Khi các xi lanh thủy lực liên tục gặp phải sự cố về con dấu, trầy xước bề mặt xi lanh, ăn mòn thanh piston hoặc chuyển động không ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao, nhiệt có thể không phải là vấn đề duy nhất.
Không khí, nước và các chất ô nhiễm rắn có thể xâm nhập vào dầu thủy lực và lưu thông qua xi lanh. Chúng liên tục ảnh hưởng đến con dấu piston, con dấu thanh, vòng mòn, bề mặt xi lanh, thanh piston và các thành phần van.
Nhiệt độ cao không tạo ra ô nhiễm một mình. Tuy nhiên, nó làm tăng tốc độ oxy hóa dầu, giảm độ nhớt của dầu và làm yếu phim bôi trơn. Kết quả là, một vấn đề ô nhiễm nhỏ có thể phát triển nhanh chóng thành sự mòn, ăn mòn, rò rỉ và hư hại thành phần.
Không khí bị cuốn theo gây ra hiện tượng tạo bọt và chuyển động không ổn định
Không khí có thể xâm nhập vào hệ thống thủy lực qua các đường ống hút bị rò rỉ, các khớp lỏng lẻo, mức dầu trong bồn chứa thấp, thiết kế đường hồi kém hoặc việc xả khí không đầy đủ sau bảo trì.
Dầu thủy lực cũng có thể chứa các bọt khí nhỏ mà không ngay lập tức nhìn thấy được.
Khác với dầu thủy lực, không khí là chất nén. Khi dầu đã được khí hóa vào trong xi lanh thủy lực, một phần áp suất tác động được sử dụng để nén các bọt khí trước khi xi lanh bắt đầu chuyển động.
Điều này có thể gây ra:
- Phản ứng của xi lanh bị chậm lại
- Chuyển động yếu hoặc có cảm giác nhão
- Bò chậm
- Sự không ổn định vị trí
- Biến động áp suất
- Bọt trong bể chứa
Bong bóng khí cũng có thể làm gián đoạn lớp bôi trơn xung quanh các con dấu của piston, các con dấu của thanh, các vòng mài và các thành phần hướng dẫn. Sự chuyển động lặp đi lặp lại của xy lanh có thể tạo ra ma sát khô cục bộ, nhiệt độ cao hơn và làm mòn con dấu nhanh hơn.
Nước và hơi nước có thể xâm nhập vào hệ thống thủy lực
Nước có thể vào dầu thủy lực qua không khí ẩm, rửa thiết bị, mưa, các bộ làm mát rò rỉ, dầu mới bị nhiễm bẩn, các bộ phận thông hơi bị hư hỏng hoặc các bể chứa mở.
Ngưng tụ là một nguồn phổ biến khác.
Sau khi thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao rồi ngưng hoạt động, không khí bên trong bể chứa và ống dẫn sẽ nguội lại. Độ ẩm trong không khí vào có thể ngưng tụ và tích tụ bên trong hệ thống.
Nước có thể tồn tại trong dầu thủy lực dưới ba hình thức:
- Nước hòa tan: Thường không nhìn thấy bằng mắt
- Nước nhũ hóa: Khiến dầu có vẻ đục hoặc như sữa
- Nước tự do: Tích tụ ở đáy bể hoặc các điểm thấp khác
Do đó, hệ thống có thể chứa độ ẩm gây hại ngay cả khi dầu không có vẻ bị ô nhiễm rõ ràng.
Nước làm giảm độ bôi trơn và gây ra sự nhũ hóa dầu
Nước làm yếu hiệu suất bôi trơn của dầu thủy lực và có thể phản ứng với các chất phụ gia dầu.
Khi dầu trở nên nhũ hóa, lớp bôi trơn giữa piston, các vòng mài, lỗ xy lanh, các thành phần hướng dẫn và thanh piston trở nên không ổn định.
Điều này làm tăng khả năng tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt và có thể tăng tốc độ:
- Sự mòn của piston và lỗ xy lanh
- Hư hại vòng đeo
- Mòn thanh nối và bushing hướng dẫn
- Hư hại mép phốt
- Rò rỉ bên trong
Nước cũng thúc đẩy sự hình thành bùn và làm gia tăng quá trình oxy hóa dầu. Khi nhiệt độ cao, độ ẩm và áp suất có mặt cùng một lúc, dầu thủy lực có thể bị suy giảm nhanh chóng.
