Gdzie kupić Sklep Kontakt

W jaki sposób można ograniczyć do minimum zanieczyszczenia układów hydraulicznych?

Urządzenia hydrauliczne wymagają przede wszystkim ostrożności i dbałości. Należy uważnie sprawdzać układy hydrauliczne pod kątem objawów ich zanieczyszczenia. Nie wolno lekceważyć najczęstszych przyczyn zanieczyszczenia układów hydraulicznych. Jeśli, pomimo zabezpieczeń, układ hydrauliczny zostanie zanieczyszczony, należy go jak najdokładniej wyczyścić. Zlekceważenie tego problemu grozi katastrofalną awarią układu.

Dlaczego układy hydrauliczne ulegają awarii?

Typowymi przyczynami usterek układów hydraulicznych w urządzeniach mobilnych są zanieczyszczenia i usterki zaworów hydraulicznych (np. uszkodzenia skutkujące zacinaniem się suwaków zaworowych, czy też zanieczyszczenia uniemożliwiające płynne otwieranie i zamykanie zaworów). Szkolenia w zakresie konserwacji układów hydraulicznych powinny uwzględniać sposoby diagnozowania i usuwania powyższych problemów. Zanieczyszczenie układu hydraulicznego cząstkami nierozpuszczalnymi grozi gromadzeniem się szlamu w obiegu. Cząstki te mogą powstawać wewnątrz układu hydraulicznego podczas jego pracy (np. w wyniku mechanicznego zużycia metalowych krawędzi lub uszczelnień elastycznych) lub przedostawać się do niego z zewnątrz, poprzez otwory w układzie albo jego nieszczelności. Cząstki stałe w oleju hydraulicznym płynącym z wysoką prędkością mogą osadzać się w różnych zakamarkach układu, powodując niedrożność lub utrudniając płynną pracę zaworów.

Dlaczego problem wydaje się być nowy?

Wiele lat temu powszechną praktyką, np. podczas naprawy przewodu elastycznego, było spuszczanie oleju hydraulicznego do jakiegokolwiek, używanego naczynia. Po naprawie przelewano olej od razu do zbiornika układu hydraulicznego. Nie skutkowało to większymi problemami, ponieważ w tamtych czasach maszyny hydrauliczne były stosunkowo prymitywne, z prostymi przekładniami i dźwigniami. Oczywiste jest, że układ taki uległby w końcu usterce z powodu zanieczyszczeń mechanicznych stopniowo gromadzących się w oleju, ale był on znacznie mniej podatny na zanieczyszczenia niż nowoczesne, precyzyjne urządzenia hydrauliczne. Kultura utrzymania układów hydraulicznych była wówczas niezbyt wymagająca i co najważniejsze — tańsza niż dzisiaj.

W przypadku współczesnych układów hydraulicznych ich zanieczyszczenie jest problemem znacznie poważniejszym. Nowoczesne układy mają precyzyjne części o bardzo wąskich tolerancjach wymiarowych. Układy te pracują z większą dokładnością, a zatem są podatniejsze na ewentualne odchyłki. Przykładem są tu sterowane elektronicznie zawory ciśnieniowe w obwodach sterujących, które wytwarzają siły hydrauliczne o precyzyjnie dobranych wartościach, tak aby przemieszczać suwak proporcjonalnego zaworu kierunkowego w celu zapewniania wymaganego stopnia otwarcia przepływu. Aby zapewnić dokładną wymaganą siłę, zawory te mogą wykonywać ruch nawet o ułamek milimetra. Zawory pilotowe są zwykle pierwszą warstwą sterowania w dużych układach hydraulicznych lub służą do regulacji przepływu w układach kierowniczych. W związku z tym nawet jedno, wystarczająco duże ziarno zanieczyszczenia mechanicznego jest w stanie unieruchomić taki zawór. Zablokowany zawór pilotowy grozi unieruchomieniem całej maszyny hydraulicznej. Jeśli dojdzie do zanieczyszczenia oleju hydraulicznego, to w najgorszym przypadku mogą przestać działać funkcje bezpieczeństwa uzależnione od sprawnej pracy zaworów. Podstawą niezawodnego działania skomplikowanego układu hydraulicznego jest filtrowanie rozmaitych zanieczyszczeń — pyłu, drobin rdzy, opiłków metalowych i strzępków wykruszonej gumy.

