Масло на бази нафте је одличан мастилац, тако да системи који га користе као средство за пренос енергије могу очекивати дуг и поуздани радни век. Међутим, у многим системима и апликацијама, уље на бази нафте има један значајан недостатак: под притиском, уље може прскати кроз пропусте и произвести магла (прскање уља). Ова магла је постала узрок многих индустријских пожара.

Када обично користимо уље на бази нафте, ризик од пожара није веома висок, јер минерално уље не запаља се лако на собној температури и има способност да удуши пламен слично дрвеној кибрици. Али када се у линији под високим притиском развију мале пропусте, уље се избацује као фина магла. Могота је високо запаљива смеша која се може врло лако запалити.

У индустријским окружењима са ризиком од пожара, прва брига је безбедност радника и способност одржавања производње без случајних пожара. Ако околина може да произведе извор случајног запаљења, потребне су хидрауличке течности које се не могу запалити. Употреба таквих течности повећава трошкове рада (пожарно отпорне течности коштају више од минералног уља) и смањује трајање употребе компоненти.

Циљ овог поглавља је да се идентификују хидрауличне течности отпорне на ватру које се обично користе у хидрауличким системима, разговарају о неким питањима у вези са њиховом употребом и дају смернице за одржавање.

Одређивање отпорности на ватру

Огањотпорне течности нису огањотпорне, као што их назив указује, једноставно се тешко запаљају. Ако се огањна течност загреје до довољно високе температуре, она ће на крају запалити.

Опорочност одређене течности одређује се три техничка мерења: тачка запаљења, тачка паљења и температура ауто-запаљења. Референтна течност у следећим три описа за испитивање је хидраулично уље на бази нафте.

Точка запаљења

Точка запаљења течности је температура до којег се мора загрејати пре него што ослободи довољно паре са своје површине да се запали ако се примени пламен. За нафтно хидраулично уље, ако се загреје на 350450°F (176.6232.2°C), ослобођује се довољно паре да се запали када се примени пламен. Међутим, када се оган уклони, гори се престаје.

Точка ватре

Точка паљења је температура до којег се уље мора загрејати тако да настави да гори након уклањања тестовог пламена. Пре него што се надмаши ова температура, од површине уља се ослобађа довољно паре да, када се запали, уље и даље гори само по себи чак и након што се извуче извор пламена.

Температура ауто-запаљења

Температура ауто-запаљења (АИТ) је температура на којој се уље самопосачи без спољног пламена или искре. За нафтно хидраулично уље, ако се загреје на 500700°F (260371°C), самозапали се.

Течности класификоване као огањотпорне имају веће тачке запаљења, тачке паљења и температуре ауто-запаљења од нафте на бази нафте.

Типови хидрауличких течности отпорних на ватру

Огањотпорне течности се могу поделити у две главне категорије: воде и синтетичке.

Хидрауличне течности на воденој бази

Први хидраулички радни медијум била је вода. Вода има неке недостатке (посебно у мазивању), али није запаљива, тако да је оригинални приступ када је потребна отпорност на ватру био једноставно прелазак на воду. Али зато што је потребно мало мазивања, уље и вода су били емулгирани заједно.

Емулзија у води у уљу (Емулсија W/O)

Ово је вода на бази огнеопробног течности направљена од воде и уља. То није решење - уље и вода се не растворају једни у другима. У овој течности, хемијски емулгирач распрши у изузетно фине капице и равномерно распореди у целој воденој носачи, што побољшава квалитет смазања. Када се ова течност сретне са пламеном, вода се претвара у пару и гуши ватру.

Ова двофазна течност вода/уље назива се емулзија. Током периода када је ова врста течности била широко коришћена, типичан однос је био 60% воде до 40% уља, са водом као главном фазом и уљем као диспергираним капицама.

Течност са високом водном основом (HFA)

Ово је огањотпорна течност у којој је вода главна компонента. Тренутно, осим у системима у којима се велике количине радне течности губе због цурења, овај тип се ретко користи у хидрауличким системима системи који га користе тргују скраћеним животом компоненте за неку економску предност јер је релативно јефтин (вода чини најмање 90% садржаја).

Емулзија израђена са садржајем уља од 110% назива се течност са високом водном основом (раствор уља у води). Ако неко каже да његов систем користи "5% раствор уља", то значи 95% воде и 5% уља, или хемијска концентрација од 95:5.

