Milyen hidraulikaolajat használjunk a hidraulikus tápegységben?

Mi az a hidraulikaolaj – és miért fontos a megfelelő kiválasztása?

A hidraulikaolaj egy ásványi vagy szintetikus folyadék, amely erőt ad át, keni a belső alkatrészeket, és elvezeti a hőt a hidraulikus rendszerben. Az a hidraulikus tápegység , ez nem passzív közeg – ez a munkaanyag határozza meg, hogy milyen hatékonyan keletkezik az erő, mennyi ideig tartanak a tömítések és a szivattyúk, és mennyire megbízhatóan működik a teljes rendszer terhelés alatt.

A „milyen hidraulikaolajat használjam” kérdésre adott rövid válasz három tényezőtől függ: a szivattyú által megkövetelt viszkozitási fokozattól, az alkalmazás üzemi hőmérsékleti tartományától, valamint az adalékanyag-csomag tömítésekkel és fémekkel való kompatibilitását illetően. Tegye ezeket rendbe, és a hidraulikus tápegység több ezer órán keresztül tisztán működik. Ha téved, akkor kavitációval, tömítésduzzadással és idő előtti szivattyúhibával kell szembenéznie.

A hidraulikaolaj főbb típusai és azok tartalma

A legtöbb hidraulikaolaj a négy kategória valamelyikébe tartozik. Mindegyiknek sajátos összetétele van, amelyet különböző működési körülményekhez terveztek.

Ásványi alapú hidraulika olaj (HL, HM, HV)

A kőolajból finomított folyadékok a szabványos hidraulikus erőművekben leggyakrabban használt folyadékok. A HL (rozsda- és oxidációgátló), a HM (kopásgátló adalékok) és a HV (nagy viszkozitási index a széles hőmérsékleti tartományhoz) ISO fokozatok az ipari és mobil alkalmazások többségét lefedik. A HM46 és a HM68 a világ legszélesebb körben meghatározott minőségei közé tartoznak.

Szintetikus hidraulika olaj (HFDU, PAO alapú)

A polialfaolefin (PAO) és az észter alapú szintetikus folyadékok szélesebb üzemi hőmérséklet-tartományt kínálnak, jellemzően -40°C és 120°C között , szemben az ásványolaj durván –20°C és 90°C közötti gyakorlati tartományával. Szélsőséges hidegben üzemelő hidraulikus erőművekben (kültéri berendezések skandináv éghajlaton) vagy folyamatos, nagy ciklusú alkalmazásokban használatosak, ahol a hőbomlás aggodalomra ad okot.

Tűzálló hidraulikus folyadékok (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Öntödékben, fröccsöntési műveletekben és földalatti bányászatban használják, ahol a gyújtóforrások közelében lévő szivárgások tűzveszélyt okoznak. A víz-glikolos folyadékok (HFC) gyakoriak, és jellemzően ezeken üzemelnek 35-50% víztartalom , ami csökkenti a kenést – ezért a szivattyú névleges nyomását ennek megfelelően le kell csökkenteni.

Biológiailag lebomló hidraulika olaj (HETG, HEPG, HEES)

Növényi olaj (HETG) és szintetikus észter (HEES) folyadékok szükségesek a környezetre érzékeny területeken – erdészeti gépek, tengeri fedélzeti berendezések, mezőgazdasági vízi utak közelében. A HEES folyadékok általában jobb oxidációs stabilitást biztosítanak, mint a HETG, és jobban kompatibilisek a szabványos tömítőanyagokkal.

A viszkozitási fokozatok magyarázata – mit jelentenek a számok

Az ISO VG (Viszkozitási fokozat) számok a folyadék kinematikai viszkozitását mutatják centistokes-ban (cSt) 40°C-on. Az alábbiakban felsoroljuk a hidraulikus erőművekben használt általános minőségeket:

A VG 46 az alapértelmezett választás a legtöbb hidraulikus erőforráshoz 20°C és 50°C környezeti hőmérséklet között működik. Ha a rendszer folyamatosan hűvösebben működik, lépjen le a VG 32-re. Ha melegebben vagy nagyobb tartós nyomáson (250 bar felett), lépjen fel a VG 68-ra.

