EN
Hidrolik sistem, hidrolik pompalar, hidrolik valfler, hidrolik motorlar ve hidrolik silindirler gibi temel bileşenler olmadan çalışamaz. Kimi zaman şu soru sorulabilir: Su her yerde bulunur ve ucuzdur; hidrolik yağı yerine doğrudan su kullanabilir miyiz?
Cevap: teorik olarak çalışabilir, ancak sonuçlar ideal değildir. Bu, normal bir bisikletle bir kamyon çekmeye benzer; birkaç kez hareket edebilir, ancak performans veya ömür beklentisi yoktur. Nedenlerini aşağıda beş açıdan inceleyelim.
1. Yetersiz yağlama
İlke: Hidrolik yağ, metal yüzeyinde istikrarlı bir yağ filmi oluşturur (sıvı yağlama/elastik sıvı yağlama), metaller arasındaki doğrudan temayı "yağlı yağ" kesme haline getirerek aşınmayı ve ısı üretimini büyük ölçüde azaltır. Su zar zor bir film oluşturur ve sınır yağlama yeteneği sıfıra yakın.
Referans ölçeği: 20'deki suyun dinamik viskozluğu ° C ≈ 1 MPa · s; ISO VG 32 hidrolik yağının dinamik viskozitesi 40 ° C yaklaşık 25-30 mPa · s (sıklığına göre hafifçe değişen). Su, yaygın olarak kullanılan hidrolik yağından 20-30 kat daha ince.
Sorunlara eğilimli alanlar:
Delek pompasının yan plaka/diş yüzeyinin aşınması, ısırması ve yapışması;
Fırça pompasının bıçak ucu ile sabit halka arasındaki sürtünme yüzeyi çizilmiş ve mavi renktedir.
Piston pompası piston silindir boru çiftleme yüzeyi, eğimli disk kaydırma ayakkabı yüzeyi kuru sürtünme;
Valf çekirdeği ile valf gövdesinin arasındaki küçük boşluk (bir kaç mikrometre sırasındaki) yağlama kaybından sonra "kırılmış" ve sıkışmış olabilir.
Örnek
Temiz su ile 25 MPa düşük debili bir pistonlu pompa test edilirken, hatta yük olmadan bile onlarca dakika ile birkaç saat içinde hızlı sıcaklık artışı ve yüksek sesli anormal gürültü oluşabilir; Muayene sonucunda kayma ayak yüzeyinde çizikler ve piston ucunun yüzeyinde siyah ve mavi renkli izler tespit edilmiştir.
Paletli pompa yağ filmini kaybederse, birkaç saat çalışmadan sonra keskin ıslık sesi ve nominal değere ulaşamayan basınç oluşur. Pompa söküldüğünde palet kenarlarında açıkça görülebilen "oluklar" mevcuttur.
2. Korozyon sorunları
Prensip: Su, çözünmüş oksijen ve elektrolitler içerir; bu da elektrokimyasal korozyona neden olmaya eğilimlidir. Aynı zamanda çukur korozyonu (pitting) ve yarık korozyonunu (crevice corrosion) teşvik eder. Su ayrıca ortak kullanılan sızdırmazlık/esnek malzemeleri (örneğin NBR, PU vb.) su emmeye ve şişmeye zorlayarak yaşlanmayı hızlandırır.
Sorun çıkması muhtemel alanlar: valf çekirdeği ile valf gövdesinin temas yüzeyinde çukur korozyonu (pitting) → yapışma ve sürünme; Yağ silindiri piston milindeki krom kaplama tabakası korozyona uğramıştır ve conta dudakları keskinleşmiştir; Dişli pompası muhafazasının yan plakasında ve iç duvarında korozyon → aşındırıcı parçacıkların devreye girmesi; Conta elemanı (NBR/PU), suyu emer, sertliğini azaltır ve boyut değişikliklerine neden olur; bunun sonucunda kaçak artar. Örnek: Dış mekânda kullanılan ekipmanlar suya batırıldıktan sonra zamanında boşaltılmayıp kurutulmazsa, valf çekirdeğinde üç-beş gün içinde yüzeysel pas oluşabilir; bu durum gecikmeli hareket ve çalıştırma esnasında titreşim şeklinde kendini gösterir. Bazı enjeksiyon kalıp makineleri yanlışlıkla soğutma suyunu hidrolik devreye bağlar; bu da birkaç gün içinde silindir gövdesinde pas lekesine, ardından çukurcuklu korozyona bağlı conta dudaklarında çiziklere ve yağ kaçaklarında keskin bir artışa neden olur.
