Wywrotka, która nie potrafi wyładować, nie jest wiele warta.

Dlatego też, biorąc pod uwagę obecne wyzwania związane z łańcuchem dostaw i terminami realizacji zamówień na części zamienne, ochrona delikatnych podzespołów hydraulicznych jest ważniejsza niż kiedykolwiek: pompy, zawory i siłowniki. Wyzwania te podkreślają również znaczenie skutecznej filtracji hydraulicznej i, co za tym idzie, testowania filtracji hydraulicznej.

Jeśli nie zastanawiałeś się zbyt długo nad tym, jak testowane są produkty do filtracji hydraulicznej, nie jesteś sam. Większość menedżerów flot i operatorów sprzętu po prostu potwierdza, że filtry zostały zainstalowane, często nie pytając, czy filtr ochroni podzespoły hydrauliczne i zapewni ciągłą pracę sprzętu.

Gdyby to tylko było takie proste. Gdyby tylko wszystkie standardy testowania były równe.

Aby producenci filtrów hydraulicznych mogli podawać wartość mikronową i wydajność swoich filtrów, muszą stosować się do norm testowych ISO, a wydajność należy mierzyć za pomocą testów laboratoryjnych zgodnych z tymi normami. Obecnie obowiązująca norma testowa ISO 16889 została opublikowana 23 lata temu i nie odzwierciedla dokładnie rzeczywistych warunków, w jakich musi pracować filtr hydrauliczny. Test symuluje stały przepływ pompy hydraulicznej, ale nie odzwierciedla prawdziwego charakteru mieszania, otwierania i zamykania zaworów ani rozszerzania się i kurczenia cylindrów, co zwykle oznacza zmianę przepływu na poziomie nawet 400 procent.

Nowy standard testu alfa

Urządzenia hydrauliczne często pracują w warunkach, których nie da się dokładnie odtworzyć podczas testów laboratoryjnych. Nigdy nie da się w pełni odtworzyć wszystkich zmiennych i naprężeń, którym na przykład plac budowy może poddać układ hydrauliczny, a poprzednie normy nie wymagały procedur testowych, które choć w przybliżeniu odzwierciedlałyby te zmienne. Producenci filtrów mogą teraz odzwierciedlać te parametry zgodnie z nowym testem ISO i oceniać wydajność filtra, pojemność oraz zdolność wychwytywania i zatrzymywania cząstek brudu przy dynamicznych natężeniach przepływu odzwierciedlających rzeczywiste warunki. Dzięki ratyfikacji przez branżę w 2021 r. normy ISO 23369 testy laboratoryjne zgodne z tą nową normą pozwalają teraz dokładniej odtworzyć rzeczywiste warunki pracy filtrów. Oznacza to, że wczorajsza technologia filtracji hydraulicznej o wydajności Beta musi zostać udoskonalona, aby dobrze spełniać dzisiejsze standardy testów wydajności Alpha.

W przeszłości filtry oceniano pod kątem zatrzymywania lub utrzymywania określonej ilości zanieczyszczeń, ale ilość ta nie uwzględniała tego, ile zanieczyszczeń filtr faktycznie zatrzyma pod wpływem obciążenia lub podczas zatrzymywania i ruszania. Okazuje się, że filtry hydrauliczne poddawane zmiennym szybkościom przepływu i ciśnienia są mniej wydajne, niż wskazywały na to poprzednie metody badań laboratoryjnych.

Mówiąc bardziej obrazowo: Napełnij szklankę wody ziemią lub mułem. Z czasem brud osiądzie na dnie, a woda stanie się niemal czysta. Teraz lekko uderz w szkło. Widzisz jak woda trochę się mętni? Wyobraź sobie, że szkło jest nieustannie wstrząsane i potrząsane w nieprzewidywalny sposób. Dno szklanki stanowi filtr hydrauliczny spełniający wymagania poprzednich norm ISO. W idealnych warunkach doskonale zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do płynu, ale dodanie pewnych zmiennych, np. wahań przepływu, powoduje uwolnienie części zanieczyszczeń.

