Co powoduje większe uszkodzenie silnika: długotrwałe nieużywanie czy przeciążanie?

W praktycznych zastosowaniach sprzętu hydraulicznego silnik hydrauliczny, jako kluczowy element wykonawczy w systemie, często decyduje o tym, czy cały zestaw sprzętu może działać stabilnie, przez długi czas i wydajnie. Wielu użytkowników ma trudności z utrzymaniem sprzętu: czy silnik hydrauliczny nieużywany przez długi czas jest bardziej narażony na uszkodzenia niż silnik hydrauliczny poddawany długotrwałemu przeciążeniu?

To pozornie proste pytanie obejmuje wiele czynników, takich jak nauka o materiałach, struktura mechaniczna, właściwości chemiczne oleju hydraulicznego oraz logika działania systemu. Aby znaleźć bardziej obiektywną i kompleksową odpowiedź, konieczne jest rozdzielenie tych dwóch scenariuszy i ich szczegółowa analiza.

 

 

1. Długotrwałe nieużywanie silników hydraulicznych: Ukryte uszkodzenia są poważniejsze, niż się wydaje. Większość osób uważa, że „urządzenie nie ulegnie uszkodzeniu, jeśli pozostanie nieużywane”, lecz w rzeczywistości precyzyjne elementy mechaniczne, takie jak silniki hydrauliczne, nie nadają się do długotrwałego postoju. Niewidzialne i niematerialne uszkodzenia stopniowo gromadzą się w trakcie długotrwałego postoju. 1. Uszczelki gumowe tracą smarowanie z upływem czasu: proces od miękkości do kruchości. Wewnętrzne uszczelki silników hydraulicznych (np. pierścienie O-ring, uszczelki wargowe, uszczelki wałkowe itp.) pełnią kluczową rolę w utrzymaniu ciśnienia w układzie oraz zapobieganiu wyciekowi, stanowiąc najważniejszą „linię obrony” silnika. Gdy pozostają nieużywane przez dłuższy czas, ulegają kilku nieuniknionym zmianom: – utrata elastyczności i zesztywnienie spowodowane brakiem zanurzenia w oleju smarującym; – rozszerzanie i kurczenie się termiczne pod wpływem zmian temperatury, prowadzące do powstawania mikropęknięć; – starzenie się powierzchni i ostateczne uszkodzenie lub pęknięcie; – przyczepianie się powierzchni uszczelniających do metalu wskutek utraty smarowania, powodujące wtórne uszkodzenia przez tarcie. Te zjawiska często ujawniają się dopiero po ponownym uruchomieniu urządzenia:

Silnik pracował przez mniej niż dwie minuty, zanim pojawiły się objawy „zwiększonej utraty oleju, niestabilnego ciśnienia oraz spadku sprawności.” Innymi słowy —długotrwałe postoje prowadzą do cichego, lecz śmiertelnego starzenia się uszczelek.

 

2. Wewnętrzne powietrze i para wodna powodują utlenianie metalu: Po wystąpieniu rdzy pozostaje ona na stałe jako blizna. Jeśli w układzie hydraulicznym nie ma wystarczającej ochrony olejowej, para wodna zawarta w powietrzu może łatwo skondensować się na powierzchni metalowej, szczególnie w wilgotnych środowiskach południowych regionów. Ta skondensowana woda może powodować: miejscowe zaczynające się korozje na wewnętrznej ścianie wirnika, ślady zużycia przez tarcie na powierzchni stojana oraz obniżenie dokładności dopasowania elementów, co prowadzi do spadku sprawności objętościowej oraz uszkodzenia warstwy oleju smarującego. Gdy zużycie wtórne staje się bardziej zaawansowane, przy uruchamianiu silnika można zaobserwować uczucie „blokowania, drgania i niemiarodajnego działania”. Te zjawiska rdzy są praktycznie niemożliwe do usunięcia poprzez proste czynności konserwacyjne i stanowią trwałe, choć drobne uszkodzenia, które znacząco wpływają na czas eksploatacji urządzenia.

 

3. Długotrwała degradacja oleju hydraulicznego w stanie spoczynku: niewidoczne ukryte zagrożenie

Olej hydrauliczny nie jest tylko „środkiem” w układzie, ale także smarem, środkiem zapobiegającym korozji, czyszczącym i chłodzącym.

 

Jednak jeśli olej przez długi czas nie przepływa, mogą wystąpić:

 

Zatrucie przez utlenianie: ciemnienie barwy, wzrost wartości kwasowej

 

Warstwowanie oleju: osadzanie się osadów na dnie zbiornika

 

Zmiana lepkości: pogorszenie właściwości smarnych

 

Utrata skuteczności dodatków chemicznych: znaczne obniżenie skuteczności ochrony przed korozją i zużyciem

 

Gdy urządzenie zostaje ponownie uruchomione, zdegradowany olej nie tylko nie zapewnia ochrony, ale może również dodatkowo uszkodzić komponenty, np.:

 

Zablokowanie rdzenia zaworu

 

Wzmożone zużycie par tarcia

 

Zwiększenie wycieków wewnętrznych prowadzi do znacznego spadku sprawności

 

Ten typ urazu należy do „przewlekłego typu nagromadzeniowego”, który jest trudny do wykrycia, ale bardzo powszechny.

 

2、 Przeciążanie silników hydraulicznych: uszkodzenia są bardziej bezpośrednie i intensywne. Jeśli długotrwałe nieużywanie powoduje „uszkodzenia przewlekłe”, to eksploatacja w warunkach przeciążenia prowadzi do „uszkodzeń ostrych”.

