Wenn Hydraulikzylinder wiederholt unter Dichtungsversagen, Riefenbildung in der Zylinderbohrung, Korrosion der Kolbenstange oder instabiler Bewegung bei hohen Temperaturen leiden, könnte Wärme nicht das einzige Problem sein.
Luft, Wasser und feste Verunreinigungen können in das Hydrauliköl gelangen und durch den Zylinder zirkulieren. Sie beeinträchtigen kontinuierlich Kolbendichtungen, Stangendichtungen, Verschleißringe, Zylinderbohrungen, Kolbenstangen und Ventilbauteile.
Hohe Temperaturen erzeugen nicht von sich aus Kontamination. Sie beschleunigen jedoch die Öloxidation, reduzieren die Ölviskosität und schwächen den Schmierfilm. Infolgedessen kann ein geringfügiges Kontaminationsproblem schneller in Verschleiß, Korrosion, Leckage und Bauteilschäden übergehen.
Eingeschlossene Luft verursacht Schaum und instabile Bewegung
Luft kann in ein Hydrauliksystem durch undichte Saugleitungen, lose Fittings, niedrige Ölniveaus im Vorratsbehälter, schlechte Rückleitungsführung oder unvollständiges Entlüften nach Wartungsarbeiten eindringen.
Hydrauliköl kann auch kleine Luftblasen enthalten, die nicht sofort sichtbar sind.
Im Gegensatz zu Hydrauliköl ist Luft komprimierbar. Wenn belüftetes Öl in einen Hydraulikzylinder eintritt, wird ein Teil des angewandten Drucks verwendet, um die Luftblasen zu komprimieren, bevor der Zylinder sich zu bewegen beginnt.
Dies kann Folgendes verursachen:
- Verzögerte Zylinderreaktion
- Schwache oder schwammige Bewegung
- Langsame Kriechbewegung
- Positionsinstabilität
- Druckschwankungen
- Schaum im Reservoir
Luftblasen können auch den Schmierfilm um Kolbendichtungen, Stangendichtungen, Verschleißringe und Führungskomponenten unterbrechen. Wiederholte Zylinderbewegungen können dann lokale Trockenschmierfriktion, zusätzliche Wärme und schnelleren Dichtungsverschleiß erzeugen.
Wasser und Kondensat können in das Hydrauliksystem eindringen
Wasser kann durch feuchte Luft, Maschinenwäsche, Regen, undichte Kühler, kontaminiertes neues Öl, beschädigte Entlüfter oder offene Reservoirs in das Hydrauliköl eindringen.
Kondensation ist eine weitere häufige Quelle.
Nachdem die Ausrüstung bei hoher Temperatur betrieben wurde und dann heruntergefahren wird, kühlt die Luft im Reservoir und in den Leitungen ab. Feuchtigkeit in der einströmenden Luft kann sich verflüssigen und im System sammeln.
Wasser kann im Hydrauliköl in drei Formen vorliegen:
- Gelöstes Wasser: In der Regel für das Auge unsichtbar
- Emulgiertes Wasser: Lässt das Öl trüb oder milchig erscheinen
- Freies Wasser: Sammelt sich am Boden des Reservoirs oder an anderen tiefen Punkten
Ein System kann daher schädliche Feuchtigkeit enthalten, auch wenn das Öl nicht offensichtlich kontaminiert aussieht.
Wasser reduziert die Schmierung und verursacht Öl-Emulsifikation
Wasser schwächt die Schmierleistung des Hydrauliköls und kann mit Ölezusätzen reagieren.
Wenn das Öl emulgiert, wird der Schmierfilm zwischen Kolben, Verschleißringen, Zylinderlaufbahn, Führungskomponenten und Kolbenstange instabil.
Dies erhöht die Möglichkeit des direkten Kontakts zwischen den Oberflächen und kann beschleunigen:
- Verschleiß von Kolben und Zylinderlaufbahn
- Beschädigung der Verschleißringe
- Verschleiß der Stange und Führungsbuchsen
- Beschädigung der Dichtlippen
- Interne Leckage
Wasser fördert außerdem die Schlammformation und beschleunigt die Oxidation von Öl. Wenn hohe Temperaturen, Feuchtigkeit und Druck gleichzeitig vorhanden sind, kann sich Hydrauliköl viel schneller verschlechtern.
