اهمیت فیلتراسیون روغن هیدرولیک

 

 سیال هیدرولیک و فیلتراسیون سیال هیدرولیک

تمیزی روغن و عدم وجود ذرات آلاینده در سیال هیدرولیک ، اساسی ترین اصل در نگهداری یک سیستم هیدرولیک می باشد. بیشترین هزینه خرابی و تعمیرات قطعات و تجهیزات هیدرولیک ،  مربوط به کثیفی و آلودگی  روغن هیدرولیک است.

متاسفانه در کشورما ، طی سال ها تجربه ،  بسیار دیده ایم که پس از راه اندازی سیستم های هیدرولیک به کیفیت روغن و فیلتراسیون آن توجه نمی شود . ذرات موجود در روغن پلمب حتي روغن تازه و کارنکرده هم تميز نيست و بطور معمول داراي درجه آلودگي ( 16/19 ISO( (10 class NAS(  مي باشد. اگرچه در روغنهاي توليد شده توسط فرايندهاي کاملتر پالایش شامل فيلتراسيون ، اين مقدار کمتر خواهد بود. ولی در مدت حمل و انبارداري نيز ذرات به داخل روغن نفوذ مي کنند ) بنابراين روغن تازه و کارنکرده با توجه به حساسیت مدا و تجهیزات هیدرولیک بایستی  مجددا  متناسب با شرایط  کارکرد آن ، فیلتر شود. مهمترین آثار ناشي از آلودگي ذرات در روغن  ، سایش و خورگی می باشدخوردگي سایشي در اثر جریان سیال بر روي سطوح و برخورد ذرات موجود در سیال با سطوح روي مي دهد. بنابراین با افزایش سرعت سیال، تلاطم و برخورد ، سرعت سایش افزایش مي یابد. از اینروست که در سیستم هاي های  هیدرولیک تحت فشار و سرعتهاي بالا ، استفاده از سیال تمیزتر پیشنهادمی باشد 95 %ذرات در اغلب روغنها (حتی روغن های نو ) داراي اندازه کمتر از 10 میکرون مي باشند.

خطر ساییدگي ناشي از این ذرات ( کمتراز 10 میکرون) ، بیشتر از ذرات درشت است. چراکه این ذرات قادرند در منافذ ریز، لقي ها و بین سطوح فلزي متحرک نفوذ کرده و با درگیر شدن بین دو سطح، تخریب و سایش یکي از سطوح یا هر دو سطح را موجب شوند. در دنده ها ، حضور ذرات ریز در روغن روانکار به شدت باعث سایش دندانه هاي درگیر مي شوند وبا حرکت مداوم با جریان سیال مانند سنباده مداوم در حال سایش و فرسودگی قطعات هیدرولیک می شوند . به طور مثال در یک سیستم هیدرولیک کلیه شیر های هیدرولیک اسپولی دارای نشتی داخلی می باشند که میزان مجاز آن توسط سازنده شیرهیدرولیک و با توجه به سایز آن توسط سازنده مشخص شده است.

 

این شیر ها به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که سیال هیدرولیک فی مابین اسپل و بدنه چدنی وظیفه روانکاری داشته باشد و برای همین خطوطی اطراف اسپول شیر ها وجود دارد که وظیفه حبس روغن و روانکاری را انجام دهد  . این فاصله تلرانس حدود 3 تا 8 میکرون است  .ذرات کمتر از 10 میکرون می توانند در فضایی بین اسپول و بدنه شیر به راحتی حرکت کنند وتلاطم  و حرکت ذرات کمتر از 10 میکرون باعث سایش اسپول و بدنه شیر می گردد . در نتیجه پس از گذشت مدت زمانی از راه اندازی سیستم هیدرولیک ،  باعث  سایش و خوردگی قطعات داخل شیر هیدرولیک و در نتیجه افزایش فاصله اسپول و شیر می گردد و این افزایش باعث می گردد نشتی شیر هیدرولیک از حد مجاز بیشتر شود .

افزایش نشتی داخلی باعث داغ شدن سیال هیدرولیک شده و افزایش دمایی سیال  و کاهش ویسکوزیته و گرانروی سیال هیدرولیک را به دنبال دارد  و در نهایت  باعث عدم توانایی فشار سازی در پمپ هیدرولیک و سیستم هیدرولیک  می گردد . همچنین افزایش دمای سیال هیدرولیک باعث تخریب لوازم آب بند سیلندر ها ، شیلنگ های هیدرولیک می گردد . معمولا اورینگ ها و لوازم آب بند از نوع NBR و حداکثر توانایی تحمل حرارت 80 درجه سانتیگراد را دارند .