Konstrukcja silników hydraulicznych zakłada wyraźnie określone ciśnienie nominalne, przepływ nominalny oraz moment obrotowy nominalny. Gdy praca przekracza zakres projektowy, natychmiast zaczyna się gromadzenie uszkodzeń, a większość z nich jest nieodwracalna. 1. Przeciążenie powoduje zmęczenie metalu: po powstaniu pęknięć uszkodzenia kluczowych elementów silnika, takich jak łożyska, wirniki, stojany, tarcze rozdzielcze oleju, zębniki oraz pary zazębienia, stają się nieodwracalne. Pod wpływem nadmiernego ciśnienia może wystąpić „zmęczenie metalu” spowodowane powtarzającymi się uderzeniami naprężeń.

Na powierzchni nie mogą być widoczne żadne nieprawidłowości, ale wewnętrznie pojawiły się już mikropęknięcia, lokalne zmęczenie materiału, odkształcenia sprężyste oraz lokalna korozja punktowa. Są to wszystkie uszkodzenia nieodwracalne, a po ich nagromadzeniu się w określonym stopniu silnik ulega nagłej awarii i musi zostać wycofany z eksploatacji.

 

• Szybki wzrost temperatury pary tarcia: Gdy silnik pracuje pod dużym obciążeniem, film oleju smarującego ulega uszkodzeniu. Na wewnętrznej powierzchni tarcia występuje następujące zjawisko: gwałtowny wzrost temperatury oraz wypychanie filmu oleju, co prowadzi do powstania „tarcia suchego”. Prędkość zużycia pary tarcia rośnie wykładniczo, a luz wewnętrzny się zwiększa – sprawność objętościowa szybko maleje. Długotrwała praca w takich warunkach prowadzi bezpośrednio do szybkiego spadku wydajności silnika.

 

• Praca w warunkach przeciążenia prowadzi do odkształceń termicznych: dokładność geometryczna konstrukcji ulega pogorszeniu, a silnik hydrauliczny jest szczególnie wrażliwy na luz montażowy. W trakcie pracy w wysokiej temperaturze może dojść do odkształcenia termicznego płyty rozdzielającej olej, zmiany luzu zazębienia kół zębatych, zmniejszenia wcisku łożysk oraz rozszerzenia się wirnika, co powoduje uszkodzenie stanu zazębienia. Takie odkształcenia mogą spowodować gwałtowny spadek sprawności silnika, a zwykle niemożliwe jest przywrócenie pierwotnej dokładności poprzez konserwację. Jest to jedna z najgroźniejszych konsekwencji przeciążenia.

 

• Kompleksowy wniosek: W warunkach dobrego przechowywania zagrożenia wynikające z długotrwałego nieużywania są kontrolowalne; zagrożenia związane z przeciążeniem są większe i bardziej śmiertelne. Podsumowując, skutki obu tych czynników można scharakteryzować następująco: cechy uszkodzeń wynikających z długotrwałego nieużywania oraz przeciążenia w projekcie to odpowiednio: przewlekłe, ukryte / ostre, ciężkie; odwracalne, głównie naprawialne / nieodwracalne, głównie niemożliwe do naprawy. Poziom ryzyka dla elementów takich jak uszczelki, olej, utlenianie powierzchni, pary tarcia, konstrukcje metalowe oraz dokładność dopasowania jest średnio wysoki. Czy można ich uniknąć dzięki konserwacji? Trudno tego dokonać. Jeśli silnik hydrauliczny jest prawidłowo przechowywany podczas postoju (np. przez utrzymanie smarowania, zapewnienie wilgotnościowej izolacji uszczelniającej, regularną wymianę oleju itp.), większość uszkodzeń spowodowanych długotrwałym nieużywaniem może zostać przywrócona lub skontrolowana.

 

Jednak użycie w warunkach przeciążenia charakteryzuje się następującymi cechami:

 

Uszkodzenie strukturalne

 

Wysokie koszty naprawy

 

Łatwo prowadzi do skraplania silnika

 

Ma większy wpływ na bezpieczeństwo systemu

 

Dlatego, jeśli konieczne jest dokonanie wyboru pomiędzy tymi dwoma opcjami, odpowiedź jest dość oczywista:

 

Zakładając prawidłową konserwację i przechowywanie, przeciążanie silników hydraulicznych może spowodować większe uszkodzenia, szybsze ich postępowanie oraz skutki nieodwracalne.

 

4、 Wnioski: Prawidłowe użytkowanie oraz naukowo uzasadniona konserwacja są kluczowymi czynnikami wydłużania żywotności silników hydraulicznych. Silniki hydrauliczne to elementy kluczowe o wysokiej precyzji, wysokim obciążeniu oraz dużej wartości. Aby zagwarantować ich długotrwałą żywotność i zachowanie właściwej wydajności, należy unikać pracy w warunkach przeciążenia, regularnie sprawdzać uszczelki, zapewniać czystość i stabilność oleju oraz stosować odpowiednie środki uszczelniające podczas długotrwałego postoju. Przestrzeganie dopuszczalnych wartości ciśnienia i momentu obrotowego stanowi jedyną skuteczną metodę na rzeczywiste obniżenie częstości awarii, ograniczenie kosztów konserwacji oraz poprawę ogólnej niezawodności sprzętu mechanicznego.