúrulegri þykkt filmunnar.
2. Getu væskjunnar til að festast (lukka) við járnmetall yfirborð.

Olíubased hydraulíkólía hefur framúrskarandi smurðugetu. Hældu henni á stálplötu og þú munt sjá að stór, þykk olíufilma myndast á yfirborðinu og heldur sig þar. Hældu vatni á sömu plötuna og þýn filmu myndast, en hún brist auðveldlega. Hældu kvikasilfri og það myndar kúlur – kvikasilfur hefur næstum enga festingu við stál, svo smurðugetan er mjög slæm.

Mynd 3-2 Samanburður á smurðugetu. Góð smurðugeta krefst bæði náttúrulega þykkrar filmu og sterkrar festingar við metall yfirborð. Olía vinnur í báðum tilvikum.

Rétt sýglugeta hydraulíkólnar verður að jafna tvo þarfir: olían verður að vera nógu þykk til að mynda góða filmu, en samt nógu fljótandi til að renna frjálslega. Þessi jafnvægi er skoðað í næsta kafla.

Áhrif sýglugetu á kerfið

Olía hefur tvær mikilvægar virkni í hydraulíkkerfi:

3. Sem miðill til orkuforsendingar (kafla 2).
4. Sem smuromur fyrir innri hreyfanlegar hluti.

Báðar þessar virkni — og síðustu áhrif þeirra á kerfið — eru mjög háðar viskósum. Við skulum fyrst skilgreina viskósi, svo kanna áhrif hennar á hitaproduktið, smuromu, dýnamískt smuromu, lausnarsfæri og fleira.

Vökvaþættir

Eins og allir vökvar er olíubundin hydraulísk olía gerð úr þættum sem draga að sér. Molekúludráttur í vökvum er miklu sterktari en í gasi, en veikari en í föstu efni (þar sem þættir eru festir á ákveðnum staðsetningum). Vegna þess að vökvathættir geta glíðað framhjá hvort öðru getur vökvi strauma samfellt.

Viskósita

Viskósi er eiginleiki sem kemur í veg fyrir straum vökvaþátta framhjá hvort öðru — það er form af innri rökkun. Vökvi með háa viskósi (t.d. hunang eða melass) straumar hægt og með mikilli mótmætun. Vökvi með lágan viskósi (t.d. vatn eða eldolía) straumar auðveldlega.

Áhrif hitastigs á viskósi

Sem minnt er á hér að ofan, samanstendur væta af sameindum sem hreyfa sig stöðugt og draga að sér. Þegar sameindirnar hreyfa sig hægt er tilvist þeirra aðdragandi sterkari og viðmót við flæði er meira — viskósið er hátt. Þegar sameindirnar hreyfa sig hratt (þegar hitað er), minnkar aðdrátturinn og viskósið lægir.

Köld mólasse úr kælisvæðinu hefur mjög hátt viskósið — hún rennur hægt og er erfitt að fylla hana í neitt. Hituðu hana á eldheldi og sameindirnar hreyfa sig hratt, aðdrátturinn minnkar, viskósið lægir og hún rennur auðveldlega í gegnum gosstokk.

Saybolt Universal Seconds (SUS/SSU)

Ein leið til að mæla viskósið í olíu er með Saybolt Universal Seconds (SUS, einnig kölluð SSU). SI-einingin er centistokes (cSt). SUS var nefnd eftir George Saybolt, sem lagði fram Saybolt-viskósimælara til Bandaríkja-stofnunarinnar fyrir staðla árið 1919.

Aðferð: Hella væski í ílát og hita það til prufutemperatúrunnar. Taka út neðri stoppuna og ræsa tímatakara á sama tíma. Stöðva tímatakarann þegar nákvæmlega 60 mL af væski hafa rennsl í flöskuna. Umlausinn tími í sekúndum er SUS-síuþétta við þá temperatúru.

Dæmi: Ef olía sem hefur verið hituð til 100°F (37,7°C) tekur 143 sekúndur að renna út, er síuþétta hennar 143 SUS við 100°F (37,7°C). Ef sama olían, þegar hún er hituð til 130°F (54,4°C), tekur 82 sekúndur: síuþétta = 82 SUS (17,7 cSt) við 130°F (54,4°C). Síuþétta er alltaf háðri temperatúru, svo þú verður alltaf að tilgreina bæði gildið og temperatúruna. „150 SUS (32 cSt)“ án tilgreiningar á temperatúru er stytting fyrir 150 SUS (32 cSt) við 100°F (37,7°C).

