نشت روغن هیدرولیک و به طور کلی روغن‌ها بسیار گران و پرهزینه است. نشتی این‌گونه تعریف می‌شود که یک بار چکه در ثانیه میتواند منجر به از دست دادن 405 گالن روغن در یک سال شود. اغلب ممکن است این درخواست مطرح شود که از تجهیزاتی که مقادیر زیادی نشتی روغن دارند بازدیدهایی توسط متخصصین روغن‌کاری انجام شود تا توصیه‌های لازم ارائه شود. در برخی موارد تجهیزاتی با نشتی روغن اندک وجود دارد که با وجود بازدید باز هم دلیل موجهی برای نشتی پیدا نشده است. در حالی که هیچ پاسخ واحدی در مورد چرایی نشت روغن در یک سیستم وجود ندارد، اما معمولاً چند عامل کلیدی مانند نصب ضعیف، دمای بالا، شوک و نگهداری نادرست ممکن است به عنوان دلایل کلی نشتی روغن در نظر گرفته شود. با ما همراه باشید تا به تشریح هر یک از این دلایل احتمالی بپردازیم.
خطاهای نصب و سخت افزار
هنگام استفاده از لوله برای لوله کشی یک سیستم هیدرولیک، باید از لوله 80 و 160 برای خطوط فشار استفاده شود، در حالی که لوله 40 باید در خطوط برگشت و تخلیه استفاده شود. استفاده از لوله 40 در خط فشار میتواند منجر به نشتی در رزوه‌ها شود. برای آب‌بندی رزوه‌های لوله باید از یک درزگیر هیدرولیک خوب استفاده کرد. توصیه می شود درزگیر را به اتصالات نر بمالید. توجه داشته باشید هنگامی که درزگیر بیش از حد استفاده شود، به سیستم هیدرولیک می‌رسد، که باعث نشتی در حلقه‌های O و مهر و موم میله سیلندر و همچنین پمپ هیدرولیک و مهر و موم موتور می‌شود.
هنگامی که نیاز به اتصال دو لوله در یک خط فشار قوی است، همیشه از فلنج‌های جوش سوکت (socket weld flanges) استفاده کنید. فلنج های جوش سوکت نوعی فلنج لوله هستند که برای اتصال لوله، شیرها، پمپ‌ها و سایر تجهیزات برای تشکیل یک سیستم لوله‌کشی استفاده می‌شود. آنها یک نقطه دسترسی آسان برای تمیز کردن، بازرسی، اصلاح یا تعمیر فراهم می‌کنند.
اتصالات لوله یا Pipe unions هرگز نباید مورد استفاده قرار گیرد، زیرا آنها برای کنترل ضربه و لرزش در خطوط فشار بالا طراحی نشده‌اند. اتصالات لوله اتصالات مکانیکی هستند که برای اتصال و جدا کردن آسان سیستم های لوله‌کشی بدون نیاز به برش یا چرخاندن لوله‌ها استفاده می‌شوند. خط از پمپ به منیفولد سوپاپ نباید به صورت سفت و سخت لوله شود، به ویژه هنگامی که از شیرهای کنترل جهت استفاده می‌شود. روغن به طور معمول با سرعت 20 فوت در ثانیه از طریق یک خط فشار حرکت می‌کند. سرعت سیال بسته به اندازه لوله و فشار سیستم ممکن است بیشتر یا کمتر باشد. هنگامی که شیر برقی در یک شیر مرکزی بسته خاموش می‌شود، جریان روغن از پمپ به سرعت در شیر جاری می شود. شیر برقی وسیله‌ای الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. از آنجایی که روغن نسبتاً غیر قابل تراکم است، یک افزایش فشار رخ خواهد داد. این افزایش فشار میتواند دو تا سه برابر حداکثر فشار کاری باشد.