Produkty filtracyjne zaprojektowane i przetestowane zgodnie z normą ISO 23369 będą znacznie skuteczniejsze w zapobieganiu przedostawaniu się zanieczyszczeń do płynu poddanego naprężeniom dzięki wymaganym testom przepływu cyklicznego i testom „przepustowości w warunkach przepływu dynamicznego”.

Testowanie wydajności filtra

Dla menedżerów floty filtr hydrauliczny musi wychwytywać zanieczyszczenia o określonej wielkości z określoną wydajnością. Jeśli nie może tego zrobić, sprzęt w końcu ulegnie awarii. Ale jak określić, jaka powinna być ta wielkość cząstek i jaka powinna być wydajność? Nowa norma ISO będzie w dużej mierze wyznaczać standardy, jednak nie każdy filtr jest zaprojektowany tak, aby spełniać wymagania tej nowej normy.

Ogólnie rzecz biorąc, produkt filtrujący klasy premium zapewnia najlepsze rezultaty. Jakość filtrów można ocenić, zwracając uwagę na współczynnik beta, jeżeli na puszce produktu jest podana taka informacja. Jednakże nie każdy producent filtrów hydraulicznych podaje swój współczynnik Beta, co jest powodem do zachowania ostrożności. Stary sposób obliczania wydajności nazywano „nominalnym”, co ogólnie oznaczało, że filtr wychwytywał 1 na 2 (Beta 2) cząstki, które stanowiły dla niego wyzwanie przy danym rozmiarze. Współczynnik beta o wartości nominalnej 10 mikronów oznacza, że filtr wychwytuje cząstki o średnicy 10 mikronów i większe w około 50%. Absolute, czyli Beta 75, jest na ogół uznawany za urządzenie o wydajności 98,7%, wychwytujące 74 z 75 cząstek o wielkości danego mikrona.

Przez ostatnie dwie dekady większość producentów wysokiej jakości filtrów oceniała skuteczność swoich filtrów na poziomie Beta 200 (99,5%) lub Beta 1000 (99,9%) przy danym mikronie. Dzięki nowej normie ISO 23369 klasyfikacja Alfa określa teraz, jak wydajny będzie filtr hydrauliczny w rzeczywistych warunkach dynamicznego przepływu. Współczynnik Beta wynoszący „10 mikronów Alfa 1000” wychwytuje 999 cząstek na każde 1000 napotkanych cząsteczek (99,9%) o rozmiarze 10 mikronów i większym, podczas gdy natężenie przepływu zmienia się czterokrotnie. 

W przypadku ochrony układów hydraulicznych kluczowa jest wydajność filtra. Najczęstszą przyczyną awarii układu hydraulicznego jest zużycie powierzchni spowodowane zanieczyszczeniem płynu. Aż 70% awarii prowadzi do zanieczyszczenia płynu. Każde zanieczyszczenie płynu może powodować zużycie i ścieranie. Nawet cząsteczki brudu mniejsze od czerwonej krwinki mogą być przyczyną poważnych problemów. Na przykład czerwona krwinka ma wielkość zaledwie 8 µm!

Kolejną rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że zanieczyszczenie zawsze prowadzi do większego skażenia. Wyobraź sobie cząsteczkę brudu krążącą w twoim systemie z ciśnieniem 10 000 psi. Powoduje to uszkodzenie lub zużycie elementu, rozpada się na mniejsze części, a teraz jest więcej cząsteczek. Problem rośnie wykładniczo, setka mikroskopijnych cząsteczek staje się tysiącem, a tysiąc milionem. Następnie dzwonisz do działu konserwacji, żeby odebrać koparkę, ponieważ uszkodzony jest zawór serwo lub tłok. A nieplanowany przestój oznacza utratę dochodów.

Ile więc jest warta skuteczna filtracja dla Twojej firmy? Ile przychodów stracisz, jeśli Twój sprzęt się zepsuje?

Bo przecież wywrotka, która nie zrzuca śmieci, nie jest wiele warta.