Főbb tulajdonságok, amelyek meghatározzák az olaj teljesítményét a hidraulikus tápegységben

A viszkozitási fokozat a kiindulási pont, de számos más tulajdonság közvetlenül befolyásolja az olaj viselkedését a szivattyúban, a szelepblokkban és a hidraulikus hajtómű működtetőiben.

• Viszkozitási index (VI): Azt méri, hogy a viszkozitás mennyiben változik a hőmérséklettel. A magasabb VI stabilabb teljesítményt jelent a hőmérséklet-ingadozások során. A szabványos ásványi HM olajok VI 95–105 körüliek. A HV olajok és szintetikus anyagok elérik a VI 150-et.
• Kopásgátló (AW) adalékok: A cink-dialkil-ditiofoszfát (ZDDP) a leggyakoribb. Feláldozó filmet képez a szivattyú lapátjain, a fogaskerekeken és a dugattyús papucsokon. Nélkülözhetetlen a 100 bar felett üzemelő lapátos és fogaskerekes szivattyúkhoz.
• Oxidációs stabilitás: A hidraulikaolaj az oxidáció során lebomlik, iszap és savak keletkeznek. A minőségi HM olajok oxidációs élettartama 2000–4000 óra normál munkaciklusok mellett. A szintetika ezt 8000 órára növeli.
• Demulsibilitás: Az olaj azon képessége, hogy elkülönüljön a vízszennyeződéstől. A rossz demulzibilitás emulgeálódáshoz vezet, ami tönkreteszi az olajfilmet és felgyorsítja a korróziót a hidraulikus tápegység tartályában.
• Levegő kibocsátás és habállóság: A beszívott levegő kavitációt okoz. A hidraulikaolajnak gyorsan ki kell engednie az oldott levegőt – a jó tesztérték kevesebb, mint 5 perc levegőkibocsátási idő 50°C-on az ISO 9120 szerint.

A hidraulikaolaj és a hidraulikus tápegység szivattyútípusának hozzáigazítása

A különböző szivattyúkialakítások eltérő követelményeket támasztanak a hidraulikafolyadékkal szemben. A szivattyúhoz nem megfelelő olajtípus használata a tervezési elvárásokat jóval meghaladó kopást okozhat.

Fogaskerék szivattyúk

A fogaskerekes szivattyúk a hidraulikaolajok széles skáláját tolerálják. A HM46 a standard ajánlás. Valamivel magasabb szennyezettségi szintet képesek kezelni, mint a lapátos vagy dugattyús szivattyúk, de az ISO 4406 osztály 18/16/13 vagy jobb tisztasága továbbra is ajánlatos.

Lapátos szivattyúk

A lapátos szivattyúk a legérzékenyebbek az olaj minőségére. Megkövetelik jó kopás elleni védelem mert a lapáthegyek rugó és centrifugális erő hatására nekifutnak a bütyökgyűrűnek. Egyes lapátszivattyú-gyártók (például a Vickers/Eaton) olyan folyadékokat határoznak meg, amelyek megfelelnek a saját kopásgátló tesztjének (a Vickers 35VQ25 tesztnek), nem csak az ISO besorolásnak.

Axiális dugattyús szivattyúk

A présekhez, fröccsöntéshez és mobildarukhoz használt hidraulikus hajtóművekben található nagynyomású axiáldugattyús szivattyúk (250–450 bar nyomáson) kiváló kenést és tisztaságot igényelnek. Cél ISO 4406 tisztasági kódja 16/14/11 vagy jobb. A HV46 vagy HV68 általában a mobil alkalmazások hőmérséklet-ingadozásainak kezelésére szolgál.