W jaki sposób dochodzi do zanieczyszczenia układu hydraulicznego?

Źródłem niektórych zanieczyszczeń jest praca elementów wewnątrz układu hydraulicznego. Inne zanieczyszczenia mogą przedostawać się do układu z zewnątrz, w wyniku niedostatków jego zabezpieczeń. Przykładem jest woda, którą olej wchłania w postaci wilgoci z powietrza, gdy układ hydrauliczny pozostaje otwarty. Woda może przedostawać się do obiegu przez nieszczelne zawory lub słabe punkty w konstrukcji układu hydraulicznego. Może to doprowadzić do rozwoju korozji, czyli powstawania cząstek tlenku żelaza, które są zanieczyszczeniami szczególnie problematycznymi.

Typowe okoliczności sprzyjające zanieczyszczeniu układu hydraulicznego obejmują:

  • dolewanie oleju hydraulicznego do układu, 
  • zużycie podzespołów układu hydraulicznego podczas jego pracy, 
  • wnikanie przez szybkozłącza przewodów hydraulicznych, 
  • wnikanie przez odpowietrzniki, 
  • wnikanie przez nieszczelności w zużytych lub uszkodzonych uszczelkach, 
  • otwarcie układu na powietrze atmosferyczne podczas napraw i konserwacji.
Zanieczyszczony olej hydrauliczny

Nawet świeży olej hydrauliczny może zawierać zanieczyszczenia. Mogą one pochodzić z procesu produkcji oleju lub z pojemników, w których jest przechowywany. Nawet nieostrożne napełnianie pojemników może doprowadzić do zanieczyszczenia nieskazitelnego produktu, trafiającego do czystego pojemnika! Procedura napełniania układów hydraulicznych olejem powinna uwzględniać prawidłowe procedury oczyszczania i filtracji oleju.

Olej może ulec zanieczyszczeniu również po produkcji i konfekcjonowaniu, na przykład w wyniku kontaktu z powietrzem atmosferycznym lub innymi źródłami zanieczyszczeń z zewnątrz na etapie przewozu i przechowywania. Ryzyko takie jest szczególnie duże, jeśli opakowania z olejem są wielokrotnie otwierane i zamykane lub gdy olej jest przelewany do innych pojemników. 

Podczas napełniania układu olejem hydraulicznym najlepiej jest zaniechać tradycyjnej metody pracy z otwartymi pojemnikami i wlewaniem oleju przez lejek. Układ hydrauliczny należy napełniać pompą z filtrem, czerpiąc czysty olej z pojemnika i przetaczając go bezpośrednio poprzez złącze wlewu na zbiorniku. Ogranicza to niebezpieczeństwo przedostania się większości zanieczyszczeń do układu. Produkowany przez firmę Donaldson przenośny agregat do filtracji oleju hydraulicznego służy do filtrowania oleju hydraulicznego, płukania wyłączonych z ruchu układów hydraulicznych oraz ich opróżniania i napełniania.

Korki wlewowe i odpowietrzniki z wkładką porowatą zatrzymują wyłącznie najgrubsze zanieczyszczenia mechaniczne. Jeśli ktoś chce szybko zalać układ hydrauliczny olejem, wlewając go przez korek odpowietrznika, najpewniej doprowadzi do zanieczyszczenia obiegu. 

Jeżeli przewody układu są wyposażone w szybkozłącza do podłączania akcesoriów lub służące do pobierania próbek, napełniania układu, czy pomiarów, należy je starannie wyczyścić przed podłączeniem. Zanieczyszczenia na powierzchni złączy mogą bowiem przedostać się do układu.

Zanieczyszczenie układu hydraulicznego cząstkami metalu

Cząstki metalu i rdzy należą do najczęstszych zanieczyszczeń hydraulicznych.