ذرات حاصل از سایش، خود منبع بزرگي براي پیشرفت سایش و سایش جدید خواهند بود. نتایج آنالیزهاي انجام شده که نشاندهنده تاثیر آلودگي سیلیس بر روي سایش سیستم هاي هیدرولیک ماشین آلات راهسازي است دیده مي شود. ماشین حفاري داراي 9 ppm و دوزر داراي 21 ppm، سیلیس است. بیشتر بودن مقدار سیلیس و ذرات خاک در دوزر علت اصلي بالا بودن مقادیر فلزات سایشي است .

مطالعات انجمن مهندسین خودرو امریکا )(SAE نشاندهنده این واقعیت است که وقتي روغن کارتر خودرو بجاي 40 میکرون تا 30 میکرون فیلتر شود ، سایش به میزان 50 %کاهش مي یابد و اگر میکرون ریت به 15 میکرون برسد، میزان کاهش در سایش به 70 %بالغ مي گردد . تخریب در شیرهاي کنترل مسیر ، پروپرشنالو سروو والو ها  DIRECTIONAL VALVE وPROPRTIONAL VALVE SERVO VALVE  ) پمپهاي هیدرولیک  OPEN and Close Loop مدار باز وبسته ، که در طراحي و ساخت سیستم هاي هیدرولیک پیشرفته و جدید از آنها استفاده مي شود، داراي یک حد بحراني بین 10 تا 25 میکرون و بسیار حساس در برابر ذرات ریز مي باشند. بنابراین خیلي تعجب آور نیست که اغلب سازندگان این نوع اجزاء استفاده از روغن با درجه خلوص خاص خود نیز تاکید ميکنند (داراي پمپ جداگانه)را الزامي مي نمایند. بطوریکه درجه خلوص در هیچ زماني از حدود تعیین شده تجاوز ننماید . تخریب روغن در اثر اکسیداسیون و افزایش اسیدیته اکسیداسیون در حضور عوامل اکسیژن هوا، گرما و آب رخ مي دهد. در دماهاي بالای 55 درجه سانتي افزایش مي یابد.

اکسیداسیون به ازای هر 10 دئرجه سانتی گراد افزایش دما ، باعث افت خواص روغن به 50 درصد  روغن توسط ذرات فلزي که بمانند یک کاتالیزور بسیار فعال براي این فرایند رفتار مي کنند، به شدت .افزایش مي یابد حضور ذرات فلزي باعث اکسیداسیون روغن و اکسیداسیون روغن سبب از بین رفتن خواص فیزیکي و روانکاري مورد نیاز روغن مي گردد. عدد اسیدي کل )(N.A.T ، پارامتر مناسبي در تعیین شدت اکسیداسیون روغن است. مواد اسیدي بعنوان یکي از محصوالت اکسیداسیون ، سبب افزایش عدد اسیدي مي گردد.

نقش مواد افزودني ضد اکسیداسیون 

واکنشهاي اکسیداسیون بوسیله ادتیوهاي ضد اکسیداسیون خنثي مي شود. این مواد طي یک فرایند پلیمریزاسیون به ذرات فلزي پیوسته و از تماس مستقیم بین روغن و ذرات فلزي ممانعت بعمل مي آورند. این فرایند تا آنجائي ادامه پیدا مي کند که ادتیو در روغن وجود دارد ولي بعد از آن ذرات جدید فلزي در روغن باقي خواهند ماند. بخصوص ذرات ریز به علت سطح زیاد )ذرات ریزتر داراي تعداد بیشتر و بنابراین سطح بزرگتري در واحد حجم هستند( نقش مهمي را در فرایند اکسیداسیون ایفا مي کنند.

افزایش راندمان انرژی با تصفیه روغن هیدرولیک

جالب است بدانید که یک پمپ با دبي 200 min/lit براي به جریان درآوردن یک روغن آلوده ) NAS 12یا (18/21 ISO بیشتر از 3000 کیلوگرم ذرات را در یکسال پمپ مي کند . درحالیکه این رقم در یک پمپ مشابه با یک روغن تمیز )4 NAS یا (9/12 ISO فقط به 6 کیلوگرم در سال مي رسد . بنابراین حضور ذرات و آلودگی غیر استاندارد ، باعث افزایش مصرف انرژي ، افزایش دما و در نتیجه افزایش اکسیداسیون و تخریب روغن مي گردد.