Mynd 3-5 Saybolt-síuþétta-mælir. Olía er hituð til ákveðinnar temperatúru og tímað þegar nákvæmlega 60 mL hennar renna í flöskuna. Tíminn í sekúndum = SUS-síuþétta.

Áhrif þrýstings á síuþétta

Sýglugeta breytist einnig með kerfisþrýstingi. Þegar þrýstingurinn hækkar, hækkar sýglugetan með honum (sýnt á ferli á myndinni). Þrýstingshækkun frá 0 til 3.000 psi (207 bar) getur hækkað sýglugetu venjulegs iðnaðarhydraulíkolíus um rúmlega 40%.

Mynd 3-6 Sýglugeta hækkar með þrýstingi. Við 3.000 psi (207 bar) getur sýglugetan verið um 40% hærri en við loftþrýsting.

Áhrif sýglugetu á hitagenerun

Sýglugeta áhrifar beint á hitagenerun. Olía með háa sýglugetu (t.d. 500 SUS / 107,9 cSt) veldur meiri innri straumhöggvun en olía með lágri sýglugetu (t.d. 150 SUS / 32 cSt), sem veldur meiri hitagenerun í kerfinu.

Í flestum hydraulískum kerfum er vinnumynd sýglugetunnar 150–250 SUS (32–53,9 cSt) við 100°F (37,7°C).

Áhrif sýglugetu á smyrjun

Viskósiða er móttökur við streymi, svo hún gæti virðst óviðeigandi. En hún hefur mikil áhrif á smurningu — hún er mjög mikilvæg fyrir myndun góðs olíufilms. Hærri viskósiða þýðir þykktara og sterkari film.

Mynd 3-7: Þykkt olíufilms breytist með viskósiðu. Hár viskósiða gefur þykktari film en aukar móttöku við streymi. Lág viskósiða streymir auðveldlega en þinni filmi gæti brostið undir álagi.

Áhrif viskósiðu á dýnamísk (hýdródýnamísk) smurningu

Eiginleiki til að mynda fastan olíufilm er mikilvæg eiginleiki olíu fyrir olíusýstur. Við köllum þennan eiginleika smurnarfærni. Það gæti virðst sem að hraðvirkar hlutar væru erfitt að smurra vegna þess að hraðinn myndi fjarlægja filmið — en í raun krefst viskósiða væskunnar venjulega þess ekki.

Þegar staðfastur metallblokk liggur á olíuðu metallflatarmáti og kraftur ýtir á hana, er fremsta brúnin á blokkinni lyft upp lítið. Olían viðstöndur því að vera pressuð út (vegna viskósums), og olíuskipta myndast undir blokkinni. Skiptan styður blokkina þegar hún færist — eins og bátur á vatni. Svo lengi sem þrýstingurinn á færanda blokkinni heldur sig innan ákveðins bils, koma yfirborðin ekki í beinan metall-tað-metall samband vegna olíuskiptunnar. Þetta er dynamísk (hýdródynamísk) smurrun.

Lágviskósa væskjur eins og vatn eru auðveldlega pressaðar út undir lágspeed- og háþrýstingsstöðum — skiptan myndast ekki fullkomlega og filmið brotnar auðveldlega.

Þegar kerfisþættir eru í hreyfingu veitir hýdródynamískur ferlið góða smurrun. En við ræsingu eða þegar þrýstingurinn sem dregur þættina er of mikill verður geta olíunnar til að mynda stöðugt film (smurrleiki) af mikilvægi.

Mynd 3-8: Hreyfiflæðisgreiðslusmiðja. Þegar hluturinn færist myndast olíuskipti sem ber þyngdina og heldur yfirborðunum frá því að snertast metal við metal.

Áhrif þrýstings á síuþétta

Sjóðupunkturinn á einnig áhrif á það hversu vel olía læsir nauðugt samsettar bil á milli hreyfandi hluta. Margar hydraulískar hlutar (pumpur, vélar, klappir) byggja á metal við metal læsingu — það eru engar gummilæsingar á milli t.d. pistils og holunnar í pistilspumpu. Það er aðeins þunn olíufilm í bilinu á milli hlutanna.

