Филтриране на хидравлични течности – част 1

Механични системиСп. Инженеринг ревю - брой 2/2020 • 01.04.2020

Филтриране на хидравлични течности – част 1

Използването на филтри за ефективно отстраняване на частиците в хидравличните системи е необходимо, за да се осигури безпроблемното оперативно функциониране на отделните елементи и на системата в цялост. Филтрите също така гарантират минимално износване на хидравличните компоненти, дълъг експлоатационен живот и големи интервали за обслужване. Следователно, филтрирането на хидравличните течности изпълнява ключова роля за обезпечаването на надеждна, икономична и безопасна работа на системите, високо ново на сервизна пригодност и ниски разходи за поддръжка.

Принципи на филтрацията

Устройствата за поддържане на необходимия клас чистота на използваните работни флуиди са сред задължителните елементи на системите за управление на хидравлични машини съгласно стандарта БДС EN ISO 4413 “Хидравлични задвижвания. Общи правила и изисквания за безопасност на системи и техните съставни части”. Филтрите на машините е необходимо да бъдат оборудвани с устройство, което индикира кога филтърът изисква поддръжка. Индикаторът трябва да е ясно видим за обслужващия персонал. Ако това изискване не може да бъде изпълнено, интервалите за поддръжка на филтъра трябва да бъдат по-кратки и изрично регламентирани в инструкциите за работа на машината. Снабдяването на филтъра с превключващ елемент (сензор за налягане) в съчетание с анализ на сигнала и подходящ индикатор за статус дава възможност за прилагане на правилни мерки за поддръжка.

Филтрите, чиито филтърни елементи не са способни да издържат на диференциалното налягане в съответната част от системата, без да търпят повреди, е препоръчително да бъдат снабдени с байпасен клапан. Замърсяването в байпасния поток под налягане след филтъра не трябва да създава опасност за персонала или оборудването.

По отношение на елементите, свързани с безопасността на хидравличната система за управление на машината, филтрите (като устройства, които осигуряват “състоянието на работния флуид”) принадлежат към “основните и доказани принципи за безопасност” според стандарта БДС EN ISO 13849-2 “Безопасност на машините. Части от системите за управление, свързани с безопасността. Част 2: Валидиране”.

Замърсителите в работната течност на хидравличната система могат да бъдат с различен произход. Най-общо се срещат 3 вида замърсяване: твърдо, течно и замърсяване с газове. Примери за твърди замърсители са: ръжда, стружки, влакна, абразивни частици, частици от уплътнения, гумени частици, частици боя, прах, пясък и т. н. Твърдото замърсяване включва също продукти на окисляване, които са причинени от стареене на работната течност.

Типично замърсяване с течност е наличието на вода в хидравличното масло, както и смесването му с други работни течности или смазки. Замърсяването с газове включва преди всичко наличието на въздух в работната течност. Съществуват множество възможни причини за възникване на замърсяване в системата.

 

Първоначално и системно замърсяване

Различни компоненти на системата, като клапани, цилиндри, помпи, резервоари или тръбопроводи, могат да съдържат замърсяване под някаква форма. Някои остатъци от производствения процес е възможно да се появят в системата като замърсяване по време на монтажа, например заваръчни капчици, метални стърготини, текстилни влакна, частици боя, пясък или прах. Ето защо е препоръчително хидравличната инсталация да бъде промита преди пускането й в експлоатация с цел отстраняване на тези остатъци. Необходимо е също така първоначално филтриране на новата хидравлична течност преди пълненето на системата. Като следствие от съхранението на работната течност в резервоари или бидони първоначалното замърсяване на новите хидравлични течности може да бъде по-високо от предписанията на производителите на компоненти, гарантиращи безопасната работа на хидравликата.

По време на работа самата система произвежда замърсители поради износване на компоненти, корозия, стареене и смесване на работното масло с други флуиди. Колкото повече замърсявания има в системата, толкова по-интензивно е износването на компонентите.

Замърсители могат да навлязат в системата и отвън, например при проветряване на резервоара, чрез буталния прът на цилиндъра, чрез повредени уплътнения или поради смяна на работните устройства при портативни системи. Замърсявания е възможно да влязат в хидравличната верига отвън и при процедури по ремонт или поддръжка.

 

Класове на чистота и видове филтри

Нивото на замърсяване в работните течности се определя посредством стандартно регламентирани класове на чистота. Класификацията се извършва в съответствие със стандарта БДС ISO 4406 “Хидравлично задвижване. Флуиди. Метод за кодиране на нивото на замърсяване с твърди частици”.

За да се определи нивото на чистота съгласно ISO 4406, частиците в 100 ml течност се преброяват, сортират се според размера и количеството и се разделят на класове частици. След това определеният клас на чистота се обозначава с комбинация от три числа (например 20/18/15). Трите стойности представляват съответно броя на частиците >4 mm, >6 mm и >14 mm.

Много производители на хидравлични компоненти обявяват класа на чистота на хидравличните флуиди, необходим за безопасната им работа, в придружаващата техническа документация. Класът на чистота, изискван с оглед безпроблемното функциониране на цялата хидравлична система, зависи от компонента, който е най-чувствителен към замърсяване. Неспазването на определения клас на чистота може да доведе до преждевременни повреди на компонентите. Съкратеният експлоатационен живот на компонентите води до увеличаване на разходите за поддръжка. Следователно, спецификациите по отношение на чистотата на работния флуид трябва да се спазват стриктно и да се осигури достатъчно ефективно филтриране на системата.

Хидравличните филтри могат да бъдат разграничени според тяхната функция и местоположение в хидравличната система. Има различни видове филтри в зависимост от разполагането им при инсталиране. Защитните филтри обикновено се монтират преди компоненти, които са чувствителни към замърсяване (например помпи и сервоклапани). Те предпазват компонентите от груби частици. Работните филтри (наричани още системни) се използват за почистване на работната течност от частици и осигуряване на необходимия клас на чистота. Смукателните филтри са типични защитни филтри. Те се инсталират между резервоара и хидравличната помпа, така че да предпазват помпата от грубо замърсяване. Могат да бъдат монтирани непосредствено преди входящия отвор на резервоара или под резервоара. Поради риска от кавитация в помпата често се използват сравнително груби филтриращи материали със степен на филтрация >25 mm. Поради тази причина само смукателните филтри не са достатъчни за осигуряване на защитата на компонентите, необходима за надеждната работа на системата.

Статията продължава в следващ брой

ЕКСКЛУЗИВНО

Top