میزان جذب رطوبت در روغن به دما ، رطوبت محیط و آببندي سیستم :جذب رطوبت محیط و چگالش بستگي دارد. از این رو است که توصیه مي شود فیلتر نصب شده در هواکش مخزن حتما قادر به جذب رطوبت باشد. تغییرات دما و فشار باعث ایجاد چگالش و تولید آب در روغن مي شود. جذب رطوبت و .چگالش مهمترین عامل آلوده سازي روغن توسط آب است اکسیداسیون روغن :در مدت اکسیداسیون روغن، آب بعنوان یکي از محصوالت اکسیداسیون در آن ظاهر مي شود

اختلال با سیال ناسازگار

در ماشین آلاتی که داراي سیستم هاي روانکاري مختلف مي باشند، امکان آلوده شدن این روانکارها با سایرسیال ها وجود دارد. بخصوص سیستم هاي هیدرولیک ماشین ابزار در معرض آلودگي توسط امولسیونهاي خنک کننده )امولسیون روغن در آب وجود دارد .

 مهمترین آثار ناشي از آلودگي آب در روغن

مهمترین آثار ناشي از آلودگي آب در روغن خوردگي کاویتاسیون در سیستم هاي هیدرولیک این خوردگي مشابه خوردگي سایشي ، وقتیکه یک سیال در مجاورت سطوح فلزي با سرعت زیاد در جریان باشد روي مي دهد. با این تفاوت که عامل اصلي در خوردگي کاویتاسیون ، وجود آب آزاد یا .امولسیون در داخل سیال است اجزاء متحرک در ماشین آالت هیدرولیکي بطور متناوب تولید فشار و خالء مي نماید. در هنگام خالء ، آب و رطوبت موجود در روغن ضمن تبخیر آني بطور قابل توجهي )5000/1 در 70 درجه سانتي گراد( در فاز بخار افزایش حجم مي یابد و در فشار، حبابهاي مایع تشکیل مي شوند. این حبابها با ایجاد تنش و اعمال ضربه، باعث ایجاد خوردگي بر سطوح و اجزاء خواهند گردید. با تداوم این فرایند ، خوردگي به شدت افزایش مي یابد. کاویتاسیون سبب از بین رفتن پوشش محافظ ایجاد شده توسط مواد افزودني ضد سایش و تولید ذرات سایشي جدید خواهد گردید. در واقع در این نوع خوردگي که در اثر تغییرات فشار هیدرودینامیک روي مي دهد، آب به سطوح فلزي حمله مي کند و باعث تشکیل جوانه خوردگي مي گردد، در حالیکه خوردگي سایشي در اثر برخورد ذرات به سطوح فلزي اتفاق مي افتد. در 1و 2 خواص ماده با لایه محافظ کنترل مي شود. 3 ،ایجاد خشونت سطحي است . این نقطه محل مناسبي براي جوانه زدن حباب بعدي است. بدین ترتیب با افزایش خشونت سطحي و تکرار مراحل 4 و 5 شدت خوردگي افزایش مي یابد. ذرات سایشي اولیه مربوط به لایه محافظ و سپس از جنس فلز سطح مي باشند.

 مزایای حفظ کیفیت و خواص روغن

1- باعث افزایش عمر روغن به چندین برابر-2- کاهش چشمگیر در سایش و خوردگي سطوح و اجزاء 3-افزایش قابل توجه عمر سیستم هیدرولیک ، 4- کاهش در زمان از کار افتادگي و توقف ناشي از تعمیرات و تعویض روغنکاهش در هزینه تعمیرات و تعویض قطعات 25 %تا 35، کاهش هزینه خرید روغن نو 30 %تا 65% ،کاهش حجم ضایعات روغن 40 %تا 75  می گردد . 

همچنین قبل و بالفاصله پس از راه اندازي سیستم ، اجازه داد تا روغن بین سیستم هیدرولیک و سیستم فیلتراسیون ، گردش نماید.( فلاشینگ ) در غیر اینصورت این دسته از آلودگیها که شامل ( ذرات جوشکاری فلز ها ، براده های داخل بلوک ها ، نورا تفلون و ..)  بیشترین آسیب را به سیستم هیدرولیک  وارد خواهند نمود.

