Cauze frecvente ale defecțiunilor la sistemele de acționări hidraulice

Cele mai frecvente cauze din pricina cărora apar defecțiuni la sistemele de acționări hidraulice sunt:

1. filtre de ulei înfundate;

2. nivelul scăzut al uleiului din tanc;

3. garnituri de etanșare necorespunzătoare (uzate sau îmbătrânite);

4. înrăutățirea condițiilor de aspirație pompei care poate duce la apariția cavitației și eventual la deteriorarea pompei;

5. folosirea unui agent hidraulic necorespunzător;

6. creștera excesivă a temperaturii uleiului;

7. creșterea excesivă a presiunii uleiului.

Marea majoritate a acestor probleme pot fi depășite printr-un regim planificat de întreținere preventivă. Configurația sistemului de acționare hidraulică este un alt aspect crucial al proiectării mentenanței. Fiecare componentă din sistem trebuie să fie în mod corespunzător dimensionată și să formeze o parte integrantă a sistemului.

De asemenea, este necesar să se asigure un acces facil la componentele care necesită o inspecție periodică, monitorizare și întreținere cum ar fi filtrele dopurile de umplere și de scurgere și diversele indicatoare de temperatură și presiune. Toate conductele hidraulice de legătură nu trebuie să aibe fitinguri restrictive deoarece acestea duc la pierderi de presiune în instalație.

Cele trei procedee de întreținere, care au cel mai mare efect asupra fiabilității, performanței și eficienței sistemului de acționare hidraulică sunt:

1. Folosirea tipului de agent hidraulic specificat de fabricant, într-o cantitate suficientă și cu calități corespunzătoare în ceea ce privește puritatea și vâscozitatea.

2. Curățarea și schimbarea periodică a tuturor filtrelor.

3. Asigurarea unor îmbinări etanșe între toate elementele sistemului de acționare pentru a nu patrunde aer în sistem.

O mare parte din problemele întâlnite în sistemele hidraulice au fost semnalate la fluidul hidraulic, de unde rezultă necesitatea prelevării frecvente de probe și testarea calităților fluidului de lucru. Proprietăți, cum ar fi vâscozitatea, greutatea specifică, aciditatea, conținutul de apă, nivelul de contaminanți și coeficientul de masă necesită o testare periodică. Un alt aspect foarte important este pregătirea personalului de întreținere pentru recunoașterea primelor semne ale defecțiunilor. Registrele de exploatare trebuie, de asemenea, să menționeze defecțiunile din trecut, iar operațiunile de întreținere, inițiate să conțină detalii cum ar fi: testele de ulei, schimbările de ulei, înlocuirea filtrelor etc.

Oxidarea și coroziunea sunt fenomene care diminuează în mod grav calitățile fluidului hidraulic. Oxidarea, care este cauzată de o reacție chimică între oxigenul prezent în aer și particulele prezente în lichid, poate duce la reducerea substanțială a duratei de viață a fluidului. În natură majoritatea produselor de oxidare sunt, de asemenea, și solubile în lichid, provocând astfel coroziunea diverselor componente. Cu toate că rugina și coroziunea sunt două fenomene distincte, ambele au contribuții mari la contaminarea și uzura agentului hidraulic. Rugina este rezultatul unei reacții chimice între fier și oxigen, și se produce din cauza prezenței apei. Coroziunea, pe de altă parte, este o reacție chimică între un metal și un acid. Coroziunea și rugina au tendința de eroziune a materialelor din care sunt confecționate elementele sistemului de acționare, cauzând o funcționare defectuoasă și pierderi excesive de lichid.

Fenomene de uzură datorită contaminării lichidului

Contaminanții excesivi din fluidul de lucru au efecte negative asupra lubrifierii corespunzătoare a elementelor sistemului de acționare cum ar fi: pompe, motoare, supape, distribuitoare etc. Acest lucru poate produce uzură și distrugerea garniturilor de etanșare care afectează performanța și durata de viață a acestor componente, ducând în final la defectarea lor. Un exemplu tipic este uzura mecanică a sistemului de etanșare cilindrului hidraulic, cauzând pierderi interne mari și ducând la defectarea prematură a cilindrului.

Probleme cauzate de gazele antrenate în agenții hidraulici

Formarea bulelor de gaz în lichidul hidraulic este cauzată de fenomenul de cavitație ce se produce în timpul curgerii fluidului, atunci când presiunea scade sub presiunea de vaporizare a fluidului. Presiunea de vaporizare este acea presiune la care lichidul începe să se transforme în vapori. Această presiune a vaporilor crește odată cu creșterea temperaturii. Fenomenul de cavitație duce la crearea de vapori în fluxul de lichid care pot genera probleme în funcționarea elementelor de acționare. Prezența acestor gaze antrenate reduce coeficientul de masă efectiv al lichidului, cauzând instabilitatea în funcționare a elementelor de acționare.

