Oleum petrolei originis est lubricans egregium, itaque systemata quae id ut medium transmissionis energiae utuntur longam et fidam vitam operativam exspectare possunt. Tamen in multis systematis et applicationibus oleum petrolei originis unum gravissimum incommodum habet: sub pressione oleum per fendas spargi potest et nebula (sparsio olei) producere potest. Haec nebula causa multarum incendiorum industrialium facta est.

Cum oleum petrolei originis normaliter utimur, periculum incendii non est valde magnum — quia oleum minerale facile non accenditur ad temperaturam ambientem et vim habet flammam opprimendi similem fustulo ligneo. Sed cum lineae altae pressionis parvas fendas efficiunt, oleum ut nebula subtilis emittitur. Nebula est mixtura altissime inflammabilis quae facile accendi potest — huiusmodi fuga ut injector combustibilis considerari potest.

In locis industrialibus, ubi periculum incendii exstat, primum est cura de operariorum salute et de facultate productionis continuandae sine incendiis fortuitis. Si locus fontes ignitionis fortuitae generare potest, fluida hydraulica igni resistens necessaria sunt. Huiusmodi fluida utendo, impensae operationis augentur (fluida igni resistens carius sunt quam oleum minerale) et vita utilissima componentium minuitur.

Huius capitis finis est fluida hydraulica igni resistens, quae in systematibus hydraulicis vulgo utuntur, agnoscere, quaedam de eorum usu dubia disserere, et praecepta de custodia dare.

Determinatio Resistentiae ad Ignem

Fluida igni resistens non sunt igni immunda — ut nomen suum indicat, tantummodo arduum est ea accendere. Si fluidum igni resistens ad temperaturam satis altam calefiat, tandem accendet.

Resistentia ignis specifici fluidi determinatur tribus mensurationibus technicis: puncto fulguris, puncto incendii, et temperatura auto-ignitionis. Fluidum referentiale in sequentibus tribus descriptionibus experimentorum est oleum hydraulicum petrolei originis.

Punctum Ignitionis

Punctum fulguris fluidi est temperatus ad quam calefaciendum debet antequam sufficiens vapor ab eius superficie emittatur ut accendatur si flamma applicetur. Pro oleo hydraulico petrolei originis, si ad 350–450°F (176,6–232,2°C) calefiat, sufficiens vapor emittitur ut accendatur cum flamma applicatur. Tamen, postquam flamma removetur, combustio desinit.

Punctum incendii

Punctum incendii est temperatus ad quam oleum calefaciendum est ut continue ardeat postquam flamma experimentalis removetur. Supra hanc temperaturam sufficiens vapor ab superficie olei emittitur ut, semel accensus, oleum per se ardeat etiam postquam fons flammae auferatur.

Temperatura auto-ignitionis

Temperātūra autoignītiōnis (AIT) est temperātūra ad quam ōleum ipso sē accendit absque flamma aut scintillā externā. Pro ōleō hydraulico petroleī, si ad 500–700 °F (260–371 °C) calefiat, sponte accenditur.

Liquida quae ut ignī resistēntia classificantur altiōrēs puncta fulgūris, puncta incendii et temperātūrās autoignītiōnis habent quam ōlea petroleī.

Genera Liquōrum Hydraulīcorum Ignī Resistēntium

Liquida ignī resistēntia in duas praecipuās classes dīvidī possunt: aqua-based et synthetica.

Liquida Hydraulica Aqua-Based

Primum medium operāns hydraulicum erat aqua. Aqua quaedam īncommoda habet (praesertim in lubrificātiōne), sed est incombustibilis; itaque prīma ratio, cum ignī resistentia opus erat, simpliciter ad aquam redīre fuit. Sed quia aliquod lubrificātum opus est, ōleum et aqua simul emulsificāta sunt.

Emulsio Aquae in Ōleō (W/O Emulsio)

Haec est igni resistens liquida substantia ex aqua et oleo composita. Non est haec solutio — oleum et aqua invicem non dissolvuntur. In hac liquida substantia, oleum per emulsificatorem chemicum in guttas extremo fine dispersum est et aequabiliter in toto aquoso vehiculo distributum, quod qualitatem eius lubricandi meliorat. Cum haec liquida substantia flammam attingit, aqua in vaporem convertitur et incendium opprimitur.