 

گرد و خاک و ذرات محیطي در روغن هیدرولیک

ذرات موجود در هواي محیط به داخل روغن نفوذ مي کنند. این ذرات از طریق درزبندها ، هواکشهاي مخازن ، میله هاي مارپیچي سیلندرهاي هیدرولیک وارد سیستم مي شوند. براي کاهش ورود این نوع از آلودگي ها رعایت نکات زیر بسیار مفید است:

نصب فیلتر هوا در هواکش مخزن، آببندي کامل )هر نقطه از سیستم که روغن نشت می تواند مورد هجوم آلودگي قرار گیرد(، کنترل سطح روغن در مخزن ) می کند . عدم وجود سطح مناسب در مخزن ، علاوه بر ورود انواع آلودگي، مشکالتي نظیر کاویتاسیون پمپ ، افزایش دما و افزایش اکسیژن و در نتیجه اکسیداسیون روغن را نیز بهمراه خواهد داشت (ذرات فلزي ناشي از سایش سطوح و قطعات :سطوح و قطعات در سیستم روانکاري در معرض ساییدگي قرار دارند. سایش در جریان سیال تحت فشار و سرعت بالا در اثر برخورد بین سطح و سیال اتفاق مي افتد. عوامل محیطي موثر بر سایش عبارتند از: سرعت نسبي سیال : با افزایش سرعت حرکت سیال ، سرعت سایش افزایش مي یابد. از این روست که کنترل و حذف آلودگي در سیستم هاي هیدرولیکي تحت فشار و سرعتهاي بالای سیال و عملگر ها از اهمیت بیشتري برخوردار است

با تولید ذرات جدید سایشي ، سایش شدت مي یابد. ذرات ناشي از خوردگي : عوامل خوردگي در سیستم هاي هیدرولیک و روانکاري عبارتند از آلودگي آب و تولید مواد اسیدي ناشي از اکسیداسیون. حضور آب: خوردگي کاویتاسیون و هیدر که در اثر وجود آب در سیستم هیدرولیک بروز مي دهد ،

انتخاب ویسکوزیته گرانروی سیال

. در انتخاب روغن مناسب مي بایست ویسکوزیته روغن را مورد توجه قرار داد ویسکوزیته روغن هیدرولیک باید تا حد ممکن براي کاهش مصرف انرژي پمپ، پایین باشد.همچنین باید به اندازه اي  انتخاب نمود که بتواند فیلم روانکاري را بر روي سطوح براي جلوگیري از سایش تشکیل دهد. لذا استفاده از روغن مناسب با درنظر گرفتن دیتاشیت پمپ هیدرولیک و شیر آلات هیدرولیک و عملگر ها انتخاب نمود .

ذرات جامد در سیال هیدرولیک

. حضور ذرات جامد این ذرات با برخورد به سطوح ، عامل اصلي سایش در سیستم هاي هیدرولیک هستند. بخصوص ذرات ریز کمتر از 5 میکرون بیشترین آسیب را وارد مي کنند. باعث ایجاد ذرات سایشي مي گرددحضور مواد اسیدي حاصل از اکسیداسیون : اکسیداسیون روغن و تولید مواد اسیدي  افزایش خورندگي روغن و تولید ذرات زنگ مي گردد.

ذرات وارد شده به سیستم در مدت سرویس و تعمیرات :موقعي که سیستم براي بازرسي یا تعمیر چک شده و قطعات آن از یکدیگر مجزا مي شوند، مورد هجوم آلودگي ها و ذرات قرار خواهد گرفت. لذا در مدت سرویس و تعمیرات و همچنین تعویض قطعات ، باید دقت نمود که سیستم از آلودگي ها حفظ شود و لازم است عملیات فلاشینگ انجام شود .

نقش مواد افزودني ضد سایش

افزودنیهاي ضد سایش ، مواد شیمیایي خاصي هستند که به روغن افزوده مي شوند. این مواد پس از قرار گرفتن در سرویس اکسید شده و درجه خورندگي سیال را به شدت افزایش مي دهند. بدین ترتیب سطوح در تماس ، به سرعت دچار خوردگي یکنواخت مي شوند. محصول خوردگي باعث ایجاد لایه محافظ بر روي سطح خواهد گردید. این لایه باید بصورت کامل تشکیل شده و ضخامت کافي داشته باشد. چنانچه مقدار ذرات در روغن از مقدار مجاز بیشتر باشد، مقاومت لایه محافظ با افزایش هجوم ذرات کاهش مي یابد و بدین ترتیب آنقدر اثرات سایشي افزایش مي یابد که ذرات موجود در سطح کنده مي شوند. در این صورت سطح دچار خوردگي سایشي موضعي خواهد گردید. سایش موضعي مکانیزم پیش رونده داشته و کنترل آن بسیار مشکل است.

