Загрязнение, является причиной примерно 90% всех отказов гидравлической системы (гидравлика).
Если системы поддерживаются на желаемом уровне чистоты, а температура масла контролируется, время простоя может быть сведено к минимуму. Идеальная температура масла для промышленной гидравлической системы составляет 49°. Если температура достигает 60° масло, начинает разрушаться. Срок службы гидравлического масла будет сокращаться вдвое, при каждом повышении температуры на 8° — 60°
Гидравлические системы обычно предназначены для работы при более высоких температурах из-за их меньшего размера резервуара, что ограничивает количество тепла, которое может рассеиваться в атмосферу через стенки резервуара.
Масло с более высокой вязкостью часто используется в мобильных системах для работы при более высоких температурах. Загрязняющие частицы в гидравлических системах измеряются в микронах. Один микрон – одна миллионная часть метра. Зазоры внутри большинства насосов и клапанов составляют примерно 0,0004 дюйма или 0,001016 см.
Насколько это немного? Учтите, что зерно соли составляет 0,0039 дюйма или 100 микрон. Нижняя видимость человеческого глаза составляет 40 микрон(0,00158 дюйма или 0,0040132 см).Эритроцит составляет 0,0003 дюйма или 8 микрон. Частица, намного меньшая, чем может видеть человеческий глаз, способна вызвать отказ гидравлической системы.
Гидравлические фильтры должны быть выбраны для защиты наиболее важных компонентов в гидравлической системе. В «старые времена» для защиты системы без сервоклапанов использовался 10-микронный фильтр, но измерения эффективности 10-микронного фильтра не проводилось. Удалил ли он все частицы размером 10 микрон и выше, некоторые частицы или 25 процентов? Сегодня фильтрам присваивается бета-рейтинг для определения их эффективности. Бета-рейтинг представляет количество частиц, которые входят в фильтр,относительно количества частиц, которые вытекают.
Системные фильтры должны иметь бета-рейтинг 75 или выше. Для 10-микронного фильтра это выражается как B10 = 75 Это означает, что на каждые 75 твердых сферических частиц, поступающих в фильтр размером 10 микрон и более, только одна частица будет выходить из выпускного отверстия. Бета-оценки 200 являются общими для многих фильтров, используемых сегодня.
Уровни загрязнения в гидравлических системах (гидравлика) измеряются по стандарту чистоты ISO 4406. Желаемый целевой уровень зависит от наиболее важного гидравлического компонента и давления в системе. Это выражается в трех числах, которые представляют количество загрязняющих веществ, которые составляют 4, 6 и 14 микрон и выше в образце масла объемом 1 миллилитр.
Например, если переменный поршневой насос является наиболее критичным компонентом системы, а максимальное давление в системе составляет 103 Бар, тогда целевой уровень будет 18/16/13. Для достижения этого целевого уровня необходим 5-микронный фильтр. Если тот же насос используется в системе, которая работает при 172 Бар, тогда целевой уровень будет 17/15/12.
Более высокое разрушение металла происходит при более высоких давлениях в системе. Один или несколько 3-микронных фильтров потребуются для достижения этого целевого уровня.Если образец масла для системы 103 Бар показывает уровень 20/18/12, то система не поддерживается на желаемом уровне 18/16/13. Это может быть связано с тем, что фильтры не имеют надлежащей бета-оценки или фильтры существующих систем загрязнены и пропускают масло через обратные клапаны внутреннего байпаса (если используются).
После того, как желаемый уровень чистоты был определен, следующим шагом является определение того, где должны быть расположены фильтры. Рассмотрим следующие шесть мест в системе, где можно удалить загрязняющие вещества.
Гидравлика: Вентилятор резервуара
Всякий раз, когда уровень масла в резервуаре падает, атмосферный воздух будет проходить через сапун. Многие гидравлические агрегаты (гидравлика) содержат недорогой сапун, который служит в качестве заливной крышки, но масло никогда не должно добавляться в систему без фильтрации.
Важно не только удалять твердые загрязнения из воздуха, но и не допускать попадания влаги в резервуар. Воздух содержит водяной пар, который может превратиться в жидкую влагу, как только он остынет внутри резервуара.
Гидравлика: Всасывающий фильтр насоса
Назначение всасывающего фильтра — предотвратить попадание крупных частиц в насос. Этот фильтр может иметь форму фильтра, расположенного под уровнем жидкости. Эти фильтры обычно имеют рейтинг в 74 или 149 микрон.
Всасывающие сетчатые фильтры следует вынимать из резервуара не реже двух раз в год и заменять. Часто там будет фланец доступа всасывающего фильтра, расположенный там, где всасывающая линия насоса входит в резервуар. Это позволяет удалить сетчатый фильтр без слива всего масла из бака. Лучший способ очистки жидкости от всасывающего отверстия насоса — установить внешний фильтр в линию. Этот фильтр также должен иметь визуальный индикатор для контроля состояния элемента.