Opiłki metalu są produktem ubocznym wielu procesów produkcji metalowych zbiorników hydraulicznych — w tym wiercenia i gwintowania. Drobne cząstki metalu mogą również odrywać się pod wpływem tarcia między częściami poruszającymi się podczas pracy maszyny hydraulicznej, co występuje szczególnie często, gdy olej hydrauliczny jest zbyt rzadki. Koła zębate, ocierając się o stronę wlotową korpusu pompy zębatej, mogą ścierać się i tworzyć opiłki metalu, zaś tłoki siłowników o długim skoku, stosowane w podnośnikach hydraulicznych, mogą trzeć o wewnętrzne gładzie cylindrów, co jest źródłem wiórów i opiłków metalu. 

Kolejnym źródłem zanieczyszczeń układu hydraulicznego cząstkami metalu jest docinanie elastycznych przewodów hydraulicznych zbrojonych drutem. Przed obciśnięciem okuć na obciętych końcach takiego przewodu elastycznego, należy wyczyścić je specjalnym wyciorem napędzanym pneumatycznie.

Kawitacja to zjawisko wynikające z oddziaływania nadmiernego ciśnienia na maleńkie pęcherzyki gazów, obecne na metalowych powierzchniach wewnątrz układu hydraulicznego. Pęcherzyki gazów mogą tworzyć się np. w warunkach zdławienia dopływu oleju hydraulicznego do pompy. Nadmierne ciśnienie prowadzi do implozji pęcherzyków, czemu towarzyszą fale uderzeniowe, powodujące erozję powierzchni metalowych i wybijanie z nich odłamków. 

O ile metale miękkie, np. aluminium i brąz, są bardziej podatne na uszkodzenia kawitacyjne, do zjawiska tego dochodzi również na powierzchni metali twardych, takich jak stal. 

Kawitacja jest problemem i zarazem efektem ubocznym, w wyniku którego cząstki metalu zaczynają krążyć w układzie hydraulicznym, skutkując jego zanieczyszczeniem. Cząstki metalu w obiegu mogą spotęgować stopień erozji układu, gdy przepływają z dużą prędkością przez suwaki zaworów i krawędzie króćców zaworowych. 

Z badań wynika, że zanieczyszczenia mechaniczne oleju hydraulicznego mogą przyczyniać się nawet do powstawania kolejnych pęcherzy kawitacyjnych, prowadząc do „błędnego koła” i tym samym dalszego wzrostu ilości zanieczyszczeń w obiegu. Łatwo zatem zrozumieć, jak ważna jest kontrola poziomu stężenia zanieczyszczeń mechanicznych. Należy używać oleju hydraulicznego wysokiej jakości i wlewając go do układu, należy chronić układ przez zanieczyszczeniami pochodzącymi z zewnątrz. Należy stosować wysoce sprawną filtrację oleju, korzystając na przykład z rozwiązań firmy Donaldson, by chronić eksploatowane maszyny hydrauliczne przed awariami. Trzeba również płukać układy hydrauliczne, aby usuwać z nich szlam.

Zanieczyszczenie układu hydraulicznego włóknami oraz innymi czynnikami z otoczenia 

Drugim najczęstszym rodzajem zanieczyszczeń hydraulicznych są włókna, a następnie szereg innych czynników z otoczenia.

Istnieje wiele źródeł zanieczyszczenia olejów hydraulicznych włóknami. Włókna mogą odrywać się od ręczników papierowych i tkanin, służących do czyszczenia elementów podczas montażu układu hydraulicznego lub jego konserwacji. Gdy układ hydrauliczny jest otwarty podczas przeglądu, naprawy lub uzupełniania oleju, dostać się do niego mogą trociny i pył drzewny, jeśli otoczenie jest nimi zanieczyszczone. Przewody elastyczne, uszczelki i pierścienie O-ring, starzejąc się, wydzielają drobiny elastomerów. Chociaż tego typu zanieczyszczenia mechaniczne są miękkie, mogą doprowadzić do szkodliwych zatorów w układzie hydraulicznym. Twardsze zanieczyszczenia mechaniczne to między innymi ziarna krzemionki: pochodzą z gleby, piasku, kurzu, oraz minerałów skalnych wbudowanych w posadzki betonowe i nawierzchnie dróg. Maszyny mobilne są szczególnie narażone na zanieczyszczenia twardymi ziarnami mechanicznymi o ostrych krawędziach. Jeśli dostaną się one do zaworów hydraulicznych, mogą doprowadzić do katastrofalnej awarii układu.