Bilin á milli þessara hluta virka eins og fastar opnir — þau draga stöðugt úr litlum lekflæði. Þessi lek bæði smyrur og læsir. Of lítið lekflæði þýðir ónógu góða smyrslu; of mikill lekur þýðir að kerfið missir rásarflokk, árangur minnkar og óþarfa hiti myndast.

Til bestu þéttunar ættu bilin að vera eins smá sem hægt er — en ekki svo smá að olían geti ekki smurrat, né svo stór að ofmikil lekaunni átti sér stað. Optímala bilinu jafnar þéttun og smurrun.

Þegar viskósitet olíunnar er of lágværd (olían of þunn), verður lekaunin í gegnum bilin of mikil. Þetta minnkar rásina sem nýstir virkjunareiningunum og veldur óþarfa hitaframleiðslu. Þegar viskósitetin er of há, myndast filmið samt, en rásarviðmót hækkar og kerfisárangurinn lækkar.

Mynd 3-9 Áhrif lágværrar viskósitetar á innri lekaun. Með þunnri olíu eykst lekaunin í gegnum málm-á-málm bilin, sem minnkar rásina sem nýstir virkjunareiningunni.

Viskósitetsvísi

Viskósitet hydraulíkulíu er mikilvæg breyta í hydraulískum kerfum. En viskósitet breytist með hitastigi, svo ef kerfið getur ekki viðhaldið fastu reksturshitastigi, þarf viskósitet olíunnar að vera tiltölulega stöðug á yfirborði reksturshitastiganna.

Vísitalan fyrir viskósetu (VI) lýsir hversu mikið viskósetan breytist með hitastigi. Sambandið notar staðlaða viskósetu-hita töflu ASTM (American Society for Testing and Materials): þegar viskóseta olíunnar við tvö mismunandi hitastig er teiknuð inn á þessa töflu fæst bein lína. Viskósetan við hvaða annað hitastig sem er má síðan lesa af þessari línu (þessi aðferð gildir fyrir grunnolíu án efnafræðilegra viðbóta; viðbætur geta áhrifað náttúrulega sambandið milli viskósetu og hitastigs).

Ef tvær olíulínur eru teiknaðar á sama töflu er þá línan sem er mest lárétt hæsta-VI olían. Til dæmis:

• Olía A: 153 SUS (33 cSt) við 100°F (37,7°C) og 44 SUS (9,5 cSt) við 210°F (98,9°C).
• Olía B: 165 SUS (35,6 cSt) við 100°F (37,7°C) og 42 SUS (9,1 cSt) við 210°F (98,9°C).

Olía A hefur flætari línu – viskósetan breytist minna með hitastiginu – svo olía A hefur hærri vísitölu fyrir viskósetu.

Þegar VI-hugtakið var fyrst kynnt, var skalan frá 0 (verst, mest viðkvæmt fyrir hitastig) til 100 (best, minnst viðkvæmt fyrir hitastig). Nútíma-refining-aðferðir geta framleitt olíur með VI yfir 100. Í nútíma-hydraulíkkerfum er venjulega krafist VI ≥ 90, þótt fyrir kerfi sem starfa við tiltölulega fast hitastig hafi VI minna áhrif.

Mynd 3-10 ASTM-sýktarmátingarhitamáli. Ju flötur línan er, því hærri er sýktarmátingarvísitalan — olían er minna viðkvæm fyrir hitabreytingum.

Starfsbil hydraulíkolíu

Olía úr olíu er góð smurolía fyrir hydraulíkkerfi, en hún hefur sýktarmátingarsvið þar sem hún virkar best. Ef sýktarmáting olíunnar er of lág, er olíuhinnan of þunn (eins og vatn) og hlutirnir slita. Ef sýktarmátingin er of há, getur olían ekki strauma í ágúrðina nógu hratt og hlutirnir verða ónægðir.

Snúðhlutir — hydraulískar pípur og rafmagnsrótar — þurfa sérstaklega góða smurningu á gólfunum. Framleiðendur á pípum tilgreina viskósitetsvið fyrir vörurnar sínar. Ef þessir hlutir eru rétt smurðir, eru einnig allir aðrir hlutar í kerfinu nægilega smurðir.

Þegar við vita um nauðsynlegt viskósitetsvið ákvarðar starfshitavídd kerfisins hvaða ákveðna hydraulísku olíu á að velja. Til dæmis, ef kerfið krefst viskósitets á milli 70–250 SUS (15–54 cSt) og starfshitavíddin er 80–140°F (26,7–60°C), skal velja olíu Y. Ef hitavíddin er 110–170°F (43,3–76,7°C), skal velja olíu Z.