Độ ẩm gây ra sự ăn mòn cho bề mặt bên trong xi lanh và thanh piston
Nước còn lại bên trong xy-lanh thủy lực có thể làm ăn mòn lỗ xy-lanh, pít-tông, cổng thủy lực, rãnh phốt và các bề mặt kim loại khác.
Vết gỉ và ăn mòn trên lỗ xy-lanh tạo ra bề mặt thô ráp làm hỏng phốt pít-tông nhiều lần.
Sự ăn mòn hoặc hư hại lớp mạ trên thanh pít-tông cũng có thể làm trầy xước phốt và gạt mỗi khi xy-lanh di chuyển. Điều này cuối cùng dẫn đến rò rỉ bên ngoài và cho phép nhiều tạp chất hơn xâm nhập vào xy-lanh.
Các hạt gỉ sau đó có thể lưu thông cùng với dầu và xâm nhập vào các khe hở khác trong hệ thống thủy lực.
Ô nhiễm nước vì vậy gây ra cả sự ăn mòn trực tiếp và ô nhiễm rắn bổ sung.
Các hạt rắn gây ra sự mài mòn
Các chất ô nhiễm rắn thông thường bao gồm:
- Bụi và cát
- Hạt kim loại mòn
- Mảnh vụn hàn
- Sợi
- Mảnh sơn
- Hạt gỉ
- Mảnh phốt bị hỏng
Khi những hạt này xâm nhập vào xy-lanh thủy lực, chúng có thể bị mắc kẹt giữa phốt và thanh pít-tông hoặc giữa pít-tông, vòng mòn và lỗ xy-lanh.
Kết quả có thể bao gồm:
- Trầy xước thanh pít-tông
- Mài xylanh bị trầy xước
- Mép niêm phong bị cắt hoặc hỏng
- Hư hỏng vòng mang tốc độ nhanh
- Tăng rò rỉ niêm phong piston
Sự hao mòn do ô nhiễm tạo ra thêm các hạt kim loại. Điều này tạo ra một chu trình:
Ô nhiễm → hao mòn linh kiện → hạt mới → ô nhiễm và hao mòn thêm
Dầu có nhiệt độ cao có độ nhớt thấp hơn và cung cấp một lớp bôi trơn mỏng hơn. Vì vậy, các hạt có thể tiếp xúc với kim loại và bề mặt niêm phong một cách trực tiếp hơn, gây hư hại nhanh hơn.
Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ oxy hóa dầu, chất nhờn và sự tạo màng
Dầu thủy lực bị oxy hóa nhanh hơn khi ở nhiệt độ cao.
Khi dầu và các phụ gia của nó bị suy giảm, bùn, cặn, và vecni có thể hình thành.
Những chất ô nhiễm mềm này có thể không ngay lập tức làm xước xylanh, nhưng chúng có thể bám vào piston, rãnh niêm phong, lối đệm, cổng, và bề mặt van.
Cặn có thể ngăn cản các con dấu di chuyển tự do hoặc hạn chế các lối đi dầu nhỏ.
Các triệu chứng có thể bao gồm:
- Tăng khả năng khởi động
- Bò chậm
- Đệm không bình thường
- Tăng rò rỉ bên trong
- Chuyển động xylanh chậm hoặc không ổn định
Nước, không khí, áp lực cao, và nhiệt độ quá mức có thể làm tăng tốc độ phân hủy hóa học này.
Khí cavitation có thể gây hư hại dạng ăn mòn
Sự hình thành bọt xảy ra khi áp suất cục bộ giảm đủ thấp để tạo ra các khoảng trống hoặc bong bóng hơi trong dầu thủy lực.
Khi những khoảng trống này vào khu vực có áp suất cao hơn, chúng sụp đổ nhanh chóng và tạo ra các tác động cục bộ lặp lại.
Theo thời gian, sự hình thành bọt có thể tạo ra các hố nhỏ trên:
- Cổng thủy lực
- Bề mặt lỗ xy lanh
- Piston
- Các thành phần van
- Rãnh đệm
Khi bề mặt trở nên thô ráp, rò rỉ nội bộ tăng lên và các đệm có thể bị trầy xước hoặc cắt.
Sự cuốn không khí, hiệu ứng diesel và sự xung động không nên được coi là cùng một vấn đề:
- Sự cuốn không khí chủ yếu gây ra tính nén, bọt khí và chuyển động không ổn định.
- Hiệu ứng diesel được gây ra bởi sự nén nhanh của các bọt khí và sự sinh nhiệt cục bộ.
- Hiện tượng xâm thực liên quan đến sự hình thành và sụp đổ của các khoang hơi trong các khu vực áp suất thấp.