Емулзија уља у води (ХФБ)

Модерне емулзије вода/уље које се користе у хидрауличким системима су млечнобеле течности направљене од 60% уља и 40% воде однос је обрнут у поређењу са ранијим типом ХФА (60% воде до 40% уља). Пошто је главна компонента ове течности уље, са водом као диспергираном фазом, ХФБ емулзија има бољу марење од ХФА, али је његова отпорност на ватру благо смањена.

вискозност вода/масло-маслаца

Као и нафтно уље, вискозитет је важно својство водено-маслиних емулзија. Пошто HFA течност има садржај воде од најмање 90%, њена вискозитет је у суштини онаква као вода што је чини релативно лошим мастилином.

С друге стране, иако је Емулсија ХФБ направљена од око 60% уља, то не значи да је њена вискозитет једнак вискозитету њеног основног уља. Због ефекта резања између две фазе, ХФБ емулсија показује мању вискозитет него што се очекивало. Да би се осигурала адекватна марење компоненти система, употребљена ХФБ емулзија треба да има већу вискозитет од нафтног уља које се обично користи у систему. На пример, ако се у систему користи петролно уље 150 SUS (32 cSt) @ 100°F (37.7°C), ХФБ емулсија треба да има вискозитет од 375 SUS (80.9 cSt) @ 100°F (37.7°C).

Када радна течност прође кроз хидрауличну пумпу и систем, ефект резања између две фазе узрокује да Емулсија ХФБ покаже пад вискозитета. Да би се осигурало да су компоненте добро подмазане, вискозитет Емулзије ХФБ треба да буде већи од вискозитета нормалног нафтног уља за тај систем.

Проблем са емулзијама уље у води

Склањање водене течности у резервоар може изазвати проблеме. За ХФБ емулсију, два главна проблема су фаза раздвајања и бактеријски раст.

Подељење фаза

ХФБ емулзије нису дизајниране за рад на ниским температурама. При 32°Ф (0°С) лед почиње да се формира; при око -10°Ф (-23,3°С) емулзија се потпуно замрзи. Цикли замрзавања и отварања узрокују да се две фазе одвоје: на тачки замрзавања воде (32°F / 0°C), неке капљице воде у емулсији учвршћују у кристали леда. Како се систем загрева и лед се топи, емулзија не мора нужно да се поново формира у овом тренутку течност чини компоненте склонијим рђавању и више није добар мастилац.

Поновни циклуси замрзавања и оттајања узрокују трајну раздвајање воде и уља. Када се једном одвоје, враћање две фазе у емулзификовано стање је веома тешко, ако не и немогуће, а отпорност на ватру постаје озбиљна брига.

Проверка за раздвајање фаза

Визуелна инспекција се користи да би се проверила да ли је емулзија фазно раздвојена. Тешко је у резервоару рећи да ли су две фазе одвојене. Видећете да се сва бесплатна вода опусти на дно боце.

Ако сумњате да је фазна раздвојеност тешка, обратите се свом добављачу течности они могу препоручити замену течности.

Бактеријски раст

Под одговарајућим температурним условима, бактерије могу да расту у ХФБ емулсији. Велики број бактерија може блокирати отворе клапана за контролу проток и елементе филтера сви ови ефекти чине систем непоузданим и узрокују га неисправно.

Многи ХФБ емулсији садрже бактериостатичке адитиве како би то спречили.

Проверка за раст бактерија

Бактеријски раст у ХФБ емулсији може се открити визуелно и мирисом. Ако су бактерије порасле у течности, филтер за улазак изгледа као да је прекривен вискозном слузом, а течност излази лош мирис.

Ако је у емулсији присутан бактеријски раст, течност ће вероватно морати да се замени.

Водно-гликол (ХФЦ)

Водно-гликол је још једна врста водоловне течности која се не може запалити. То се састоји од воде и гликола (етилен гликола), а његова хемијска структура је веома слична антифризу за аутомобиле.

Водно-гликол је обично црвене или ружичасте боје. Обично садржи 60% гликола и 40% воде, са хемијским дебелитељима додатим да би се повећала вискозитет. Пошто се гликол заправо раствора у води, ова течност је једнофазна, за разлику од емулзија, не садржи одвојене капљице воде и гликола када се посматрају под микроскопом. Водно-гликол добро функционише на ниским температурама.

У поређењу са ХФБ емулсијом и воденом гликолом

У поређењу са ХФБ емулсијом и воденом гликолом, налазимо:

1. Стабилност Емулзије ХФБ је слабија од водно-гликолног раствора.
2. Стабилна ХФБ емулзија има бољу марење.
3. Емулзија од ХФБ-а је јефтинија.
4. Водно-гликол има бољу оганску отпорност.
5. Водно-гликол ради боље на ниским температурама.