Jafnvel í iðnaðarumhverfi getur hitastig verið mjög lágt. Til að tryggja að pípan geti dregið olíu venjulega við ræsingu, tilgreina framleiðendur á pípum hámarkslokaða ræsiviskósiteta: venjulega 1.000 SUS (216 cSt) fyrir pistulapípur og 7.500 SUS (1.618 cSt) fyrir blöðrunar- og tannhjólpípur.

Mynd 3-11 Val á olíugráðu eftir starfshitastigi. Skuggaða bandið sýnir notanlega viskósetisviðið. Veldu olíuna sem bandið fyrir sér tekur til sín starfshitastigsviðið þitt.

Hlutleysa

ASTM-viskósetisgrafikin sýnir ekki gospunktinn. Við mjög lága hitastig hættir olía af jarðolíu að renna alveg – vaxlaga parafínkrystallar myndast úr olíunni og hindra rennsli. Gospunkti er lægsta hitastigið þar sem hydraulísk olía getur enn rennt, mælt undir ASTM-laboratóríuskilyrðum.

Í raunverulegu kerfi þarf venjulega ekki að athuga gospunktinn sérstaklega ef hámarkskröfur um viskóseti við ræsingu eru uppfylltar. Ef kerfið gæti samt starfað við mjög lága hitastig þarf gospunktinn á olíunni að vera að minnsta kosti 20°F neðan við lægsta búist við starfshitastigi.

Gospunktsupplýsingar fyrir einhverja ákveðna olíu má finna á vöruspecifikáðu gögnaskýrslu hennar.

Olíuvandamál og viðbætur

Þegar hydraulískt kerfi er í notkun dag eftir dag er olía byggð á jarðolíu sett út fyrir áþreifandi skilyrði. Margar vandamál geta þróast sem hafa áhrif bæði á olíuna og kerfið: smurðun undir háum þrýstingi, oxun olíu, vatnsfyrirbrigði, loftinnblæstur og fyrirbrigði fastra hluta.

Smurðun undir háum þrýstingi

Góð gæða jarðolíubased hydraulísk olía er ekki alltaf góð smurðunarefni undir háum þrýstingi. Þegar þrýstingurinn hækkar er olíuskiptið milli hreyfandi hluta auðveldara að brjóta og klöppunarskinnið (smurðunareiginleikarnir) verður ákveðandi. Efnafræðilegar viðbætur geta bætt smurðun undir háum þrýstingi eða marksmurðun.

Viðþrepunarvarnir (AW) og þrepunarminnkandi (WR) viðbætur

Það eru þrjár gerðir slífréttandi viðbætta:

5. Olíugildi-/smurréttandi viðbætur (WR) — sameindir sem stendur upp á yfirborði málsins eins og píllur í mottu og mynda efnafilm. Þegar olíufilminn brist ber þessi efnafilm álagið. Hins vegar er filmið ekki mjög sterkur og brist auðveldlega við hátt þrýsting.
6. Slífréttunarminnkandi (WR) viðbætur — bindast efnafræðilega við yfirborð málsins og mynda verndarfilm. Þegar hreyfandi hlutar snertast stuttlega framkalla þessar viðbætur lítið hita, pola og jafna snertisytur og minnka friðjun.
7. Viðbætur fyrir hámarksthrysting (EP) — við hátt snertisthrysting, ef mályfirborðin hitast nógu til að safnast saman, reyna EP-viðbætur við yfirborð málsins til að koma í veg fyrir samansafn. Þær veita lausn á tilvikum þar sem venjulegar AW-viðbætur mistakast.

Þrjú tegundirnar geta ekki allar verið notaðar í sama olíunni — þær hafa mismunandi álitamál. Olíugildi/VR-bætiefni eru fyrir lágþrýstiskerfi (neðan 1.000 psi / 68,97 bar). EP-bætiefni eru aðallega fyrir kerfi yfir 3.000 psi (207 bar) eða fyrir smurolíur fyrir tannhjóla og véltækjusmurolíur. VR-bætiefni þjóna miðlunarsvæðinu (1.000–3.000 psi / 68,97–207 bar).

Athugaðu fyrir háþrýstisumurolíu

Til að athuga hvort olía innihaldi andsvirksbætiefni skaltu leita að nafni olíunnar eða ráðspyrja gögnaskrá framleiðanda. Dæmi: „Hamony 48 AW“ (Gulf Oil Co.) — „AW“ merkir andsvirk; „Sunvis 816 WR“ (Sun Oil Co.) — „WR“ merkir minnkun á sliti.