Những điều kiện này có thể xảy ra cùng nhau, nhưng nguyên nhân và cơ chế hư hỏng của chúng là khác nhau.
Không khí, nước và các hạt rắn tạo ra chuỗi hư hại như thế nào?
Dưới điều kiện nhiệt độ cao, các vấn đề ô nhiễm thường củng cố lẫn nhau:
Không khí và nước vào hệ thống
→ oxy hóa dầu và hiệu suất bôi trơn suy giảm
→ các đệm và bề mặt kim loại bắt đầu mòn
→ các hạt bổ sung và đường rò rỉ được tạo ra
→ ma sát và rò rỉ nội bộ tăng lên
→ nhiệt độ hệ thống tiếp tục tăng
Kết quả cuối cùng có thể là sự cố niêm phong lặp lại, vết xước trên thanh, sự ăn mòn trên lỗ xi lanh, chuyển động không ổn định, ăn mòn và hiệu suất giữ áp suất kém.
Dấu hiệu cảnh báo về sự ô nhiễm dầu thủy lực
Không khí, nước và chất rắn ô nhiễm cần được điều tra khi:
- Dầu thủy lực liên tục tạo bọt trong bể chứa
- Dầu trở nên đục, mờ hoặc có màu tối bất thường
- Xi lanh di chuyển chậm, rung động hoặc phát ra âm thanh bất thường
- Thanh piston xuất hiện gỉ sét, vết xước hoặc hư hại lớp mạ
- Các con niêm mới bắt đầu rò rỉ trở lại sau một khoảng thời gian hoạt động ngắn
- Cặn đen hoặc hạt kim loại xuất hiện trong dầu
- Sự ăn mòn được tìm thấy trên bề mặt, piston, cổng hoặc rãnh niêm phong
- Hiệu suất của xi lanh trở nên kém ổn định hơn sau khi dầu làm nóng
Các triệu chứng này không nên được giải quyết chỉ bằng cách thay thế các con niêm của xi lanh.
Làm thế nào có thể giảm thiểu hư hại do ô nhiễm?
Để giảm lượng không khí vào, hãy kiểm tra các đường ống hút, các khớp nối, kết nối đầu vào của bơm và mức dầu trong bể chứa. Tránh xả dầu trở lại ngay phía trên bề mặt dầu, và xả hệ thống đúng cách sau khi thay thế hoặc bảo trì xi lanh.
Để kiểm soát độ ẩm, sử dụng một bộ phận thông hơi bể chứa phù hợp, bảo vệ hệ thống khỏi mưa và rửa với áp lực cao, và kiểm tra bể chứa, bộ làm mát và dầu thủy lực để phát hiện ô nhiễm nước.
Để kiểm soát các hạt, sử dụng lọc trả lại, lọc áp suất hoặc lọc ngoại tuyến phù hợp. Dầu thủy lực mới cũng nên được lọc trước khi vào hệ thống.
Các xi lanh, ống, dây, manifold và van cần được làm sạch kỹ trước khi lắp ráp. Hiệu suất lọc, trạng thái thông hơi và độ sạch của dầu nên được kiểm tra thường xuyên.
Kết luận
Nhiệt độ cao một mình không gây ra mọi sự cố xi lanh thủy lực, nhưng nó làm tăng đáng kể thiệt hại do không khí, nước và các chất ô nhiễm.
Không khí có thể gây ra sự tạo bọt, chuyển động không ổn định và làm nóng hiệu ứng diesel cục bộ. Nước có thể gây ra hiện tượng nhũ hóa, ăn mòn và giảm độ bôi trơn. Các hạt rắn có thể làm xước các con niêm, thanh piston và lỗ xi lanh. Sản phẩm ôxy hóa dầu và sự tạo bọt có thể tạo ra cặn, hạn chế và hư hại do ăn mòn.
Khi một xi lanh thủy lực thường xuyên rò rỉ hoặc mài mòn dưới điều kiện nhiệt độ cao, giải pháp nên bao gồm nhiều hơn là chỉ thay thế các con niêm.
Nội dung không khí trong dầu thủy lực, mức độ ẩm, độ sạch, hệ thống lọc, bộ thông hơi bể chứa và quy trình kiểm soát ô nhiễm tổng thể đều nên được kiểm tra.
AiSoar Hydraulics cung cấp giải pháp xi lanh thủy lực tùy chỉnh cho môi trường làm việc nhiệt độ cao, công việc nặng và ô nhiễm.
