กระบอกไฮดรอลิกอาจทำงานได้ตามปกติเมื่อเครื่องเย็น แต่เริ่มรั่วเมื่ออุปกรณ์ทำงานมาสักระยะหนึ่ง.
น้ำมันอาจเริ่มปรากฏรอบๆ ซีลก้านลูกสูบ แรงของกระบอกอาจลดลง หรือระบบอาจไม่สามารถรักษาความดันได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนที่ทำในระหว่างการทำงานของกระบอกเย็น นี่คือปัญหาทั่วไปในอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่ทำงานในช่วงฤดูร้อนหรือภายใต้สภาวะหนักหน่วงอย่างต่อเนื่อง.
อุณหภูมิของน้ำมันสูงไม่ใช่สาเหตุเดียวของการรั่วไหลเสมอไป ในหลายกรณีความร้อนทำให้ปัญหาที่มีอยู่เด่นชัดขึ้น เช่น ซีลที่สึกหรอ ช่องว่างภายในที่มากเกินไป น้ำมันไฮดรอลิกที่ไม่เหมาะสม ก้านลูกสูบที่เสียหาย การบรรทุกด้าน หรือการเปลี่ยนแปลงความดันที่ผิดปกติ.
เพื่อแก้ไขปัญหาอย่างถูกต้องจำเป็นต้องระบุว่าการรั่วไหลนั้นเป็นแบบภายนอกหรือภายในและระบุต้นตอว่าทำไมอุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิกยังคงสูงขึ้น.
น้ำมันไฮดรอลิกจะบางลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
ความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิกลดลงเมื่ออุณหภูมิของน้ำมันสูงขึ้น.
เมื่อใช้น้ำมันที่บางลง มันสามารถไหลผ่านช่องว่างเล็กๆ รอบๆ ซีลลูกสูบ ซีลก้าน ซีลส่วนต่างๆ และวาล์วไฮดรอลิกได้ง่ายขึ้น.
ในระหว่างการทำงานในสภาพเย็น น้ำมันที่มีความหนืดสูงอาจทดแทนการสึกหรอของซีลหรือช่องว่างของชิ้นส่วนที่มากเกินไป อย่างไรก็ตามเมื่อระบบอุ่นขึ้น น้ำมันจะมีความต้านทานต่อการไหลน้อยลง และเส้นทางการรั่วไหลที่มีอยู่จะมีความสำคัญมากขึ้น.
สิ่งนี้อาจส่งผลให้เกิด:
- น้ำมันซึมรอบๆ ก้านลูกสูบ
- แรงกระบอกสูบน้อยลง
- การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระบอกสูบ
- ระยะเวลาการรักษาความดันที่สั้นลง
- การรั่วไหลภายในที่เพิ่มขึ้น
ด้วยเหตุนี้ กระบอกสูบที่รั่วเมื่อร้อนจึงไม่ได้หมายความว่ามีปัญหาใหม่ ความร้อนอาจเปิดเผยการสึกหรอหรือความเสียหายที่มีอยู่แล้ว.
อุณหภูมิสูงเปลี่ยนความแข็งของซีลและความยืดหยุ่น
กระบอกไฮดรอลิกมักใช้ซีลที่ทำจากโพลียูรีเทน, ยางไนไตรล์, ยางฟลูออโรคาร์บอน, PTFE หรือวัสดุวิศวกรรมอื่น ๆ.
วัสดุแต่ละชนิดมีขีดจำกัดอุณหภูมิ, ลักษณะความแข็งและความเข้ากันได้กับของไหลไฮดรอลิกที่แตกต่างกัน.
เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่เกินช่วงการทำงานที่เหมาะสม ซีลอาจนุ่ม, บวม, แข็ง, ยุบตัว หรือสูญเสียความยืดหยุ่น.
หากซีลนุ่มเกินไป ขอบซีลอาจไม่สามารถรักษาการสัมผัสที่เสถียรกับก้านลูกสูบหรือตัวกระบอกสูบได้อีกต่อไป ภายใต้ความดันสูง วัสดุซีลอาจถูกบังคับเข้าไปในช่องว่างระหว่างส่วนประกอบ ทำให้เกิดการยื่นออก, การตัด, การฉีกขาด, หรือการเสียรูปถาวร.
การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในระยะยาวยังสามารถทำให้การยุบตัวเกิดขึ้น เมื่อเกิดขึ้นนี่ย่อมทำให้ซีลอาจไม่สามารถกลับคืนสู่รูปทรงเดิมได้แม้หลังจากอุณหภูมิของน้ำมันจะกลับสู่ปกติ ดังนั้นการรั่วไหลจึงยังคงมีอยู่.
การขยายตัวของความร้อนเปลี่ยนช่องว่างการซีล
ท่อกระบอกสูบ, ลูกสูบ, ก้านลูกสูบ, บูชนำ, ฝาท้ายกระบอกสูบ, ซีล และแหวนสึกหรอล้วนตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ.
เนื่องจากส่วนประกอบเหล่านี้อาจใช้วัสดุ, ขนาด, และโครงสร้างที่แตกต่างกัน พวกเขาจึงไม่จำเป็นต้องขยายในอัตราเดียวกันเสมอไป.
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงช่องว่างจริงระหว่าง:
- ลูกสูบและตัวกระบอกสูบ
- ก้านลูกสูบและบูชนำ
- ซีลและร่องของมัน
- แหวนสึกหรอและพื้นผิวรองรับ
หากช่องว่างใหญ่ขึ้น น้ำมันไฮดรอลิกอาจไหลผ่านพื้นที่ซีลได้ง่ายขึ้น.
หากช่องว่างในบางส่วนเล็กเกินไป ความเสียดทานอาจเพิ่มขึ้น ซึ่งจะสร้างความร้อนเพิ่มเติมรอบขอบซีลและสามารถเร่งการสึกหรอของซีลได้.
การรั่วไหลที่อุณหภูมิสูงจึงไม่เพียงเป็นปัญหาของวัสดุซีลเท่านั้น แต่ยังอาจเกี่ยวข้องกับความทนทานของกระบอกสูบ, การออกแบบบูชนำ, สภาพแหวนสึกหรอ, และขนาดของร่องซีล.
ซีลที่สึกหรอรั่วได้ง่ายขึ้นเมื่อใช้น้ำมันร้อน
ขอบซีลจะค่อยๆ สึกหรอในระหว่างการทำงานปกติ.
เมื่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น แรงกดทับที่สัมผัสของซีลจะลดลง เมื่อใช้น้ำมันเย็นและมีความหนาอยู่ในระดับที่สัมพันธ์ การสึกหรอเล็กน้อยอาจไม่ทำให้เกิดการรั่วไหลที่มองเห็นได้.
หลังจากน้ำมันร้อนและบางลง มันสามารถผ่านไปได้อย่างง่ายดายตามพื้นผิวซีลที่สึกหรอ ปัญหาการซึมในสภาพเย็นจึงอาจกลายเป็นการรั่วที่เห็นได้ในระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่อง.
หากซีลมีรอยแตก รอยฉีก พื้นที่แข็ง ความหนาของขอบหาย หรือการเปลี่ยนรูปถาวร การลดอุณหภูมิของน้ำมันเพียงอย่างเดียวจะไม่สามารถแก้ปัญหาได้ทั้งหมด.
ต้องมีการตรวจสอบและเปลี่ยนซีล แต่สาเหตุของความเสียหายแต่เนิ่นๆ ควรได้รับการระบุด้วย.
ความเสียหายของก้านลูกสูบทำให้การรั่วไหลในสถานะร้อนเพิ่มขึ้น
แท่งลูกสูบจะสัมผัสกับซีลแท่งอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นสภาพพื้นผิวของมันจึงส่งผลโดยตรงต่อการรั่วไหลจากภายนอก.
รอยขีดข่วน การกัดกร่อน การพุพอง รอยแตกในโครเมี่ยม รอยบุบ หรือความหยาบของผิวที่ไม่ถูกต้องสามารถป้องกันไม่ให้ซีลแท่งรักษาฟิล์มน้ำมันที่เสถียร.
เมื่อใช้น้ำมันที่ร้อนขึ้นและบางลง มันสามารถเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าตามรอยขีดข่วนหรือข้อบกพร่องของพื้นผิวและหลุดออกผ่านซีลแท่ง.
การโหลดด้านข้างของแท่ง การโค้งงอ หรือการจัดตำแหน่งกระบอกที่ไม่ถูกต้องยังสามารถทำให้ด้านหนึ่งของซีลสึกหรอได้เร็วกว่าด้านอื่น อุณหภูมิสูงจะเร่งกระบวนการสึกหรอนี้.