Проблем са хидрауличним течностима на бази воде

Употреба вода на бази огнеопробног течности у хидрауличком резервоару ствара неке проблеме. Два главна проблема за ХФБ емулсију су смањен живот компоненте и испаравање воде.

Увлачење течности на воденој бази

Пошто водобазирани огнеопротивни течности садрже велики пропорција воде да би постигли отпорност на оган, њихова мазања је много нижа од нафтног уља ово је урођени недостатак.

Иако су укључени додаци за мастило и додаци за уља, они и даље смањују живот компоненте у употреби. Због овог негативног ефекта, водобазирани огнеопротивни течности генерално се не користе у системима који раде изнад 1.800 пси (124 бара).

Међу HFA течности, HFB емулзије и воденог гликола, стабилна HFB емулсија има најбољу мазиву; затим вода-гликол, а затим HFA.

Таблица 4-1 Релативни фактори смазања за водонепробивне течности против нафте. Виши фактор значи више зноја компоненти.

Изпарљење воде

Многи произвођачи течности препоручују да максимална оперативна температура за хидрауличне течности на бази воде буде 140 ° F (60 ° C), а идеално да се држи испод 120 ° F (49 ° C). Преко 60°С, може се десити прекомерно испаравање воде.

Када се вода испара из течности на бази воде, дешава се неколико нежељених ствари. Водна пареа која излази из течности кондензира се на незаштићене површине железних компоненти и узрокује рђа. Након одређеног периода, рђа се отпада и постаје извор контаминације широм система.

Течности на воденој бази обично садрже инхибиторе рђа, али свака незаштићена метална површина која није потопљена у течност ће бити нападнута паром од испаравања.

Опорочност вода на бази течности зависи од садржаја воде, тако да испарење воде смањује опорочност. Изпарљење такође утиче на вискозитет у води-гликолу, губитак воде повећава вискозитет; у ХФБ емулзији, губитак воде смањује вискозитет и може учинити емулзију нестабилном. Да би се одржала оптимална отпорност на ватру и одговарајућа вискозитет, садржај воде у вода на бази огнеопробно течности мора се редовно проверује и одржавати у уском опсегу концентрације.

Слика 4-11 Изпарјевање воде из течности на водној бази. Изпарљење смањује отпорност на ватру, мења вискозност и омогућава парови да се кондензира на металним површинама и изазива рђављење.

Синтетичка хидраулична течност отпорна на ватру (HFDR)

Синтетички хидраулички течност је синтетичко уље познато по својој високој отпорности на ватру, док је његова мазаност близу нафте. Најчешће коришћен синтетички огањотпорни течност је фосфатни естер.

Напомена: Синтетичка огнеопропортивна течност не смеши се са силиконским смолама, силикатним естерима, естерима дибазичне киселине, једињењима полиолских естера, полиетерима или другим синтетичким течностима. Ови синтетички једињења могу имати специфична својства која су потребна за одређене апликације, али се обично не сматрају огнеопробивим.

Фосфатни естерски течност добро ради под високим притиском и има одличну отпорност на ватру, али је скупа. У системима под високим притиском са захтевима о огнеопропорности, због трошкова фосфатног естера, може се користити мешавина фосфатног естера и нафтног уља. Ова мешавина има смањење које је потребно систему, али њена отпорност на ватру није добра као чист фосфатни естер.

Упоређивање водене и синтетичке огнеопробности

Приликом упоређивања водене и синтетичке огнеотпорне течности:

6. Синтетичке течности имају бољу марење и могу радити под већим притиском.
7. Синтетичке течности су скупље.
8. Синтетичке течности имају бољу отпорност на ватру.
9. Фосфатни естер течност има тачку запаљења од око 455 ° F (235 ° C), тачку ватре од око 665 ° F (352 ° C), и температуру ауто-запаљења од око 1,150 ° F (621 ° C).

Течности на воденој бази не изразују отпорност на ватру кроз тачку запаљења и тачку ватре јер те течности садрже воду. Температура ауто-запаљења воденог гликола је око 1,100 ° F (593 ° C); за ХФБ емулзију, температура ауто-запаљења је око 825 ° F (440.6 ° C).

Слика 4-14 Четири типа огањотпорних течности и њихови баци за складиштење. Од леве стране: синтетички (фосфатни естер), смеша фосфатних естера и уља, ХФБ емулзија и водно-гликол.

Проблем са хидрауличним течностима које не могу да се пале

Употреба огнеопростивих течности у хидрауличким системима ствара одређене проблеме, укључујући: компатибилност са пломбама и заштитним премазима, задржавање пене и ваздуха и седиментацију.

