Aký hydraulický olej použiť v hydraulickej pohonnej jednotke?

Čo je hydraulický olej – a prečo je výber toho správneho dôležitý

Hydraulický olej je minerálna alebo syntetická kvapalina, ktorá prenáša energiu, maže vnútorné komponenty a odvádza teplo vo vnútri hydraulického systému. V a hydraulická pohonná jednotka nie je pasívnym médiom — je to pracovná látka, ktorá určuje, ako efektívne sa generuje sila, ako dlho vydržia tesnenia a čerpadlá a ako spoľahlivo celý systém funguje pri zaťažení.

Krátka odpoveď na otázku „aký hydraulický olej by som mal použiť“ závisí od troch faktorov: stupeň viskozity požadovaný pre vaše čerpadlo, rozsah prevádzkových teplôt vašej aplikácie a kompatibilita balíka aditív s vašimi tesneniami a kovmi. Urobte to správne a hydraulická pohonná jednotka bude fungovať čisto tisíce hodín. Pomýlite sa a budete čeliť kavitácii, opuchu tesnenia a predčasnému zlyhaniu čerpadla.

Hlavné typy hydraulických olejov a ich obsah

Väčšina hydraulických olejov patrí do jednej zo štyroch kategórií. Každý má špecifické zloženie určené pre iné prevádzkové podmienky.

Hydraulický olej na minerálnej báze (HL, HM, HV)

Toto sú najbežnejšie kvapaliny používané v štandardných hydraulických pohonných jednotkách, rafinované zo surovej ropy. ISO triedy HL (inhibítory korózie a oxidácie), HM (pridané prísady proti opotrebeniu) a HV (vysoký index viskozity pre široký rozsah teplôt) pokrývajú väčšinu priemyselných a mobilných aplikácií. HM46 a HM68 patria medzi celosvetovo najviac špecifikované druhy.

Syntetický hydraulický olej (HFDU, na báze PAO)

Syntetické kvapaliny na báze polyalfaolefínov (PAO) a esterov ponúkajú zvyčajne širší rozsah prevádzkových teplôt -40 °C až 120 °C v porovnaní s praktickým rozsahom minerálneho oleja približne -20 °C až 90 °C. Používajú sa v hydraulických pohonných jednotkách pracujúcich v extrémnych chladoch (vonkajšie zariadenia v severských klimatických podmienkach) alebo v nepretržitých aplikáciách s vysokým cyklom, kde je problémom tepelná degradácia.

Ohňovzdorné hydraulické kvapaliny (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Používa sa v zlievarňach, tlakových liatiach a podzemných baniach, kde úniky v blízkosti zdrojov vznietenia vytvárajú riziko požiaru. Kvapaliny voda-glykol (HFC) sú bežné a zvyčajne bežia na 35-50% obsah vody , čo znižuje mazivosť – takže tlakové hodnoty čerpadla musia byť primerane znížené.

Biologicky odbúrateľný hydraulický olej (HETG, HEPG, HEES)

Kvapaliny z rastlinných olejov (HETG) a syntetických esterov (HEES) sú potrebné v oblastiach citlivých na životné prostredie – lesné stroje, vybavenie námornej paluby, poľnohospodárstvo v blízkosti vodných tokov. Kvapaliny HEES vo všeobecnosti ponúkajú lepšiu oxidačnú stabilitu ako HETG a sú kompatibilnejšie so štandardnými tesniacimi materiálmi.

Vysvetlenie stupňov viskozity – čo znamenajú čísla

Čísla ISO VG (stupeň viskozity) predstavujú kinematickú viskozitu kvapaliny v centistoke (cSt) pri 40 °C. Bežné triedy používané v hydraulických pohonných jednotkách sú uvedené nižšie:

VG 46 je predvolenou voľbou pre väčšinu hydraulických pohonných jednotiek prevádzka pri teplote okolia 20°C až 50°C. Ak je systém stále chladnejší, prejdite na VG 32. Ak beží teplejšie alebo pri vyššom trvalom tlaku (nad 250 barov), prejdite na VG 68.