Fenomenul de cavitație constă de fapt în vaporizarea lichidului de lucru și ulterior condensarea bulelor de vapori. Această condensare a bulelor de vapori are loc în condiții de înaltă presiune la ieșirea din pompă, ducând local la creșterea excesivă a vitezei lichidului care are impact asupra suprafețelor interne ale pompei. Aceste forțe mari de impact provoacă exfolierea sau ciupirea suprafețelor unor componente ale pompei cum ar fi dinții angrenajelor, supapele, pistoanele și care duc la avaria prematură a pompei. În plus, particulele minuscule de metal, desprinse din cauza acestui fenomen și intrate în masa de lichid aflată în mișcare, au tendința de a avaria și alte componente ale sistemului hidraulic. Cavitația poate duce, de asemenea, la creșterea uzurii pe seama capacității reduse de lubrifiere.

Cavitația este semnalizată de zgomotul produs la funcționarea pompei și, de asemenea, de scăderea debitului, ca rezultat al presiunii devenită neregulată. Aerul tinde să rămână blocat în pompă, datorită unui curent în sensul aspirației sau pe seama unei deteriorări a garniturii axului. În plus, trebuie să se asigure că aerul iese prin supapa de aerisire în timp ce lichidul este în rezervor, altfel el tinde să intre pe linia de aspirație a pompei. Pentru a evita fenomenul de cavitație în pompă, producătorii recomandă următoarele:

1. Viteza de aspirație sa fie ținută sub 1,5 m/s

2. Lungimea conductei de admisie a pompei sa fie, pe cât posibil, mică

3. Pompa să fie montată, dacă este posibil, cât mai aproape de rezervor

4. Filtrele de joasă presiune să fie folosite la tubulaturile de aspirație

5. Utilizarea unui rezervor corect proiectat, care va ajuta la eliminarea aerului din lichid

6. Utilizarea unui lichid hidraulic recomandat de producător

7. Menținerea temperaturii uleiului hidraulic în limitele prevăzute, în funcție de tipul său, (în general circa 65°C).

Măsuri de siguranță

Sistemele electrice sunt, în general, recunoscute ca fiind periculoase în timpul exploatării și din această cauză toate întreprinderile care exploatează astfel de sisteme trebuie să dispună de proceduri de izolare a echipamentelor și să adopte măsuri de siguranță a lucrului. Sistemele hidraulice și pneumatice nu sunt mai puțin periculoase și din această cauză, și pentru ele trebuie întocmite măsuri de exploatare în siguranță, materializate într-un document oficial.

Un sistem hidraulic poate prezenta în exploatare următoarele riscuri pentru operator:

1. Aerul sau uleiul sub presiune, eliberat brusc, poate atinge viteze foarte mari ce pot duce la accidentarea operatorului

2. Manevrarea bruscă și aleatoare a componentelor sub presiune ale sistemelor de acționări hidropneumetice, cum ar fi buteliile de aer comprimat, poate fi periculoasă.

3. Uleiul hidraulic scăpat jos este foarte alunecos și poate provoca accidente.

Enumerăm mai jos câteva principii de care trebuie să ținem cont în timpul operării sistemelor de acționări hidropneumatice:

1. Implicațiile ce decurg din orice acțiune trebuie să fie luate în considerare înainte de a fi efectuată adică, cu alte cuvinte, trebuie anticipate urmările a tot ceea ce întreprindem;

2. Toate elementele care modifică presiunea, ca rezultat al acțiunilor operatorului, trebuie să fie automatizate;

3. Conductele sau componentele sub presiune nu se deconectează. Întregul sistem ar trebui să fie depresurizat înainte de a deconecta oricare dintre acestea;

4. Este necesar să existe un avertisment scris pentru a interzice operarea sistemului de acționări de către persoane neautorizate;

5. Se verifică dacă acumulatorii din sistemul hidraulic sunt pe deplin goliți;

6. Se verifică etanșeitatea sistemului, pentru a preveni scurgerile de ulei pe podea;

7. În cazul în care există o interfață electrică la un sistem hidraulic (de exemplu: solenoizi, traductoare de presiune și temperatură sau alte aparate electrice), circuitul de control ar trebui să fie izolat, pentru a reduce riscul de electrocutare și posibilitatea izbucnirii unui incendiu;

8. După încetarea lucrului, păstrați zona îngrijită și curată. Verificați orice scurgere și confirmați funcționarea corectă a sistemului;

9. Multe componente ale sistemelor de acționări hidropneumatice conțin arcuri tensionate. În cazul în care sunt eliberate într-un mod necontrolat, ele pot cauza leziuni operatorului. Arcurile ar trebui să fie îndepărtate cu cea mai mare atenție.