Haec duplex aqua/oleum liquida substantia emulsio appellatur. Tempore quo huius generis liquidae substantiae late usurpabantur, ratio typica erat sexaginta percentuum aquae ad quadraginta percentuum olei, cum aqua esset fasa principalis et oleum guttae dispersae.

Fluidum Altae Basis Aquosae (HFA)

Haec est fluidum igni-resistens, in quo aqua est principale componentis. Nunc, praeter systemata in quibus magnae quantitates fluidi operativi per perditionem propter fissionem amittuntur, hoc genus raro in systematis hydraulicis utitur — systemata quae hoc utuntur breviorem vitam componentium pro aliqua aequitate economica commutant, quia relativus pretium parvum est (aqua constituit saltem 90% contenti).

Emulsio facta cum 1–10% olei dicitur fluidum altius aquae-basatum (solutio olei in aqua). Si quis dicit systema suum uti "solutione olei 5%", id significat 95% aquae et 5% olei, sive concentrationem chemicam 95:5.

Emulsio Olei in Aqua (HFB)

Modernae emulsiones aquae/olei in systematis hydraulicis usitatae sunt fluida lactea-alba, composita ex 60% olei et 40% aquae — ratio inversa est ad typum HFA priorem (60% aquae ad 40% olei). Quoniam principale huius fluidi componentis est oleum, aqua autem est fase dispersa, emulsio HFB meliorem lubricationem habet quam HFA, sed eius resistentia igni leviter minuitur.

viscositas emulsionis aquae/olei

Sicut oleum petroleum, viscositas est proprietas importantissima emulsionum aquae/olei. Quoniam fluidum HFA habet continere aquam ad minus 90%, eius viscositas essentialiter est viscositas aquae — quod eum reddit lubricantem relativum pauperrimum.

Ex altera parte, quamvis emulsio HFB constet ex oleo circiter 60%, hoc non significat eius viscositatem aequalem esse viscositati olei basis. Propter effectum cisurae inter duas fases, emulsio HFB ostendit viscositatem minorem quam exspectata. Ut lubricatio componentium systematis sufficiens habeatur, emulsio HFB utenda debet habere viscositatem altiorem quam oleum petroleum quod in systemate normaliter utitur. Exempli gratia, si systema utitur oleo petroleum 150 SUS (32 cSt) ad 100°F (37.7°C), emulsio HFB debet habere viscositatem 375 SUS (80.9 cSt) ad 100°F (37.7°C).

Cum liquor operans per pompam hydraulicae et systema transit, effectus cisa inter duas fases causat ut emulsio HFB viscositatem minuat. Ut componentes bene lubricentur, viscositas emulsionis HFB maior esse debet quam viscositas olei petrolei normalis pro illo systemate.

Problema emulsionum olei in aqua

Conservatio fluidorum igni-resistentium ex aqua in reservoaro problemata parere potest. Pro emulsione HFB duo principalia problemata sunt separatio phasium et incrementum bacteriorum.

Separatio Phasium

Emulsiones HFB non ad operationem ad temperaturas infimas destinatae sunt. Ad 32°F (0°C) glacies incipit formari; ad circiter −10°F (−23,3°C) emulsio plene congelatur. Cyclica congelatio et resolutio causant separationem duarum phasarum: ad punctum congelationis aquae (32°F / 0°C), quaedam guttulae aquae in emulsione in cristalla glaciei solidificantur. Cum systema calefit et glacies liquefit, emulsio non necessario rursus formatur — eo tempore liquor componentes magis ad rubiginem pronos reddit et iam non est optimus lubricans.

Cyclica repetita congelatio et resolutio causant separationem perpetuam phasarum aquae et olei. Post separationem, redire duas phasas in statum emulsionis valde difficile est, si non impossibile, et resistentia ad ignem gravem curam postulat.

Inspectio separationis phasarum

Inspectio visualis adhibetur ut exploratur an emulsio in fases separata sit. Difficile est in reservato discernere an duae fases separatae sint — sume exemplar olei, effunde illud in ampullam latioris orificii, et sinere aliquamdiu quiescere. Aqua libera, si qua est, in fundo ampullae subsidentem videbis.