Kľúčové vlastnosti, ktoré určujú výkon oleja v hydraulickej pohonnej jednotke

Stupeň viskozity je východiskovým bodom, ale niekoľko ďalších vlastností priamo ovplyvňuje, ako sa olej správa vo vnútri čerpadla, ventilového bloku a ovládačov hydraulickej pohonnej jednotky.

• Viskozitný index (VI): Meria, ako veľmi sa mení viskozita s teplotou. Vyšší VI znamená stabilnejší výkon pri teplotných výkyvoch. Štandardné minerálne oleje HM majú hodnotu VI 95–105. HV oleje a syntetické látky dosahujú VI 150 .
• Prísady proti opotrebeniu (AW): Dialkylditiofosfát zinočnatý (ZDDP) je najbežnejší. Vytvára obetný film na lopatkách čerpadla, zuboch ozubených kolies a kĺzačkách piestov. Nevyhnutné pre lopatkové a zubové čerpadlá pracujúce nad 100 barov.
• Oxidačná stabilita: Hydraulický olej sa degraduje oxidáciou, vytvára sa kal a kyseliny. Kvalitné HM oleje majú oxidačnú životnosť 2 000 – 4 000 hodín v štandardných pracovných cykloch. Syntetika to predlžuje na 8 000 hodín.
• Deemulgovateľnosť: Schopnosť oleja oddeliť sa od kontaminácie vody. Zlá deemulgovateľnosť vedie k emulgácii, ktorá ničí olejový film a urýchľuje koróziu vo vnútri nádrže hydraulickej pohonnej jednotky.
• Odolnosť voči uvoľňovaniu vzduchu a pene: Strhnutý vzduch spôsobuje kavitáciu. Hydraulický olej by mal rýchlo uvoľňovať rozpustený vzduch – dobrá testovacia hodnota je čas uvoľnenia vzduchu kratší ako 5 minút pri 50 °C podľa ISO 9120.

Ako prispôsobiť hydraulický olej vášmu typu čerpadla hydraulickej pohonnej jednotky

Rôzne konštrukcie čerpadiel kladú rôzne požiadavky na hydraulickú kvapalinu. Použitie nesprávneho typu oleja pre čerpadlo môže spôsobiť opotrebenie, ktoré výrazne prevyšuje očakávania konštrukcie.

Zubové čerpadlá

Zubové čerpadlá sú tolerantné voči širokej škále hydraulických olejov. HM46 je štandardné odporúčanie. Zvládnu mierne vyššie úrovne kontaminácie ako lopatkové alebo piestové čerpadlá, ale stále sa odporúča čistota podľa ISO 4406 triedy 18/16/13 alebo vyššej.

Lopatkové čerpadlá

Lopatkové čerpadlá sú najcitlivejšie na kvalitu oleja. Vyžadujú dobrá ochrana proti opotrebeniu pretože hroty lopatiek sa pohybujú proti vačkovým krúžkom pod vplyvom pružiny a odstredivej sily. Niektorí výrobcovia lamelových čerpadiel (napríklad Vickers/Eaton) špecifikujú kvapaliny spĺňajúce ich vlastný test proti opotrebeniu (test Vickers 35VQ25), a nie iba klasifikáciu ISO.

Axiálne piestové čerpadlá

Vysokotlakové axiálne piestové čerpadlá (pracujúce pri 250–450 baroch) v hydraulických agregátoch používaných pre lisy, vstrekovanie plastov a mobilné žeriavy vyžadujú vynikajúcu mazaciu schopnosť a čistotu. Cieľový kód čistoty ISO 4406 14. 16. 2011 alebo lepšie. HV46 alebo HV68 je bežne špecifikovaný na zvládnutie teplotných zmien v mobilných aplikáciách.