Margir framleiðendur rafíntraðar olíu merkja ekki andsvirksinnihald í vörunafninu; fyrir tiltekna olíur skal alltaf ráðspyrja gögnaskrána. Ef kerfi hefur ofmikið slitvandamál og olían vantar andsvirksbætiefni gæti skipting á andsvirksolíu hjálpað — en fyrst verður staðfest að slitið sé ekki valdið af olíufyrnsku.

Oxidation olíu

Oxíðun er efnafræðileg áhrifa milli efna og súrefnis — algengur ferli. Þegar þú bitur í epli og vélræn hluturinn dökknar, þá er það oxíðun. Skemmdur hluti á bíl, t.d. skjöldur, sem er útsett fyrir loftið, endurskyldar súrefni og rýrust. Mikill hluti heimsins, meðal annars olía, oxíðast á þennan hátt.

Oxíðun olíu í hydraulíkkerfi á sér stað aðallega á tveimur stöðum: í olíusafni og við útgangsgátt pumpunnar. Bæði tengjast samþættingu olíu og súrefnis, en ferlið við oxíðun er ólíkt í hvorri stöðu.

Oxíðun í olíusafninu

Í olíusafninu endurskyldar frí yfirborð olíunnar súrefni í loftinu. Afurðir þessarar áhrifar eru meðal annars veikar sýrur og sápuhlutir. Sýrurnar eyða yfirborði hluta kerfisins og mynda dökkar flekka. Sápuhlutirnir þekja yfirborð hluta kerfisins og loka smáopnum í þrýstismálgáttum og smurrásunum.

Hitinn hrðar olíuoxíðun. Hver 18–20°F (10–11°C) yfir meðalhitastigi í olíusjóðinum (130°F / 54,4°C) tvöfaldar nákvæmlega hraðann á oxíðun. Járn-, koparpartiklar og vatnsdropar í olíunni hrða líka oxíðunina.

Oxíðun við útgangspunkt pumpunnar

Annad staðsetningin þar sem olía oxíðast er við útgangspunkt pumpunnar. Ef innblásrásin lekka loft eða ef skilvörpunarlínan veltur olíusjóðinn og veldur því að inntakspunktur pumpunnar sughafi loftbubblur, munu þessar loftbubblur ná útgangspunkti háþrýstipumpunnar og brjóta svo plótslega saman (ofbeldislega samþrýstast) undir háum þrýstingi. Þessi ferli framleiða mjög hána staðbundna hitastig. Reikningar sýna að þegar bubbla er samþrýst frá næstum núll til 3.000 psi (207 bar) getur hitastigið náð 2.100°F (1.149°C). Við þetta hitastig brennir olían og myndast harðar, líkjandi hrísgrjónslegar afleifar og bitrur brennandi lykt.

Ef oxíðmyndanir myndast við útgangsgátt pumpunnar leysist hráefnið upp í olíunni. Þegar hráefnið kemur í snertingu við heita yfirborð (t.d. rótar pumpunnar, öryggisviftu, o.s.frv.), fellur það úr olíunni sem vörnulag á þessum yfirborðum, sem valdar festingu og lásningu hreyfandi hluta.

Hráefnið í olíunni sameinast einnig við ryk og önnur litlum partiklum og myndar slúður, sem blokkar litlar opnunir í viftum og síurum, og hindrar hitafrávinnu gegnum veggi olíusafnsins. Skjálfti loftbobblunnar við útgangsgátt pumpunnar er mikilvægustu ástæðan fyrir hröðu oxíðun olíunnar.

Mynd 3-14: Skjálfti loftbobblunnar við útgangsgátt pumpunnar. Þegar bobblurnar eru samþrýstar frá lágu til hárra þrýstis geta staðbundin hitastig verið yfir 1100°C — nógu hátt til að brenna olíuna og mynda vörnulag.

Athugaðu fyrir oxíðun olíunnar

Berið saman dæmi af olíu úr kerfinu (sem gæti verið oxíduð) við nýtt olíudæmi úr tunnum, við sama hitastig. Ný olía finnst áberandi klísug þegar henni er rúllað milli þumals og fingurs, og hún heldur sig á fingrunum. Oxíduð olía finnst vatnagleg — hún rennur af eins og vatn, með slæmri klísugleika og festingarþægileika.