Chroń układ hydrauliczny

Nie da się całkowicie wyeliminować wszelkich zanieczyszczeń z układu hydraulicznego. Zanieczyszczenia te występują i będą występowały niezależnie od tego, czy pochodzą z materiałów i oleju hydraulicznego, procesów produkcji elementów instalacji, czy dostają się do niej z zewnątrz. Dlatego brak należytej ochrony układów hydraulicznych, a także ich eksploatacja w silnie zanieczyszczonym otoczeniu, potęguje ewentualne kłopoty. Filtracja oraz wiedza o czyszczeniu układów hydraulicznych nie zastąpią ich prawidłowej konserwacji. Taniej jest zapobiegać problemom niż usuwać je po fakcie i czyścić układ hydrauliczny.

Jeśli analiza stanu układu hydraulicznego ujawni, że ulega on regularnie nadmiernemu zanieczyszczeniu, warto zlecić rozwiązanie takiego problemu niezależnemu specjaliście, znającemu się na filtracji i ochronie przed zanieczyszczeniami hydraulicznymi. Donaldson współpracuje z kilkoma autoryzowanymi podmiotami specjalizującymi się w rozwiązaniach dla filtracji czynników hydraulicznych, które mogą pomóc ustalić przyczyny obecności zanieczyszczeń w układach hydraulicznych. Specjaliści ci mogą pomóc w odpowiednim dostosowaniu systemu konserwacji maszyn hydraulicznych, a także zalecić rozwiązania filtracyjne, które sprawdzą się lepiej dla urządzeń klienta i warunków ich pracy. Utrzymanie najwyższej sprawności układów hydraulicznych i wydłużenie ich trwałości użytkowej do maksimum wymaga od ich użytkownika opracowania, a następnie rygorystycznego i systematycznego przestrzegania procesów ochrony przed zanieczyszczeniami hydraulicznymi.

Pełna wiedza o ochronie przed zanieczyszczeniami hydraulicznymi umożliwia prawidłowy nadzór nad układami hydraulicznymi podczas ich codziennej eksploatacji, a także ułatwia wykrywanie nieprawidłowości w ich pracy. Jeśli układ hydrauliczny przegrzewa się co jakiś czas w trakcie ruchu, może to zwiększać gromadzenie się szlamu oleju, a także sprzyjać nadmiernemu zużyciu mechanicznemu i ciernemu podzespołów metalowych, gdy olej robi się rzadszy wraz ze wzrostem temperatury.

Zasadnicze znaczenie ma praca zespołowa

Każdy zainteresowany skuteczną pracą twojego układu hydraulicznego, od właścicieli urządzeń i ich dozór po operatorów i pracowników utrzymania ruchu, powinien znać zasady należytej konserwacji układów hydraulicznych i przestrzegać ich. Każda osoba mająca regularnie do czynienia z układami hydraulicznymi powinna umieć rozpoznawać objawy zanieczyszczeń hydraulicznych i zwracać na nie uwagę. Jeśli operatorzy maszyn hydraulicznych zajmują się wymianą filtrów oleju lub zużytych przewodów elastycznych, szkolenie ich z tych czynności powinno uwzględniać strategie ochrony przed zanieczyszczeniami hydraulicznymi. Znajomość skutków zanieczyszczenia oleju hydraulicznego sprzyja skuteczniejszej ochronie przed nimi, a tym samym wyższej dyspozycyjności urządzeń hydraulicznych.

Have more questions about how our products benefit your business?

Close