لذا ضروری است که قبل از بوجود آمدن هزینه های تعمیر سر سام آور در یک سیستم هیدرولیک ، فیلتراسیون مناسب انجام گردد (تصفیه انواع روغن های صنعتی طبق استاندارد NAS  و ISO4406  و فلاشینگ مخازن ، لوله ها و هوزینگ ها)

چرا باید روغن های صنعتی را تصفیه کرد؟

رو غن هیدرولیک دستگاهای صنعتی قبل از اتمام ساعت کارکرد روغن طبق دیتاشیت شرکت سازنده روغن و قبل از آن که خواص شیمیایی خود رو از دست بدهد به علت ورود ذرات آهن ،مس ،نیکل و….و یا آلودگی های محیطی ، رطوبت وگازها یا به طور کلی  بعد از هر اورهال سیستم برای اینکه روغن آلوده به سیستم وارد و باعث ایجاد پدیده هایی از قبیل کاویتاسیون و میکرودیزلینگ و باعث ایجاد سایش در نتیجه پایین آوردن عمر تجهیزات نشود با استفاده از دستگاه تصفیه میتوان ذرات ریز 3 میکرون و تحت خلا  رطوبت و گازها رو از روغن جدا و تصفیه فیزیکی انجام داد که از به وجود آمدن خرابی سیستم جلوگیری کرد.

مراحل تصفیه روغن به چه صورت می باشد؟

این شرکت با استفاده از دستگاه با جدیدترین متد روز دنیا در محل تجهیزات حاضر و به صورت افلاین در سیستم  اقدام به تصفیه روغن های آلوده می کند . منظور از افلاین بودن سیستم یعنی دستگاه هم به صورت METER IN  و  METER OUT به سیستم متصل و با استفاده از پمپ دستگاه روغن رو وارد مخزن و با سیرکوله کردن و طیف مراحل پیش تصفیه 25 میکرون پس تصفیه 10 میکرون و مرحله نهایی 5 و 3 میکرون با استفاده از فیلترهایی مخصوص به اصلاح ناس گیری روغن رو انجام می دهد . اگر در روغن رطوبت و آب وجود داشته باشد به دلیل اینکه روغن بیشتر از دمای 70 درجه بیشتر نمی تواند حرارت ببیند و بعد از آن وارد مرحله وارنش میشود این دستگاه تحت خلا و در درمای زیر این درجه اقدام به جداسازی آب و گازهای محلول در روغن میکند که این دستگاه قادر به جداسازی رطوبت تا زیر 100 ppm  می باشد. در تمامی این مراحل از روغن نمونه گیری و برای آزمایشگاه ارسال میگردد تا از صحت و سلامت روغن و افزایش عمر مفید آن مطمن شود.

فلاشینگ چیست و چگونه انجام می گردد؟

پس از تصفیه روغن خطوط و هوزینگ ها و مخازن ممکن است دچار آلودگی، لجن بستن و یا زنگ زدی و از این قبیل مشکلات باشد و یا سیستم جدید برای راه اندازی در خط موجود باشد که برای راه اندازی باید تمام مسیر و لوله ها آری از هرگونه ذرات و گل جوش و… باشد که  با استفاده از فلاشینگ و سیرکوله مواد مخصوص میتوان این خطوط رو شستشو و ذرات و آلودگی رو از آنها جدا نمود. روش فلاشینگ بدین صورت می باشد که روغن سیستم به داخل مخزن سیار کشیده شد و پس از تصفیه روغن تمامی مخزن و لوله ها با اسید درصد پایین شستشو و سیرکوله میشود سپس با مواد مخصوص فلاشینگ با دمای 70 الی 80 درجه به داخل خطوط و مخازن فرستاده میشود و پس از اطمینان از سیرکوله شدن مواد و شستشو اسید از داخل سیستم روغن سیستم از مخزن سیار به داخل دستگاه وارد میشود .انجام این کار باعث پایین آمدن خرابی ها و بالا رفتن عمر تجهیزات میشود .

 

وارنیش روغن چیست و چرا در مسیر سیال هیدرولیک  اتفاق می افتند؟

https://www.aparat.com/v/Dj0YX

 

شرکت سپاهان هیدرولیک ایرانیان مجهز به دستگاه فلاشینگ با قابلیت دبی خروجی 1500 لیتر و فیلتراستاندارد پارکر 0990 با قابلیت جدا سازی ذرات 3میکرون – 5 میکرون و 10 میکرون و حجم مخزن 5000 لیتر  را دارد . و تاکنون عملیات فلاشینگ در شرکت فولاد مبارکه ، گل گهر ، صنایع راه آهن توسط این مجموعه انجام شده است همچنین در سال 1376 ساخت اولین دستگاه فلاشینگ به سفارش شرکت منظومه فولاد انجام گردیده و پس از آن تعدادی از آن برای مشتریان عزیزمان طراحی و ساخته شد .جهت اطلاعات بیشتر از پروژه های انجام شده توسط این شرکت بر روی نمونه محصولا کلیک کنید