Feuchtigkeit verursacht Korrosion des Zylinderbohrung und des Kolbenstängels
Wasser, das im Inneren eines Hydraulikzylinders verbleibt, kann das Zylinderlaufrad, den Kolben, die Hydraulikanschlüsse, die Dichtnuten und andere Metalloberflächen korrodieren.
Roststellen und Pitting auf dem Zylinderlauf können eine raue Oberfläche erzeugen, die wiederholt die Kolbendichtung beschädigt.
Korrosion oder Beschädigungen der Verchromung auf dem Kolbenstangen können auch die Stangendichtung und den Wischer jedes Mal zerkratzen, wenn sich der Zylinder bewegt. Dies führt schließlich zu externen Leckagen und ermöglicht das Eindringen weiterer Verunreinigungen in den Zylinder.
Rostpartikel können dann mit dem Öl zirkulieren und in andere Spalte des Hydrauliksystems gelangen.
Wasserverunreinigung verursacht daher sowohl direkte Korrosion als auch zusätzliche feste Verunreinigungen.
Feste Partikel verursachen abrasiven Verschleiß
Häufige feste Verunreinigungen sind:
- Staub und Sand
- Metallabriebpartikel
- Schweißreste
- Fasern
- Farbfragmenten
- Rostpartikel
- Stücke von verschlechterten Dichtungen
Wenn diese Partikel in einen Hydraulikzylinder eindringen, können sie zwischen der Stangendichtung und der Kolbenstange oder zwischen dem Kolben, den Verschleißringen und dem Zylinderlauf gefangen werden.
Die Ergebnisse können darunter fallen:
- Kratzern an der Kolbenstange
- Riefen im Zylinderlauf
- Geschnittene oder beschädigte Dichtlippen
- Beschleunigte Schäden an den Verschleißringen
- Erhöhte Kolbendichtung Leckage
Abnutzung durch Verunreinigungen erzeugt zusätzliche Metallpartikel. Dies produziert einen Kreislauf:
Verunreinigung → Bauteilverschleiß → neue Partikel → weitere Verunreinigung und Abnutzung
Hochtemperaturöl hat eine niedrigere Viskosität und bietet einen dünneren Schmierfilm. Partikel können daher Metall- und Dichtflächen direkter kontaktieren, was schneller Schäden verursacht.
Hohe Temperaturen beschleunigen die Öloxidation, Schlamm und Lackbildung
Hydrauliköl oxidiert schneller, wenn es bei hoher Temperatur bleibt.
Wenn das Öl und seine Additive sich verschlechtern, können Schlamm, Ablagerungen und Lack entstehen.
Diese weichen Verunreinigungen kratzen möglicherweise nicht sofort die Zylinderbohrung, können sich aber an Kolben, Dichtnuten, Pufferpassagen, Anschlüssen und Ventiloberflächen festsetzen.
Ablagerungen können verhindern, dass Dichtungen sich frei bewegen oder kleine Ölleitungen einschränken.
Mögliche Symptome sind:
- Erhöhter Anlaufwiderstand
- Langsame Kriechbewegung
- Abnormale Dämpfung
- Erhöhte interne Leckage
- Langsame oder instabile Zylinderbewegung
Wasser, Luft, hoher Druck und übermäßige Temperatur können diese chemische Zersetzung beschleunigen.
Kavitation kann zu Erosion führen
Kavitation tritt auf, wenn der lokale Druck so niedrig fällt, dass Dampfhöhlen oder Blasen im Hydrauliköl entstehen.
Wenn diese Höhlen in einen Bereich mit höherem Druck eintreten, kollabieren sie schnell und produzieren wiederholte lokale Einschläge.
Im Laufe der Zeit kann Kavitation kleine Vertiefungen auf folgenden Oberflächen erzeugen:
- Hydraulikanschlüsse
- Zylinderbohrflächen
- Kolben
- Ventilkomponenten
- Dichtnuten
Wenn die Oberfläche rauer wird, steigt der interne Leckverlust und Dichtungen können zerkratzt oder beschädigt werden.
Luftansammlung, der Diesel-Effekt und Kavitation sollten nicht als genau dasselbe Problem behandelt werden:
- Luftansammlung verursacht hauptsächlich Kompressibilität, Schaumbildung und instabile Bewegung.
- Der Diesel-Effekt wird durch schnelle Kompression von Luftblasen und lokale Wärmeentwicklung verursacht.
- Kavitation beinhaltet die Bildung und den Kollaps von Dampfkavitäten in Bereichen mit niedrigem Druck.