Si gravem separationem in fases suspicaris, ad fluidi suppeditatorem confugias — ille fortasse substitutionem fluidi suadebit.

Generatio Bacterialis

Sub idoneis conditionibus temperaturae, bacterium in emulsione HFB crescere potest. Magna numerus bacteriorum orificia valvularum regulatricum fluxus aut elementa filtrorum obturare possunt — omnes hae effectus systema infidum reddunt et eius functionem impediunt.

Multae emulsiones HFB additamenta bacteriostatica continent, quae hoc praecavent.

Exploratio crementi bacteriorum

Crescentia bacteriorum in emulsione HFB visu et odore detegi potest. Si bacterium in fluido crescerunt, filtre in introitu quasi mucilagine tenaci obductum videtur, et fluidum foetorem malum emittit.

Si crescit bacteria in emulsione, fluidum fortasse mutandum est.

Aqua-Glycol (HFC)

Aqua-glycol est alterius generis fluidum igni resistens, quod ex aqua et glycole (glycole ethylenico) conficitur; eius structura chemica valde similis est antifrigido automobilium.

Aqua-glycol communiter rubra aut rosea est. In genere continet 60 % glycolis et 40 % aquae, cum agentibus chemice spissantibus ad incrementum viscositatis additis. Quoniam glycol vere in aqua dissolvitur, hoc fluidum est unius fasis — contrarium emulsionibus, quae sub microscopio guttas aquae et glycolis separatas ostendunt. Aqua-glycol bene operatur ad temperaturas infimas.

Comparatio emulsionis HFB et aquae-glycolis

Comparantes emulsionem HFB et aquam-glycol, invenimus:

1. Stabilitas emulsionis HFB deterior est quam solutio aquae-glycolis.
2. Emulsio HFB stabilis meliorem lubricationem praebet.
3. Emulsio HFB minoris pretii est.
4. Aqua-glycol meliorem resistentiam igni habet.
5. Aqua-glycolis melius operatur ad temperaturas infimas.

Problema cum fluidis hydraulicis aquosis.

Usus fluidi igni-resistentis aquosi in reservoir hydraulico quaedam problemata creat. Duo praecipua problemata pro emulsione HFB sunt vita utilis componentium minuta et evaportatio aquae.

Lubricatio fluidi aquosi.

Quia fluida igni-resistenta aquosa magnam partem aquae continent ut igni-resistentiam consequantur, lubricatio eorum multo inferior est quam olei petroleumici — hoc est vitium naturale.

Licet additamenta lubricantia et additamenta oleositas includantur, tamen vita utilis componentium in usu minuitur. Propter hunc effectum noxium, fluida igni-resistenta aquosa generaliter non utuntur in systematibus quae supra 1 800 psi (124 bar) operantur.

Inter fluidum HFA, emulsionem HFB et aqua-glycolim, stabilis emulsio HFB optimam lubricationem habet; sequitur aqua-glycolis, deinde HFA.

Tabula 4-1: Factores relativi reductionis lubricationis pro liquidis igni-resistentibus aquosis contra oleum petroleum.

Evaporatio aquae

Multi fabricantes liquidorum recommendant ut temperātūra operativa maxima pro liquidis hydraulicis aquosis sit 140° F (60° C), et optime infra 120° F (49° C) retineatur. Supra 140° F (60° C), evaporatio aquae exsuperans fieri potest.

Cum aqua ex liquido aquoso evapōrat, multa indēsīderābilia accidunt. Vapor aquae ē liquido exīns exsurgēns in superficiēs ferreās non protectās condensātur et rūstum generat. Post tempus quendam, rūstum exfoliat et in fontem contaminationis per totum systema vertitur.

Liquida aquosa generaliter inhibitoria rūstī continent, sed quaelibet superfīciēs metallī non immersa in liquido ab exhalātiōne vaporis adficiētur.

