Будь то стационарные гидравлические системы, такие как машины для литья под давлением, прессы и лифты, или мобильные гидросистемы строительных и сельскохозяйственных машин, погрузчиков или транспортных средств, во всех этих системах и практически во всех отраслях промышленности и на всех производственных предприятиях используются гидравлические жидкости.
Более 10% от общего объема продаж минеральных масел приходится на гидравлические масла. Довольно недорогое масло многие до сих пор считают обычным расходным материалом. Но уже давно гидромасла превратились в специальные жидкости, без которых современная гидравлика перестает функционировать. Однако чем выше уровень производительности и специализации, тем тщательнее нужно обслуживать и контролировать эти жидкости.
Анализ масла в процессе эксплуатации — надежный способ контроля состояния рабочей жидкости и степени износа деталей системы.
Гидравлические жидкости выполняют широкий спектр задач. Они передают усилия, приводят в движение машины, выполняют функции управления, смазывают движущиеся части, защищают от износа и коррозии, охлаждают, гасят вибрации и удаляют возможные загрязнения. Но производительность современных гидравлических систем растет, а вместе с ней и требования к жидкостям.
Более компактные системы
Как правило, новые системы рассчитаны на меньшее количество масла. Однако уменьшение объема масла приводит к сокращению времени его пребывания в масляном контейнере. Это предполагает меньше времени для охлаждения. Рабочая температура жидкости повышается. Чтобы противостоять ускоренному процессу старения, вызванному более высокими температурами, гидравлические масла должны быть разработаны таким образом, чтобы быть более устойчивыми к окислению.
Повышение давления насоса
Сердцем гидравлической системы является насос, который создает почти непрерывный объемный поток. Под высоким давлением он транспортирует масло к своим рабочим узлам - гидромоторам и гидроцилиндрам. В прошлом, в зависимости от конструкции, давление достигало в среднем 400 бар. Сегодня жидкости должны выдерживать давление насоса 600 бар и более. Поэтому инновационные гидравлические жидкости разрабатываются с улучшенными смазочными свойствами, благодаря которым они могут выдерживать более высокие механические нагрузки.
Уменьшенные допуски на зазоры, усовершенствованная технология клапанов
Повышение рабочего давления стало возможным не только благодаря оптимизации технологии насосов, но и благодаря уменьшению допусков на зазоры, улучшению качества обработки поверхности и более точной технологии клапанов, что позволяет компонентам работать еще более эффективно и точно. Тем не менее, фильтруемость и чистота жидкостей должны рассматриваться гораздо более критично, чем в прошлом.
Более высокая энергоэффективность
Гидравлические системы также должны потреблять как можно меньшую мощность. Топливо для дизельных двигателей мобильных гидравлических установок или электроэнергия для многочисленных стационарных гидравлических систем - это огромные затраты. Жидкости, которые легче текут при той же температуре, поскольку они либо менее густые, либо содержат присадки, снижающие трение, позволяют использовать их с большей экономичностью.
Постоянная готовность
От гидравлических систем ожидается постоянная готовность к работе и состояние максимальной производственной безопасности. Современные системы отвечают этим требованиям, если в них используются гидравлические масла, рассчитанные на длительное использование. Но даже их использование требует фильтрации и обслуживания масляного бака, а также постоянного контроля масла путем анализа. Одним из основных приборов, применяемых для анализа гидромасел, является анализатор размера и количества частиц в жидкости.
Гидравлические жидкости и DIN 51524 или ISO 11158
Существует множество гидравлических масел, обладающих различной производительностью и предназначенных для самых разных областей применения. Классические и наиболее используемые гидравлические масла типов HL (HL), HLP (HM), HLPD (HG), HVLP (HV) и HVLPD производятся в основном на основе минеральных масел. Быстро биоразлагаемые гидравлические масла согласно DIN ISO 15380 - это в основном синтетические масла на основе насыщенных эфиров. Гидравлические системы с повышенным риском возгорания, например, в литейном производстве, нефтегазовой промышленности, при добыче каменного угля и в авиации, требуют специальных жидкостей, которые трудно воспламеняются и не продолжают гореть самостоятельно.
Наиболее часто продаваемые гидравлические масла имеют классы эксплуатационных свойств в соответствии с DIN 51524 или ISO 11158. Важные минимальные требования к этим маслам определены в DIN 51524 (части 1 - 3) и ISO 11158. Помимо чисто физических данных, таких как вязкость, плотность, температура вспышки, температура застывания, зольность или нейтрализационное число, необходимы типичные испытания, относящиеся к области эксплуатации.
-
Способность к деэмульгированию: показывает, отделяется ли вода от масла и как быстро.
-
Характеристики разделения воздуха: позволяют сделать выводы о склонности к кавитации.
-
Пенообразование: определяет, склонно ли масло к образованию пены на своей поверхности.