Olía sem hefur verið oxíduð vegna sprungu á blöðru hefur einnig skarp, bitranda lykt. Ef dæmið sýnir merki um oxíðun, sendið það á rannsókn í tilraunastofu. Ef henni er ekki hægt að endurheimta, þá skal hreinsa kerfið og fylla það aftur með nýrri olíu.

Vatn í hydraulíkólíu

All hverfiskerisólía inniheldur eitthvað magn af rakka. Í litlum magni brist vatnið niður í mjög litlar dropur og er flutt með olíunni. Vatn og olía blandast ekki saman (nema vatnslausnar olíur); í stórum magni sökkvast vatnið niður á botn lagðarinnar.

Ef olían inniheldur þegar syrur og hræringar sem myndust við oxíðun, munu þær hröða viðhald vatns.

Athugaðu fyrir vatnsfyrirkomulag

Samanburður á grunnsýni og nýju olíusýni er grunnathugunin. Setjið nýja olíu í glerflaska og haldið henni upp fyrir ljós — hún er skýr með léttum blösum. Ef sýnið inniheldur 0,5% vatns lítur það út fyrir skyggt eða þokugt. Við 1% vatns lítur það út fyrir mjólkugt.

Annar aðferð: hitið þokuga/mjólkuga sýnið — ef það verður skýrt eftir stund, var líklega vatn í því. Ef olían inniheldur mikla magn af vatni mun mest allt þessara vatns að lokum falla niður; snúðukraftaskilningur getur hrókkað þennan ferli ef tími er mikilvægur.

Ef olían inniheldur aðeins lítið magn vatns (< 0,5%) og kerfiskröfur eru ekki mjög strangar, þá gæti hún ekki þurft að vera skipt út strax. Vatn í olíu hrökkar oxun og minnkar smurræði; sjálft vatnið eyðist að lokum en oxunarfyrirverandi sem það veldur eru eftir og halda áfram að valda skaða. Ef olían er á marki, sendið hana á rannsóknarstofu.

Mynd 3-16: Sjónræn athugun á vatni. Magn vatns í olíu má meta eftir því hversu skyggt sýnið lítur út þegar það er haldið upp fyrir ljós.

Tæring og ryð

Úr sjónarhóli hydraulískra kerfa er róska efnileg árás á yfirborð hluta sem orsakast af syrur sem myndast við oxun olíu. Rjúpa er oxun járnbyggðra yfirborða sem orsakast af vatni í olíunni.

Róska leysir metall upp og færir það burt — minnkar stærð og þyngd nákvæmra hluta. Rjúpa bætir efni við járn yfirborð — aukar stærð og þyngd þeirra. Þegar nákvæmir hlutir breyta stærð sinni, er áhrif hafa á árangur og afköst þeirra. Hvorki róska né rjúpa eru samþykkt í hydraulískum kerfum.

Rjúpu- og oxunahömluvar (R&O)

Jafnvel mjög lítil magn af vatni í olíunni geta valdið rjúpu á járn yfirborðum hluta. Undir náttúrulegum kringumstæðum veitir olía einungis ekki nægan vernd gegn rósku og er í raun ómögulegt að halda öllu vatni úteftir úr hydraulískum kerfum — því innihalda flestar hydraulískar olíur rjúpuhömluvar sem mynda efnafræðilega verndarlaga á yfirborði metalla.

Viðbrögð loft- og olíu í geymslubuxinu mynda einnig oxíðunarfyrirvörur sem að lokum átaka metallflaturnar og hrökkva frekari olíuoxíðun. Þess vegna eru líka bættir við öxíðunarvarnir — þessi efni trufla keðjureggjuoxíðun.

Háhituoxíðun frá blösusamdrátt í útgangsrás púmpunnar er ekki hægt að koma í veg fyrir eingöngu með efnafræðilegum aðferðum; hana er aðeins hægt að stjórna með því að fjarlægja loft úr inntaksrás púmpunnar. R&O-bætiefni (Rust & Oxidation inhibitors) eru grunnbætiefnir í flestum iðjuhydraulíkulíkum. Olíur með þessum bætiefnum eru stundum kölluðar „R&O-olíur“. Góðustu gæða gegnsæir (hreinar) R&O-olíur eru hæstu gæða; lægri gæða turbinuolíur geta samt verið viðeigandi fyrir margar hydraulískar notkunarform og eru merktar sem „R&O undir turbinugæðum“.