3. Kavitasyon riski
Prensip: Su, düşük kaynama noktasına ve yüksek buhar basıncına sahiptir. Pompa girişindeki yerel basınç, suyun buhar basıncından daha düşük olduğunda, su buharlaşarak kabarcıklar oluşturur; bu kabarcıklar yüksek basınçlı bölgede aniden çöker ve mikro jetler ile şok dalgaları meydana gelir; bunlar kumla aşındırma etkisi yaratan çukurlar (kavitasyon noktaları) oluşturur. Referans ölçeği: 60 ° °C’ta suyun buhar basıncı yaklaşık 20 kPa’dır ve hidrolik yağın buhar basıncından çok daha yüksektir; bu nedenle aynı emme koşulları altında kavitasyon oluşma olasılığı daha yüksektir. Sorun çıkması muhtemel bölgeler: Dişli pompada diş uçları – yan plaka giriş alanı, kanatlı pompada giriş odası, pistonlu pompada dağıtım plakası emme penceresi; daraltma açıklıkları ve keskin köşelerdeki yerel düşük basınçlı bölgeler.
Örnek
1500 devir/dakika ile su ile çalıştırıldığında ve uzun emme borusu/ince filtre elemanı kullanıldığında, 30 L/dakika debili bir dişli pompa "kum taşı sesi/hızlı titreşim" üretir. Birkaç gün sonra yan plaka üzerinde çukurcuklar ve ay şeklinde oyuklar oluşur ve hacimsel verim %90'dan %60-70'e düşer.
Valfin küçük açıklığı, su ortamının akışını azaltır. Yüksek sıcaklık koşullarında, valf çekirdeği ve koltuğunda iğne benzeri çukurcuklar yaygın olarak gözlemlenir; bu da iç sızıntıyı ve gürültüyü artırır.
4. Yetersiz viskozite ilkesi: Hidrolik sistemlerin sızdırmazlığı ve sızıntı kontrolü, ortamın viskozitesine büyük ölçüde bağlıdır. Basitçe ifade edilirse, aralıkta oluşan laminer sızıntı Q_sızıntı yaklaşık olarak 1/μ ile orantılıdır. μ 1/μ μ (geometri ve basınç farkı sabitken). Ortam 30 mPa·s’den · 1 mPa·s’e değiştirildiğinde · teorik sızıntı birkaç kat artabilir.
5. Sıcaklık duyarlılığı ilkesi: Su 0 °C’de donduğunda ° C'de hacmi yaklaşık %9 oranında genişler ve ince cidarlı parçalar/boruların çatlamasına neden olur; Yüksek sıcaklıklarda buharlaşma hızlanır ve buhar basıncı artar; bu da kavitasyonun daha sık meydana gelmesine ve basınç dalgalanmalarına yol açar. Hidrolik yağ, viskozite-sıcaklık iyileştirici ve antioksidan ile donatılmıştır ve geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir.
Sağda etki: Düşük sıcaklık: Donma → pompa emiş hattı/kasa çatlaması; Etki, çalıştırma anında belirgin olup salmastra dudaklarının "kırılarak açılmasına" neden olur; Yüksek sıcaklık: Sık kavitasyon ve pompa girişinde kavitasyon; Basınç dalgalanmaları ve gürültü artar, bu da hareketli elemanların hızlıca dalgalanmasına neden olur.
Örnek
Kuzeydeki açık alanda kullanılan ekipman gece boyu sıfırın altına düştü ve borulardaki kalan su dondu. Ertesi gün, dişli pompa muhafazasında çalıştırıldığında ince çatlaklar oluştu;
60-70 °C'lik bir ortamda bulunan metalurji sürekli döküm sahasında ° C, ortam olarak su kullanan test devresi, yüksek sıcaklıklarda pompa ucunda gürültü ve basınç düşüşüyle sıkça karşılaşıyor. Suyun etilen glikol ile değiştirilmesinden sonra sistem ancak hafifçe stabilize olabildi.
Doğrudan sonuç: hacimsel verimde önemli azalma (daha yüksek basınçlarda daha belirgin); yavaş basınç oluşturma ve yükte sürüklenme; valf çekirdeğinin iç sızıntısı artar, bu da sistemin statik basıncında farka ve ısıtmada artışa neden olur. Örnek: Ortam olarak su kullanıldığında, 20 MPa nominal basınçlı bir dişli pompa yüksüz durumda dönmeye devam edebilir, ancak 8–10 MPa’lık bir yük altında basınç oluşturamaz; Aynı pompa VG46 yağıyla değiştirildikten sonra 18–20 MPa’ya kadar geri kazanılır. Servo oransal valfler gibi çok küçük açıklıklara son derece duyarlı bileşenler, düşük viskoziteli ortamlarla değiştirildiğinde ciddi sıfır konum sızıntısı ve kaymaya uğrarlar; bu da konum döngüsünün stabilizasyonunu zorlaştırır.
Sunmuş olduğum görüşlere dayanarak, hidrolik motorlar hâlâ hidrolik yağ ile daha uyumludur.
Ancak sektörde su bazlı hidrolik akışkanlar (HFA/HFB/HFC, örneğin su-etilen glikol karışımları) ile bunlar için özel olarak tasarlanmış pompalar/valfler/sızdırmazlık elemanları ve malzeme sistemleri (paslanmaz çelik/nikel kaplama, seramik, EPDM/PTFE vb.) bulunduğunu da belirtmek gerekir. Ancak bu, uzmanlaşmış sistem mühendisliğine ait bir alandır ve mevcut yağ sisteminin suyla basitçe değiştirilmesi yeterli değildir.