Diese Bedingungen können gemeinsam auftreten, aber ihre Ursachen und Schadensmechanismen sind unterschiedlich.
Wie verursachen Luft, Wasser und Partikel eine Schadenskette?
Unter Hochtemperaturbedingungen verstärken sich Kontaminationsprobleme oft gegenseitig:
Luft und Wasser treten in das System ein
→ Öloxidation und Schmierleistung verschlechtern sich
→ Dichtungen und Metalloberflächen beginnen sich abzunutzen
→ zusätzliche Partikel und Leckagepfade werden erzeugt
→ Reibung und interne Leckagen nehmen zu
→ die Systemtemperatur steigt weiter an
Das Endergebnis kann wiederholtes Versagen der Dichtungen, Riefenbildung an der Stange, Ausbrüche im Zylindertiegel, instabile Bewegung, Korrosion und schlechte Druckhaltungsleistung sein.
Warnzeichen für die Kontamination von Hydrauliköl
Luft, Wasser und feste Kontaminierung sollten untersucht werden, wenn:
- Hydrauliköl im Reservoir kontinuierlich schäumt
- Das Öl milchig, trübe oder ungewöhnlich dunkel wird
- Der Zylinder kriecht, vibriert oder erzeugt ein abnormales Geräusch
- Der Kolbenstangen zeigt Rost, Kratzer oder Beschädigungen der Beschichtung
- Neue Dichtungen beginnen nach einer kurzen Betriebsdauer wieder zu lecken
- Schwarze Ablagerungen oder Metallpartikel erscheinen im Öl
- Grubenschäden werden an der Bohrung, dem Kolben, den Öffnungen oder Dichtungsnuten gefunden
- Die Zylinderleistung wird weniger stabil, nachdem das Öl sich erwärmt hat
Diese Symptome sollten nicht nur durch den Austausch der Zylinderdichtungen behoben werden.
Wie kann die Schadensreduzierung bei Kontamination erreicht werden?
Um den Lufteintritt zu reduzieren, überprüfen Sie die Ansaugleitungen, Fittings, Pumpeneinlassverbindungen und Ölstände im Reservoir. Vermeiden Sie die direkte Rückführung von Öl über die Öloberfläche und entlüften Sie das System ordnungsgemäß nach dem Austausch oder der Wartung des Zylinders.
Um Feuchtigkeit zu kontrollieren, verwenden Sie einen geeigneten Reservoirentlüfter, schützen Sie das System vor Regen und Hochdruckreinigung und überprüfen Sie das Reservoir, den Kühler und das Hydrauliköl auf Wasserkontamination.
Um Partikel zu kontrollieren, verwenden Sie geeignete Rücklauf-, Druck- oder Offline-Filterung. Neues Hydrauliköl sollte ebenfalls gefiltert werden, bevor es in das System gelangt.
Zylinder, Rohre, Schläuche, Verteilern und Ventile sollten vor der Montage gründlich gereinigt werden. Die Filterleistungsfähigkeit, der Zustand des Entlüfters und die Ö Sauberkeit sollten regelmäßig überprüft werden.
Schlussfolgerung
Hohe Temperaturen allein führen nicht zu jedem Ausfall des Hydraulikzylinders, erhöhen aber erheblich die Schäden, die durch Luft, Wasser und Verunreinigungen verursacht werden.
Luft kann Schäumen, instabile Bewegungen und lokale Dieselwirkungen Erwärmung verursachen. Wasser kann Emulgierung, Korrosion und reduzierte Schmierung verursachen. Feste Partikel können Dichtungen, Kolbenstangen und Zylinderbohrungen zerkratzen. Oxidationsprodukte des Öls und Kavitation können Ablagerungen, Einschränkungen und Grubenschäden verursachen.
Wenn ein Hydraulikzylinder wiederholt undicht ist oder unter Hochtemperaturbedingungen abnutzt, sollte die Lösung mehr als nur den Austausch der Dichtungen umfassen.
Der Luftgehalt, der Feuchtigkeitsgehalt, die Sauberkeit, das Filtersystem, der Reservoirentlüfter und der gesamte Verunreinigungs-Kontrollprozess des Hydrauliköls sollten alle überprüft werden.
AiSoar Hydraulics bietet maßgeschneiderte Lösungen für Hydraulikzylinder für Hochtemperatur-, Schwerlast- und kontaminierte Arbeitsumgebungen.