Skúmur og loftinnblæsing

Olía sem skilar aftur í rafmagnsgeymsluna ætti að losa allan loftinn sem er blandaður í kerfið. Í sumum kerfum eru lekningar á innblás hliðinni alvarlegar og þegar olían skýtur aftur í rafmagnsgeymsluna myndast skúmur — sem loksins valdar því að loft blönduðu olíunni sé dregið aftur inn í pípuna, sem veldur óstöðugleika í kerfinu, hröður oxun, framleiðir hávaða og getur jafnvel valdið því að olía renni yfir úr rafmagnsgeymslunni og bregði til umhverfisvandamála.

Besta lausnin er að laga lekana og endurhanna skila-kerfið, til dæmis með því að nota skiljufor, eða með því að nota stærri skila-rör til að minnka hraða olíunnar sem fer í rafmagnsgeymsluna. Vegna fjárhags-, notkunar- eða þjálfunarástæðna má nota efnaaukamál til að ná sama árangri.

Andriskúmefna

Andfumunarefni koma í veg fyrir fumun olíu. Sum efni virka með því að sameina litla blöðru í stærri sem hælta upp á yfirborðið og bursta. Önnur tegund virkar með því að hindra loftútgang til að minnka fumun en hækkar fjölda litlu blöðrur í kerfinu. Þegar valið er andfumunarefni skal velja þá tegund sem leyfir loftri að komast út — ekki þá tegund sem lætur meira loft fast í kerfinu.

Athuga fumun

Athugið fumun olíu með því að taka sýni úr geymslubakkinu. Sjónleg skoðun gefur fljóta upplýsingar um hvort olían innihaldi loft. Sýnin ættu að vera tekin eins nálægt innslæppi pípunnar og mögulegt er, svo að sýnin lýsi olíunni sem raunverulega fer inn í kerfið.

Aðrar tilvísanir í loft í kerfinu: háhrödd, óregluleg hljóðfræðileg hljóð frá pípunni; pípan getur í einhverjum tímabilum gert mikil hljóð eins og hamrarlag, sem ef einhver væri að skjóta skotvopni inni. Óregluleg hreyfing á sílindrum og óstöðugar lesningar á ýtrykksmælirnum eru líka tilvísanir í loft.

Mynd 3-18 Loft í hydraulíkkerfinu. Skúmur á yfirborði olíusafnsins (vinstra megin) eða hljóð frá pípunnar (hægra megin) báðar vísa til vandamála við innblástur lofts.

Uþreinindi í hydraulíkolíu

Stærsta vandamálið með hydraulíkolíu í notkun er uþreinindi. Uþreinindin geta verið vatn, loft eða fast efni — fast efni eru algengustu og skemmandi.

Fast uþreinindi geta lokað stýriklappagöngum, valdið að hreyfanlegum hlutum festist, hrökkva slitage og virka sem katalysator fyrir oxun olíunnar.

Uþreinindi er hvaða óleysanlegt efni sem er í olíunni. Uþreinindin komast í kerfið á margt hátt: á meðan kerfisþátta er framleidd, samansett, geymd og flutt; úr ytri umhverfinu gegnum slitna þéttunarringa á pistlum eða brjótaskemmti á safninu; og úr sjálfu kerfinu — slitnir innri hlutar framleiða ávallt metallpartiklar. Uþreinindin heldur aldrei áfram.

Engin efnafræðileg viðbót getur fjarlægt mengun úr olíu né kvarðað menguninni frá að komast inn. Markmið góðs kerfishannaðar og viðhalds er að kvarða menguninni frá að komast inn, og það er ábyrgð síuranna og viðhaldsliðsins að fjarlægja mengunina úr olíunni.

Athuga mengun

Óvæpna auga geta ekki áreiðanlega ákvarðað mengunarstig. Að skoða olíu í glerflaska undir ljósi er ekki nákvæm athugun á mengun — margir hlutir sem eru skaðlegir fyrir hydraulísk kerfi eru of litlir til að sjá. Nákvæm mat á mengun krefst laboratoríumatgreiningar.

Blokkuðu vísbendingu síu kerfisins er hægt að nota til að athuga mengun. Ef sían er rétt stærð fyrir kerfið og vísbendingin virkar rétt: vísbending um „hreint“ merkir að olían er nógu hrein fyrir kerfið; vísbending um „þarf viðhald“ merkir að sían þarf viðhald eða skipting; ef vísbendingin sýnir að kerfið er í bypass-stöðu er olían mjög óhrein og sían þarf strax viðhald.