Szennyezés: A legtöbb hidraulikaolaj meghibásodás valódi oka

A nagy hidraulikus alkatrészgyártók tanulmányai következetesen azt mutatják a hidraulikus rendszer meghibásodásának több mint 70%-a inkább a folyadék szennyeződése okozza, nem pedig az olaj lebomlása. A szennyeződés három formában jelentkezik:

• Részecskeszennyeződés: Fémkopásrészecskék, öntési homok, hegesztési fröccsenés és szellőzőkön vagy hengerrúd tömítéseken keresztül lenyelt szennyeződés. Visszatérő és offline szűréssel vezérelhető, 10 mikronos vagy finomabb abszolút szűrőket célozva meg.
• Vízszennyezés: Kondenzáció nagy termikus ciklusú tartályokban vagy külső behatolás. A 0,1% feletti víztartalom csökkenti az olaj teherbíró képességét, és elősegíti a baktériumok növekedését a biológiailag lebomló folyadékokban. Monitor Karl Fischer titrálással.
• Kémiai szennyeződés: Nem kompatibilis hidraulikafolyadékok összekeverése – például cinkmentes (hamumentes) olaj hozzáadása egy cinkalapú AW-olajat tartalmazó rendszerhez – órákon belül adalékos kicsapódást és a szűrő eltömődését okozhatja.

Ha egy meglévő hidraulikus hajtóműben olajtípust vagy márkát cserél, mindig öblítse át a rendszert alacsony viszkozitású ásványolajjal, és teljesen ürítse ki az újratöltés előtt. A tartály tisztítása az olajcserék között nem kötelező – azonnal eltávolítja a friss olajat szennyező iszapot.

Olajcsere intervallumok és állapotfigyelés

A hidraulikaolaj fix óraterv szerinti cseréje, függetlenül az aktuális állapottól, olajpazarlást jelent, és fennáll a veszélye annak, hogy a leromlott folyadék túlzott mértékű leszorítását vagy a felhasználható olaj eldobását. Az állapotalapú olajkezelés jobb megközelítés a folyamatos ipari felhasználású hidraulikus hajtóművekhez.

Alapvetően a jól karbantartott hidraulikus tápegységben az ásványi HM olajok tipikus olajcsere-intervallumai a következők:

• Könnyű, ellenőrzött környezet: 2000-4000 óra
• Közepes teljesítményű, közepes hőmérsékletű ciklus: 1000-2000 óra
• Nagy igénybevétel, magas hőmérséklet vagy szennyeződés: 500-1000 óra

Az ütemezett olajmintavétel során tesztelendő állapotjelzők a következők: viszkozitás 40°C-on (±10%-os eltérés az új olaj kiváltó felülvizsgálatától), savszám (ásványolaj esetén a 2,0 mg KOH/g feletti TAN oxidációt jelez), víztartalom (0,1% felett azonnali beavatkozást igényel) és részecskeszám az ISO 4406 szerint.

Gyakorlati kiválasztási útmutató: Milyen hidraulikaolajat használjon

Ha a hidraulikus tápegység gyártói kézikönyve megadja az olaj típusát és viszkozitását, akkor pontosan kövesse. Ez a specifikáció figyelembe veszi a szivattyúhézagokat, a tömítések anyagait és a rendszernyomást. Ha a kézikönyv nem elérhető, vagy csak széles tartományt ad meg, használja ezt a döntési utat:

1. Határozza meg a szivattyú típusát (fogaskerék, lapát, dugattyú) és annak maximális üzemi nyomását.
2. Határozza meg a normál üzemi hőmérséklet-tartományt a tartálynál.
3. Ha a környezeti hőmérséklet stabil és mérsékelt (15°C-45°C): használja HM46 fogaskerekes és lapátos szivattyúkhoz, HM68 nagynyomású dugattyús szivattyúkhoz.
4. Ha a környezeti hőmérséklet erősen ingadozik, vagy az egység mozgatható: használja HV46 magasabb viszkozitási indexe miatt.
5. Ha az alkalmazás víz közelében vagy ökológiailag érzékeny területeken történik: használjon HEES szintetikus észterből készült, biológiailag lebomló folyadékot a megfelelő viszkozitási fokozatban.
6. Ha fennáll a tűzveszély: konzultáljon a szivattyú gyártójával a jóváhagyott tűzálló folyadéktípusokról, és alkalmazza a megfelelő nyomáscsökkentést.

Soha ne keverje össze a márkájú vagy típusú hidraulikaolajokat anélkül, hogy megerősítette volna az adalékanyag kompatibilitását mindkét gyártóval. Még két különböző beszállítótól származó HM46 olaj is tartalmazhat inkompatibilis adalékanyagokat.