Компатибилност огнеопробног течности

Најчешћи материјал за динамичка затварања у системима нафтног уља је нитрилна гума (Буна-Н). Овај материјал је такође компатибилан са ХФБ емулсијом и воденом гликолом. Када систем прелази са нафтног уља на ХФБ емулзију или воден гликол, ако су постојећи запечатачи нитрилна гума, не треба их заменити. Међутим, ако се прелази на синтетичку течност као што је фосфатни естер, потребна је замена запечати.

Када се прелази са нафтног уља на хидрауличну течност на бази воде, могу се појавити проблеми са заштитним премазима. Ако је унутрашњост резервоара заштићена премазом или бојом компатибилном са нафтом, течност на воденој бази може да раствори ове премазе.

Водно-гликол и неки хемијски концентрати су некомпатибилни са неким металима. Они могу да кородирају цинк, кадмијум, магнезијум и неке алуминијумске легуре, стварајући лепљиве шлаке које блокирају отворе и филтере клапана и могу изазвати лепљење катуша клапана. Стога се препоручује да компоненте које садрже ове метале или које су прекривене овим металима не користе са воденом гликолом. Такве компоненте могу укључивати електроплациране цеви, филтерске екране са цинком или кадмијем, фитинге и резервоарске прилоге.

Уобичајени нитрилни гумени запечатни материјал који се користи за динамичка запечатка у системима нафтног уља није прихваћен за фосфатне естере или мешавине фосфатних естера за течности које захтевају флуороеластомер (Витон), гуму на бази епоксида или друге

Синтетичка огнеопропортивна течност може растворити боје и лакове који су компатибилни са нафтом, али не кородира уобичајене метале у хидрауличком систему.

Обумоношење пена и ваздуха у огнеупорним течностима

У поређењу са нафтом, водонамене и синтетичке течности које су отпорне на пожар склоније су задржавању ваздуха и пени. Након што се радна течност врати у резервоар, огањотпорној течности треба више времена у резервоару да би се ослободили сви акумулирани ваздушни мехурићи.

Због тога системи који користе огањотпорне течности треба да имају већи резервоар од система који користе нафтно уље.

耐火流体中的沉降

Када се огањотпорна течност врати у резервоар, у поређењу са нафтом лакше задржава плутајуће контаминате. Течност треба да дозволи да се било који контаминатор одговарајуће величине опусти на дно резервоара, али у течности отпорној на ватру, контаминатори се не оседају тако лако.

Стога, када се у систему користи хидраулична течност отпорна на ватру, прва ствар коју треба размотрити је усвајање добрих мера филтрације течности, а магнетни филтри не треба занемарити.

Упутства за одржавање

Склањање

Склањање хидрауличне течности отпорне на ватру је у суштини исто као и за нафту.

За ХФБ емулсију постоји додатни захтев за складиштење: јер понављање циклуса замрзавања и отварања утиче на његову стабилност, треба је пажљиво чувати од замрзавања током складиштења.

Прелазак течности са бубне у резервоар

Друг важан корак је пренос течности из бунака за складиштење у резервоар. Пре него што уклоните бубну, очистите поклопцу бубне и припремите сву опрему и алате потребне за процес преноса: флексибилан црев, трансферну пумпу, фунел, филтер за попуњавање резервоара и руке оператера. Проверите да ли су бренд и вискозитет течности у бубљици тачни.

Ако се за кретање огањотресне течности користи трансферна пумпа, уверите се да у пумпи нема остатке течности другог типа и да су материјали и опрема за пумпу компатибилни са течношћу.

Након што се у резервоар ставља огањотпорна течност, она треба одржавати и пратити у одређеним интервалима. Улагање у оље укључује: пуњење у минимални ниво, управљање цурењама и замену елемената филтера.

Водна хидраулична течност треба редовно проверувати за садржај воде концентрација мора бити одржавана у веома уској опсегу; у супротном ће се утицати на вискозитет и отпорност на ватру.

Уопштено, не препоручује се додавање воде у ХФБ емулсију, јер је за то потребан процес реемулсификације. Додавање воде у раствор воде-гликола је уобичајено, али то не би требало да се ради само тако што се баченом шлангом убаци вода у резервоар. Вода која се додаје не би требало да садржи минералне лежишта која би могла да контаминишу систем. Дистилирана или дејонизована вода је погодна за растворе воде-гликола; количину коју треба додати треба одредити лабораторијском анализом узорака уља.

* ХФА се ретко користи у системима високог притиска због веома лошег мачења; ограничење притиска је више практично него техничко ограничење.