Kontaminácia: Skutočná príčina väčšiny zlyhaní hydraulického oleja

Štúdie od hlavných výrobcov hydraulických komponentov to neustále ukazujú viac ako 70 % porúch hydraulického systému sú spôsobené skôr kontamináciou kvapaliny než samotnou degradáciou oleja. Kontaminácia prichádza v troch formách:

• Kontaminácia časticami: Kovové častice opotrebovania, odlievací piesok, rozstreky zo zvárania a nečistoty preniknuté cez odvzdušňovače alebo tesnenia valcov. Riadené spätným potrubím a offline filtráciou so zameraním na 10-mikrónové absolútne filtre alebo jemnejšie.
• Znečistenie vody: Kondenzácia v nádržiach s veľkým tepelným cyklom alebo vonkajším vstupom. Obsah vody nad 0,1 % začína znižovať únosnosť oleja a podporuje rast baktérií v biologicky odbúrateľných tekutinách. Monitor s Karl Fischer titráciou.
• Chemická kontaminácia: Miešanie nekompatibilných hydraulických kvapalín – napríklad pridanie bezzinkového (bezpopolového) oleja do systému obsahujúceho AW olej na báze zinku – môže spôsobiť zrážanie aditív a upchatie filtra v priebehu niekoľkých hodín.

Pri výmene typu alebo značky oleja v existujúcej hydraulickej pohonnej jednotke vždy prepláchnite systém minerálnym olejom s nízkou viskozitou a pred opätovným naplnením úplne vypustite. Čistenie nádrže medzi výmenami oleja nie je voliteľné – okamžite odstraňuje kal, ktorý kontaminuje čerstvý olej.

Intervaly výmeny oleja a monitorovanie stavu

Výmena hydraulického oleja podľa pevne stanoveného harmonogramu bez ohľadu na skutočný stav vedie k plytvaniu olejom a riskuje buď nadmerné natiahnutie degradovanej kvapaliny alebo vyradenie použiteľného oleja. Manažment oleja založený na stave je lepší prístup pre hydraulické pohonné jednotky v nepretržitom priemyselnom používaní.

Ako základ, typické intervaly výmeny oleja pre minerálny olej HM v dobre udržiavanej hydraulickej hnacej jednotke sú:

• Nízka prevádzka, kontrolované prostredie: 2 000 – 4 000 hodín
• Stredná záťaž, mierne teplotné cykly: 1 000 – 2 000 hodín
• Vysoké zaťaženie, zvýšená teplota alebo vystavenie kontaminácii: 500 – 1 000 hodín

Indikátory stavu, ktoré sa majú testovať počas plánovaného odberu vzoriek oleja, zahŕňajú: viskozitu pri 40 °C (±10 % odchýlka od kontroly spúšťania nového oleja), číslo kyslosti (TAN nad 2,0 mg KOH/g pre minerálny olej znamená oxidáciu), obsah vody (nad 0,1 % vyžaduje okamžitú akciu) a počet častíc podľa ISO 4406.

Praktický sprievodca výberom: Ktorý hydraulický olej použiť

Ak príručka výrobcu vašej hydraulickej pohonnej jednotky špecifikuje typ oleja a viskozitu – postupujte presne podľa nich. Táto špecifikácia zohľadňuje vôle čerpadla, materiály tesnení a tlak v systéme. Ak príručka nie je k dispozícii alebo poskytuje len široký rozsah, použite túto cestu rozhodovania:

1. Identifikujte typ vášho čerpadla (ozubené koleso, lopatka, piest) a jeho maximálny prevádzkový tlak.
2. Určite rozsah normálnej prevádzkovej teploty v nádrži.
3. Ak je okolitá teplota stabilná a mierna (15°C–45°C): použite HM46 pre zubové a lamelové čerpadlá, HM68 pre vysokotlakové piestové čerpadlá.
4. Ak sa okolitá teplota výrazne mení alebo je jednotka mobilná: použite HV46 pre jeho vyšší viskozitný index.
5. Ak je aplikácia v blízkosti vody alebo ekologicky citlivých oblastí: použite biologicky odbúrateľnú kvapalinu zo syntetických esterov HEES v správnom stupni viskozity.
6. Ak existuje riziko požiaru: konzultujte s výrobcom čerpadla schválené typy kvapalín odolných voči ohňu a použite príslušné zníženie tlaku.

Nikdy nemiešajte značky alebo typy hydraulického oleja bez potvrdenia kompatibility aditív s oboma výrobcami. Dokonca aj dva oleje HM46 od rôznych dodávateľov môžu obsahovať nekompatibilnú aditívnu chémiu.