-
Совместимость с уплотнениями: оценивает поведение по отношению к эластомерам.
-
Окислительная стабильность: предоставляет информацию о долгосрочном использовании.
-
Защита от износа: определяется с помощью механических испытаний.
-
Классы чистоты: определяют базовую чистоту свежего масла.
-
Фильтруемость: показывает, может ли состав масла стать причиной проблем с фильтрацией.
Однако спецификации DIN представляют собой лишь наименьший общий знаменатель для характеристик жидкости. Один важный аспект вообще не учитывается DIN: смешиваемость различных гидравлических масел.
Не делается различия между маслами без цинка и цинксодержащими маслами. Гидравлические масла HLP отвечают всем требованиям DIN 51524-3, независимо от того, содержат ли комбинации присадок цинк для достижения заданных характеристик. Масла смешиваются, но редко совместимы друг с другом в каком-либо соотношении. Это становится особенно очевидным при ухудшении характеристик выхода воздуха, которые дают информацию о склонности жидкости к кавитации. При смешивании бесцинковых и цинксодержащих масел HLP ухудшается фильтруемость, а также совместимость с уплотнениями.
Синтетические гидрожидкости - современная тенденция
Высококачественные гидравлические жидкости с лучшими базовыми маслами или синтетические базовые компоненты используются все чаще и чаще. В прошлом базой служили просто рафинированные минеральные масла группы API I, но сегодня это в основном гидратированные или гидрокрекированные масла (синтезированные углеводороды) групп II и III. Базовое масло группы IV с его полиальфаолефинами (ПАО) предлагает особенно интересные перспективы, как и группа V с синтетическими флюидами, такими как сложные эфиры, полиэфиры или гликоли.
Тенденция перехода к частично и полностью синтетическим жидкостям имеет техническую основу.
Повышенная стабильность при старении
В процессе производства синтетических масел, в маслах групп II и III молекулярные структуры насыщаются водородом, а содержание серы снижается до менее чем 0,03%. В маслах групп IV и V молекулы образуются заново. В любом случае, температурное поведение вязкости (выше VI) и стабильность при старении улучшаются. Все масла стареют в зависимости от температуры и времени эксплуатации. Кроме того, старение ускоряется под воздействием загрязняющих веществ, таких как вода, пыль или частицы износа. В отличие от минеральных масел, гидратированные (насыщенные водородом) масла или чистые синтетические масла имеют меньше "слабых мест" в их молекулярной структуре, которые могут реагировать с кислородом и инициировать старение. Кроме того, использование современных антиоксидантов, основанных на фенолах, аминах или салицилатов (которые нейтрализуют "свободные радикалы"), тенденция к окислению подавляется до тех пор, пока не закончатся добавки. По этой причине синтетические масла могут оставаться в эксплуатации значительно дольше чем минеральные масла.
Уменьшение образования отложений
Благодаря преимуществам синтетических жидкостей и сложным формулам, в большинстве случаев высококачественные гидравлические жидкости нуждаются в меньшем количестве добавок и присадок, которые, являясь продуктами реакции, могут образовывать отложения. Благодаря естественному высокому значению VI вязкостно-температурное поведение не требует оптимизировать с помощью длинноцепочечных полимерных соединений, которые могут привести к образованию липкого осадка. Лучше смазывающие свойства помогают снизить содержание присадок высокого давления, продукты реакции которых могут образовывать твердые отложения. Фильтруемость улучшается, и обеспечивается функционирование точно работающих пропорциональных клапанов. В то время как они в эксплуатации, это также снижает опасность образования отложений в системе.
Расширенная рабочая температура, улучшенная энергоэффективность
Эффективность гидравлической системы может быть существенно зависит от вязкости жидкости. Чем жиже гидравлическое масло, тем меньше потери при перетекании и тем лучше теплопередача. Но слишком жидкое гидравлическое масло может привести к внутренним потери, что отрицательно сказывается на производительности и приводит к повышению температуры масла.
Помимо скорости насоса и рабочего давления, гидравлическая эффективность сильно зависит от масла вязкости на входе в насос. Высокий уровень вязкости масла не только улучшает поведение при холодном пуске, но также гарантирует, что вязкость остается максимально при различных температурах, тем самым снижая потери при перекачивании. Помимо обеспечения оптимальной вязкости, отзывчивость присадок, снижающих трение, которая в зависимости от рабочей температуры улучшает энергоэффективность.
Заключение
Современные гидравлические жидкости, частично или полностью синтетические, в целом обладают заметно более высокими эксплуатационными характеристиками, чем обычные гидравлические масла. Они дольше сохраняют работоспособность, лучше защищают от износа и кавитации, а также помогают экономить энергию. Однако это также означает, что их цена соответственно выше. Для того чтобы инвестиции в эти современные жидкости окупились и позволили вам использовать все их эксплуатационные возможности, необходимо следить за их состоянием.
***