Resistentia ignis fluidorum aquosorum pendet a contento aquae; ideo evaportatio aquae minuit resistentiam ignis. Evaporatio etiam afficit viscositatem: in glycol-aqua, amissio aquae auget viscositatem; in emulsione HFB, amissio aquae minuit viscositatem et emulsionem instabilem reddere potest. Ut resistentia ignis optima et viscositas idonea serventur, contentum aquae in fluidis aquosis igni-resistentibus regulariter examinandum est atque intra angustas concentrationis limites retinendum.

Figura 4-11: Evaporatio aquae ex fluidis aquosis. Evaporatio minuit resistentiam ignis, mutat viscositatem, et permittit vaporem in superficiebus metallicis condensari ac ruginem generare.

Fluidum Hydraulicum Syntheticum Igni-Resistens (HFDR)

Fluidum hydraulicum syntheticum igni-resistens est oleum arte factum, quod insignis resistentiae ignis gratia notum est, cuius autem lubricatio prope aequatur ei quae in oleo petroleo invenitur. Communissimum fluidum syntheticum igni-resistens est ester phosphoricus.

Nota: Liquor igni-resistens syntheticus cum resinae siliconicae, esteribus silicatis, esteribus acidorum dibasicorum, compositis esteribus polyoliorum, polyaetheribus, aut aliis liquidis syntheticis miscendus non est. Haec composita synthetica proprietates specificas habere possunt quae in quibusdam applicationibus necessariae sunt, sed generaliter non ut igni-resistens considerantur.

Liquor ex esteribus phosphoricis bene operatur ad altam pressionem et excellentem igni-resistentiam habet, sed pretiosus est. In systematibus ad altam pressionem cum exigentiis igni-resistentiae, propter pretium esterum phosphoricorum, mixtura ex esteribus phosphoricis et oleo petroleo uti potest. Haec mixtura lubricationem a systemate postulatam praebet, sed igni-resistentia eius non tam bona est quam esteris phosphoricis puris.

Comparatio inter liquores igni-resistentes aquosos et syntheticos

Cum liquores igni-resistentes aquosos et syntheticos conferuntur:

6. Liquores synthetici meliorem lubricationem habent et ad altiorem pressionem operari possunt.
7. Liquores synthetici cariores sunt.
8. Liquores synthetici meliorem igni-resistentiam habent.
9. Liquor esteris phosphati habet punctum fulminis circa 455° F (235° C), punctum incendii circa 665° F (352° C), et temperaturam auto-ignitionis circa 1150° F (621° C).

Liquores aquosi non ostendunt resistentiam ad ignem per punctum fulminis et punctum incendii — quia hi liquores aquam continent. Temperatura auto-ignitionis glycolis aquosi est circa 1100° F (593° C); pro emulsione HFB, temperatura auto-ignitionis est circa 825° F (440,6° C).

Figura 4-14: Quattuor genera liquidorum resistientium igni et eorum vasa ad conservandum. A sinistra: syntheticus (ester phosphati), mixtura esteris phosphati et olei, emulsio HFB, et glycolis aquosus.

Problema cum liquidis resistientibus igni

Usus liquidorum resistientium igni in systematibus hydraulicis quaedam problemata creat, inter quae: compatibilitas cum sigillis et tegumentis protectoribus, spuma et retentio aeris, et sedimentatio.

Compatibilitas liquidorum resistientium igni

Materialis communissimus pro signis dynamicis in systematibus olei petrolei est caoutchouc nitrilicum (Buna-N). Hoc materiale etiam compatibile est cum emulsione HFB et glycolis aquosis. Cum systema a petroleo ad emulsionem HFB aut glycolis aquosos commutatur, si signa iam existentia ex caoutchouco nitrilico sunt, non necesse est ea mutare. Si autem ad liquidum syntheticum, ut est ester phosphoricus, commutatur, signorum substitutio requiritur.

Cum a petroleo ad liquidum hydraulicum aquosum commutatur, problemata possunt oriri de tectis protectivis. Si interior reservatorii tecta est vel picta tectura vel pictura quae cum petroleo compatibilis est, liquidum aquosum illa tecta dissolvere potest.