เมื่อเปลี่ยนซีลแท่ง ต้องมีการตรวจสอบพื้นผิวของแท่งลูกสูบ ช่องว่างของไกด์ การจัดตำแหน่งกระบอก หมุดยึด และบูช มิฉะนั้น ซีลใหม่อาจเริ่มรั่วอีกครั้งหลังจากระยะเวลาการทำงานเพียงสั้นๆ.
การเปลี่ยนแปลงความดันเพิ่มความเครียดของซีล
ในระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่อง การขยายและหดตัวอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนทิศทางบ่อยๆ การกระแทกของแรงดัน และแรงดันกลับในแนวท่ออาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันภายในกระบอก.
เมื่ออุณหภูมิของน้ำมันสูงและเกิดการกระแทกของแรงดันพร้อมกัน ซีลที่อ่อนตัวจะมีแนวโน้มที่จะเสียรูปหรือบีบออก.
ความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นเมื่อ:
- ช่องว่างของซีลมีขนาดใหญ่เกินไป
- แหวนสึกหรอหรือส่วนประกอบไกด์มีการสึกหรอ
- แรงดันกลับมากเกินไป
- วาล์วระบายถูกปรับไม่ถูกต้อง
- ระบบประสบกับแรงดันสูงผิดปกติ
บางกระบอกไม่รั่วอย่างต่อเนื่องภายใต้ความดันที่เสถียร แทนที่จะเป็นเช่นนั้น การรั่วไหลจะชัดเจนขึ้นในระหว่างการเริ่มต้น การเปลี่ยนทิศทาง การหยุดกระทันหัน หรือการเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างรวดเร็ว.
ในกรณีเหล่านี้ ต้องมีการตรวจสอบวงจรไฮดรอลิกและสภาพแรงดันร่วมกับซีลของกระบอก.
น้ำมันที่ออกซิไดซ์หรือปนเปื้อนทำให้พื้นผิวซีลเสียหาย
น้ำมันไฮดรอลิกเกิดออกซิเดชันได้เร็วขึ้นเมื่อดำเนินงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง.
น้ำมันที่เสื่อมสภาพอาจก่อตัวเป็นตะกอน, สี, การสะสมที่มีลักษณะเหมือนคาร์บอน, หรือมลพิษอื่นๆ วัสดุเหล่านี้อาจสะสมรอบขอบปะเก็น, พื้นผิวก้าน, ร่องปะเก็น, และทางผ่านของไฮดรอลิก.
อนุภาคโลหะ, ฝุ่น, และมลพิษแข็งอื่นๆ ก็สามารถทำหน้าที่เป็นสารขัดถูได้ ทำให้ปะเก็นและพื้นผิวโลหะขีดข่วน.
หากน้ำเข้าสู่ระบบไฮดรอลิก อุณหภูมิสูงอาจมีส่วนช่วยในกระบวนการอีมัลซิฟิเคชันของน้ำมันและการกัดกร่อนภายใน ซีลก้านลูกสูบและกระบอกสูบที่เกิดการกัดกร่อนสามารถทำให้ปะเก็นใหม่เสียหายซ้ำแล้วซ้ำอีก ส่งผลให้เกิดการรั่วซ้ำ.
ดังนั้นการเปลี่ยนปะเก็นควรควบคู่กับการตรวจสอบสภาพน้ำมัน, ระบบการกรอง, ห้องพัก, และระดับการปนเปื้อน.
ความแตกต่างระหว่างการรั่วไหลภายนอกและภายในคืออะไร?
การรั่วไหลภายนอกมักจะเห็นได้โดยตรง.
ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ น้ำมันรอบปะเก็นก้าน, หัวกระบอกสูบ, ปะเก็นสเตติก, พอร์ตไฮดรอลิก, ข้อต่อ, ท่อ, การเชื่อม, หรือการเชื่อมเกลียว.
การรั่วภายในเกิดขึ้นภายในกระบอกสูบไฮดรอลิก น้ำมันอาจไหลจากด้านที่มีความดันสูงของลูกสูบไปยังห้องอีกด้านหนึ่งข้ามปะเก็นลูกสูบ.
กระบอกสูบอาจยังคงแห้งภายนอก แต่เครื่องอาจพบกับการลดแรง, ความเร็วที่ไม่มั่นคง, การถือความดันไม่ดี, หรือการเลื่อนของกระบอกสูบ.
ทั้งสองประเภทของการรั่วอาจเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของน้ำมันเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การวินิจฉัยการเลื่อนกระบอกและการรั่วภายในต้องการการทดสอบแยกต่างหากและไม่ควรตัดสินเพียงจากน้ำมันที่มองเห็นรอบๆ กระบอกสูบ.