Гидравлика: Линия давления. Фильтры
Так как, насосы работают, происходит пробой металла. Когда давление превышает 152 Бар в системе с насосом с фиксированным рабочим объемом, напорный фильтр должен быть установлен в выпускной линии насоса. Это отфильтрует металлические частицы до направления в систему.
Когда насос переменной используется при давлении выше 130 Бар, фильтр должен быть установлен в напорном трубопроводе. Лучший метод контроля состояния элемента — это использование реле давления. Как только элемент становится частично загрязненным, и падение давления на элементе достигает положения переключателя, будет отправлен электрический сигнал, указывающий состояние.
Переключатель может использоваться для подачи сигнала тревоги на экране оператора о том, что фильтр почти загрязнен. Большинство напорных фильтров содержат внутренний перепускной обратный клапан, позволяющий маслу непрерывно поступать в систему после загрязнения элемента. Номинальное значение пружины обратного клапана обычно на 5,5 Бар выше, чем установка реле давления.
Лучший метод фильтрации – это установить систему двойного фильтра, где один элемент активен, а другой – резервный. Когда реле давления показывает, что сетевой элемент загрязнен, чистый фильтр можно выбрать без выключения системы. Напорные фильтры также обычно используются непосредственно перед пропорциональными клапанами и сервоклапанами.
Внутренний перепускной обратный клапан
Это связано с чрезвычайно узкими зазорами внутри клапанов. Большинство из этих фильтров не обходного типа. Фильтр должен быть установлен как можно ближе к клапану. Крайне важно регулярно менять эти фильтры, чтобы предотвратить разрушение элемента, что приведет к катастрофическому выходу клапана из строя.
Гидравлика: Фильтры обратной линии
Фильтры часто подключаются в обратных линиях направляющих клапанов системы. Это позволяет фильтровать масло, которое выходит из цилиндров и двигателей, прежде чем вернуться в резервуар. Однако этот тип фильтрации эффективен только в том случае, если по крайней мере 20% объема системы переносится через элемент за одну минуту. Например, при объеме насоса 378 литров в минуту через обратный фильтр должно протекать минимум 76 литров в минуту. Многие системы, такие как отклоняющие кикеры, работают только время от времени, что делает фильтр обратной линии неэффективным.
Визуальные индикаторы и реле давления могут использоваться для контроля состояния элемента. Проблема с визуальными индикаторами заключается в том, что они могут потерпеть неудачу и поэтому на них нельзя полагаться.
График технического обслуживания фильтра может быть установлен путем первоначального отбора проб масла в течение нескольких недель или месяцев.
Гидравлика: Фильтры дренажа корпуса
Гидравлический двигатель
Любое масло, которое обходит насос с переменным рабочим объемом или гидравлический двигатель (гидравлика) с дренажом снаружи, будет проходить через дренажную линию корпуса и в бак. Обходное масло будет содержать загрязняющие вещества, образующиеся при разрушении металла в насосе и двигателе. Небольшой фильтр может быть установлен в дренажной линии корпуса для удаления загрязнений. Перед установкой этих фильтров необходимо проверить номинальность уплотнения вала насоса или двигателя. Для большинства насосов с переменным рабочим объемом номинальное уплотнение вала составляет 0,6-1 Бар.
Уплотнения вала гидравлического двигателя (гидравлика) обычно имеют более высокий рейтинг (примерно 3,4 Бар). Внутренний или внешний обратный клапан также следует использовать, чтобы позволить маслу обойтись, когда элемент загрязняется.
Гидравлика: Фильтр контура очистки
Система фильтра контура очистки состоит из отдельного насоса и фильтра. Часто теплообменник также подключен к контуру. Насос постоянно рециркулирует масло в резервуаре через фильтр и охладитель. Эти фильтры могут быть довольно большими. Объем резервуара должен прокачаться пять-семь раз за одну минуту с помощью рециркуляционного насоса.
Например, если резервуар вмещает 11356 литров, для фильтрации масла пять раз (56781 л) за одну минуту потребуется насос на 946 литров в минуту. Шестеренные насосы рекомендуются из-за их способности лучше противостоять загрязнениям, чем лопастные или поршневые насосы. Для контроля состояния фильтра следует использовать визуальный индикатор. Не существует волшебного правила для количества и типа фильтров, которые должны использоваться в системе.
У вас может быть слишком много фильтров в системе? Нет, но чем больше их существует, тем больше времени потребуется для их поддержания. Часто предполагается, что фильтр на машине работает, когда в действительности масло течет через перепускной обратный клапан. Если одна или несколько систем на вашем предприятии не соответствуют рекомендуемому уровню чистоты ISO, проверьте систему, чтобы убедиться в правильности расположения фильтров.
Также убедитесь, что фильтры меняются регулярно по расписанию. Это может быть установлено с помощью анализа масла. Благодаря тому, что масло в ваших гидравлических системах (гидравлика) остается чистым и прохладным, время простоя гидравлики будет минимальным.