Aqua-glycol et quaedam concentrata chemica cum quibusdam metallis incompatibilia sunt. Ea corrumpere possunt zincum, cadmium, magnesium et quasdam leges aluminium, slagam adhaerentem producentia quae orificia valvularum et fīltrōrum obstruunt et adhaesionem spathulae valvularis causare possunt. Ideo suadetur ut componentes, quae haec metalla continent aut his metallis plātā sunt, cum aqua-glycole non utantur. Tales componentes includere possunt tubōs electroplātātōs, cernācula fīltrōrum zincō vel cadmiō plātāta, coniunctionēs tubōrum et accessorīa reservoiris.

Communis materia sigillī ex caoutchouc nitrilico, quae in systemātibus oleī petroleī ad sigilla dynamica utitur, a phosphato esterīs aut mixtūrīs phosphato esterum non accipitur — ea flūida fluoroelastomerum (Viton), caoutchoucum epoxy-basem aut alias materias sigillī compatibiles requirunt.

Synthetica flūida igni-resistens pictūrās et vernicēs, quae cum oleō petroleī compatibiles sunt, dissolvere potest, sed metalla communia in systemāte hydraulico non corrumpit.

Spūma et retentio aeris in flūidis igni-resistentibus

Comparata ad oleum petroleumis, liquida igni resistenta aquosa et synthetica magis prone sunt ad retinendum aerem et spumare. Postquam liquor operativus ad vasculum redit, liquor igni resistens diutius in vasculo manere debet ut omnes aerae bullae accumulatae emittantur.

Ideo systemata quae liquores igni resistentes utuntur vasculum maius habere debent quam systemata quae oleum petroleumis utuntur.

sedimentatio in liquore igni resistente

Cum liquor igni resistens ad vasculum redit, comparatus ad oleum petroleumis, contaminantes fluitantes facilius retinet. Liquor debet permittere ut quilibet contaminans idoneae magnitudinis ad fundum vasculi decidat; sed in liquore igni resistente contaminantes non tam facile decidunt.

Ideo, cum systema liquoris hydraulici igni resistentis utitur, primum quod considerandum est est adoptatio bonorum mensurarum filtrationis liquidi, et filtri magnetici non praetermittendi sunt.

Lineamenta Conservandi

Custodia

Conservatio liquidi hydraulici igni resistens fere eadem est atque petrolei — dolia in lateribus suis reponenda sunt, ut aqua non in summo accumuletur et non infiltretur.

Pro emulsione HFB est praeterea condicio conservandi: quoniam cyclica congelatio et resolutio eius stabilitatem laedunt, cavendum est ne in conservando congescat.

Translatio liquidi e dolio in reservatorium

Translatio liquidi e dolis conservatoriis in reservatorium est aliud gradus magni momenti. Antequam tappum doli removetur, operire dolii opertum purgandum est et omnia instrumenta atque ferramenta quae ad translationem necessaria sunt paranda: tubus flexibilis, machina ad transferendum, infundibulum, filtre ad implendum reservatorium, et manus operatoris. Verificare oportet nomen brandi et viscositatem liquidi in dolio esse rectas.

Si machina ad transferendum ad movendum liquidi igni resistens utitur, certum est ne ullus liquor residuus alterius generis in machina maneat, et ut materiae ac connexiones machinae cum hoc liquido compatibiles sint.

Postquam liquida igni-resistens in reservoarum infunditur, ea ad intervalla specificata servanda et inspicienda est. Servitium olei includit: adimpletionem ad minimum nivellum, curam propter percolationes, et substitutionem elementorum filtrantium.

Liquida hydraulica aquae-basis regulariter inspicienda est ad quantitatem aquae — eius concentratio intra angustissimum ambitum retineri debet; alioquin viscositas et resistentia ad ignem afficientur.

Generaliter non suadetur aquam ad emulsionem HFB addere, quoniam hoc processum re-emulsificationis requirit. Ad solutionem aquae-glycolis aquam addere communis est, sed hoc non simpliciter per tubum hortensium in reservoarum inserendum fit. Aqua adimpletoria mineralia deposita non continere debet, quae systema contaminarent. Aqua destillata aut de-ionizata ad solutiones aquae-glycolis idonea est; quantitas addenda per analysin laboratorii exemplaris olei determinanda est.

* HFA raro in systematibus altae pressionis utitur propter lubricationem valde pessimam; limitatio pressionis magis practica quam technica est.