การตรวจสอบการรั่วไหลในสถานะร้อนควรทำอย่างไร?
เมื่อกระบอกสูบไฮดรอลิกเกิดการรั่วหลังจากอุ่นตัวแล้ว ให้เปรียบเทียบประสิทธิภาพในสภาวะเย็นและร้อนก่อนที่จะแยกออก.
ตรวจสอบอุณหภูมิจริงของน้ำมัน, เกรดความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิก, ตำแหน่งการรั่ว, พื้นผิวก้าน, เวลาการใช้งานของปะเก็น, ความดันทำงาน, ความดันย้อนกลับ, และการติดตั้งกระบอกสูบ.
ทำความสะอาดด้านนอกของกระบอกสูบก่อนที่จะทำงานเครื่องอีกครั้ง สิ่งนี้ทำให้สามารถกำหนดได้ง่ายขึ้นว่าน้ำมันมาจากปะเก็นก้าน, หัวกระบอกสูบ, ข้อต่อพอร์ต, ท่อ, ข้อต่อ, หรือส่วนประกอบใกล้เคียงอื่นๆ.
หากสงสัยว่ามีการรั่วภายใน ให้ทำการทดสอบการถือความดันหรือลองทดสอบการรั่วภายในภายใต้สภาวะที่ควบคุม.
จะลดการรั่วไหลของกระบอกไฮดรอลิกที่อุณหภูมิสูงได้อย่างไร?
การลดการรั่วในสภาวะร้อนจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของน้ำมันและแก้ไขปัญหากระบอกที่มีอยู่.
ใช้เกรดความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิกที่เหมาะสมกับอุณหภูมิแวดล้อมและสภาวะการทำงานจริง ขนาดของถัง, ตัวทำความเย็น, การไหลของอากาศ, การกรอง, และความสามารถในการระบายความร้อนก็ต้องเหมาะสมสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง.
สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานเป็นประจำที่อุณหภูมิสูง ให้เลือกวัสดุปะเก็นที่เข้ากันได้กับของไหลไฮดรอลิกและเหมาะสำหรับอุณหภูมิของน้ำมันทั้งในช่วงต่อเนื่องและสูงสุด.
ก้านลูกสูบ, แหวนสึกหรอ, บูชแนะแนว, ร่องปะเก็น, และการวัดความชัดเจนของส่วนประกอบก็ควรตรวจสอบด้วย การโหลดด้านข้าง, การปนเปื้อน, ความดันย้อนกลับที่มากเกินไป, และการติดการเคลื่อนไหวของความดันต้องได้รับการแก้ไข.
การติดตั้งปะเก็นที่แข็งขึ้นหรือลดความดันของปะเก็นไม่สามารถแก้ปัญหาการรั่วได้เสมอไป ความดันที่มากเกินไปอาจเพิ่มความฝืด, การเกิดความร้อน, และการสึกหรอของปะเก็น.
สรุป
กระบอกสูบไฮดรอลิกมีแนวโน้มที่จะรั่วง่ายขึ้นเมื่ออุณหภูมิของน้ำมันสูงขึ้นเนื่องจากความหนืดของน้ำมันลดลง, คุณสมบัติของปะเก็นเปลี่ยนไป, การวัดความชัดเจนของส่วนประกอบเคลื่อนที่, และการสึกหรอหรือความเสียหายที่มีอยู่มีความสำคัญมากขึ้น.
ดังนั้นการรั่วในสภาวะร้อนมักเป็นผลมาจากหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องมากกว่าที่จะเป็นปะเก็นที่ล้มเหลวเพียงอันเดียว.
การตรวจสอบที่สมบูรณ์ควรพิจารณาอุณหภูมิของน้ำมัน, ความหนืดของน้ำมัน, สภาพของซีล, คุณภาพของก้านลูกสูบ, การจัดเรียงของกระบอกสูบ, ขนาดภายใน, การปนเปื้อน, การเปลี่ยนแปลงแรงดัน, และวงจรไฮดรอลิก.
AiSoar Hydraulics ให้บริการกระบอกไฮดรอลิกและโซลูชันการปิดผนึกที่ปรับแต่งได้สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้สภาพที่มีอุณหภูมิสูง, น้ำหนักหนัก, และการใช้งานบ่อยครั้ง.