Mynd 3-19 Vísir fyrir síuskilyrði. „Hreint“ (efst): olía er í lagi. „Þarf viðhald“ (í miðjunni): þarf viðhald eða skipta um hlutinn. „Skipt yfir“ (neðst): olían er mjög óhrein — þarf strax viðhald.

Viðhald á hydraulískri olíu

Sem minnt er á hafa hydraulísk olía margföld föll í kerfinu og inniheldur ýmsar bætiefni til að styðja þau föll. Henni á að bera sérstaka athygli við geymslu, flutning á kerfisbassöng og í gegnum allan rekstur kerfisins.

Geymsla

Við geymslu er lykillinn að halda olíunni í bestu mögulegu ástandi. Uppþétting olíu í geymsludrum er ekki einungis waste — hún getur líka gefið kerfinu vanbættar olíur og hrakið áreiðanleika kerfisins.

Drumurnar ættu að vera geymdar á hreinum, þurrum stað. Drumur sem geymdu úti ættu að liggja á hliðum til að koma í veg fyrir að vatn safnist á toppnum og renni inn í gegnum lokunardiskinn.

Flutningur olíu úr drumu í bassöng

Áður en byrjað er á að færa olíu, hreinsa skyldu lokunum á dökkunni og undirbúa síðan allt nauðsynlegt verkfæri og búnað: sveigjanlega slöngu, umfyllingarpumpu, goskúpu, síu til að fylla í geymslubakka og hrein handlegg. Athugaðu að merkið og viskósið á dökkunni séu þau sem krefst. Ekki allar hydraulískar olíur innihalda sömu viðbætur, svo er mælt með því að ekki blanda olíum frá mismunandi framleiðendum nema framleiðandinn heimildi það.

Þegar olían er í kerfinu skal halda henni í góðu ástandi og fylgjast með henni í tilgreindum tímabilum. Viðhald olíu felur í sér: að fylla upp í lágmarksstöðu (nota sama olíu eða olíu sem er samhæfð með núverandi olíu), að vinna með leka og að skipta síuelementi.

Regluleg skipting á sílueiningunni er mjög gagnleg. Utskurnir eru mjög skaðlegar fyrir olíuna því þær virka sem katalysator við oxun, sérstaklega þegar útskurðardeildirnar eru af járni, blyi eða kopri. Sílur fjarlægja mest allar útskurðardeildir úr rásinni, en geta ekki fullkomlega hreinsað útskurð frá kerfinu — þeir halda aðeins olíunni í góðu ástandi. Ef síluvísirinn gefur varúð en ekki er hafnað honum strax, fer stór magn ósílaðra útskurðardeilda framhjá niðurstöðum, sem áhrifar hluta, og útskurðardeildir sem eru fastar í því mottu sílueiningunni verða eftir í kerfinu og halda áfram að virka sem katalysator við oxun.

Hreinsa netfilterhluti

Sílueiningar með netmynd geta verið hreinsaðar og endurnýttar. Nákvæmni hreinsunar háð er því hversu nákvæmlega hreinsunin er framkvæmd, ekki sjálfri hreinsunaraðferðinni.

Algeng aðferð: þvo í hreinu leysimi eða heitum sápuvatni, síðan blása hreint með þjöppuðu lofti. Notkun mjúks bursa (nýr málningarbursi) hjálpar við að þvo netið. Notið aldrei járnbursta eða ræfandi efni. Eftir þvottinn skal halda hlutnum upp á ljós og skoða – grá eða svört svæði gefa til kynna að hlutinn þurfi frekari þvott.

Ultrahálfhæðarþvottur er dýrri en auðveldari: setjið þveginn hlut í ultrahálfhæðarþvottara í ákveðinn tíma, svo fjarlægið hann hreinan og tilbúinn til endurnotkunar. Síurhlutar með flokkun 40 μm eða fínri ættu að vera þvottir í ultrahálfhæðarþvottara til að endurheimta þjónustutíma þeirra á skilvirkan hátt.

Mynd 3-20: Þvottur net-síuhlutans. (Vinstri) Ultrahálfhæðarþvottari fyrir fínar hluti. (Hægri) Halda hreina hlutnum upp á ljós til að athuga hvort eitthver lokað svæði séu eftir.