شلنگ نشت می‌کند
یک شلنگ باید بلافاصله در پایین دست پمپ و درست قبل از ورود به منیفولد نصب شود. منیفولد در اصطلاح مهندسی به لوله یا محفظه‌ای اطلاق می‌شود که به چندین دهانه منشعب می‌شود. شلنگ‌ها می‌توانند به جذب افزایش فشاری که در بخش پیش بدان اشاره کردیم کمک کنند. شما هرگز نباید به طور سفت و سخت به داخل یک سیلندر لوله بزنید، مگر در مورد بار معلق یا عمودی. اگر فیوز سرعت در درگاه سیلندر نصب شده باشد، می توان از شلنگ استفاده کرد. در صورت پارگی شلنگ فیوز سرعت بسته شده و از سقوط آزاد بار جلوگیری می‌کند. طول شلنگ به طور کلی نباید از 3 تا 4 فوت تجاوز کند. تنها استثنا این است که سیلندر یا موتور روی یک واگن متحرک (movable carriage) نصب شده باشد (واگن متحرک به یک سکو یا مجموعه‌ای اطلاق می‌شود که برای حرکت یا لغزش در امتداد یک سازه ثابت، معمولاً روی ریل یا درون یک سیستم راهنما طراحی شده است. این مفهوم در زمینه‌های مختلف مکانیکی و مهندسی برای ایجاد تحرک و انعطاف‌پذیری در موقعیت یا حمل و نقل تجهیزات یا مواد استفاده می‌شود).
در حین کار، طول شلنگ میتواند نزدیک به 10 درصد تغییر کند. شلنگ‌هایی که بیش از حد طولانی هستند در نهایت به قسمت دیگر دستگاه ساییده می‌شوند. حتی اگر در نصب اولیه سیستم از طول مناسب استفاده شده باشد، شلنگ ممکن است به طور “جادویی” در طول چندین سال افزایش یابد!!! این مورد معمولاً به این دلیل رخ می‌دهد که پرسنل تعمیر و نگهداری هر بار که شلنگ را تعویض می‌کنند ممکن است کمی طولانی‌تر برش می‌زنند.
شلنگی که بیش از حد طولانی باشد، زودتر از موعد از کار می‌افتد و باعث از دست رفتن قابل توجه روغن از مخزن می‌شود. اگر نمی‌توان از مالش شلنگ جلوگیری کرد، یک آستین یا پوشش محافظ باید نصب شود. بسیاری از شرکت ها آستین‌هایی می سازند که می‌توان آنها را با قرقره خریداری کرد. برای جلوگیری از اتلاف قابل‌توجه روغن از مخزن، مطمئن شوید که سوئیچ سطح درست زیر پایین‌ترین سطحی که روغن هنگام باز کردن سیلندرها به آن می‌رسد، تنظیم شود.
یکی دیگر از دلایل نشتی، بستن نامناسب است. در بسیاری از مواقع از نوع نادرست گیره استفاده می‌شود. برخی گیره‌ها برای جلوگیری از حرکت خطوط در هنگام شروع و توقف سریع جریان روغن در خط طراحی نشده‌اند. گیره‌هایی که به طور خاص برای لوله‌ها و لوله‌های هیدرولیک ساخته شده‌اند باید در این موارد استفاده شوند و تقریباً هر 5 فوت فاصله داشته باشند. یک گیره نیز باید در فاصله 6 اینچی از محل ختم لوله نصب شود. گیره‌ها باید به صورت دوره‌ای سفت شوند، زیرا پیچ و مهره‌هایی که هر نیمه را به هم وصل می‌کنند می‌توانند در طی یک دوره زمانی شل شوند. برای جلوگیری از شل شدن پایه گیره باید آن را به تیر جوش (نه پیچ و مهره) کرد.
پمپ‌ها و موتورهای هیدرولیک اغلب در مهر و موم شفت نشت می‌کنند. آب‌بندی شفت در پمپ‌های تک جهته معمولاً 10 psi است. آب بند شفت در موتورهای هیدرولیک که دارای خطوط تخلیه خارجی هستند معمولاً از 25 تا 50 psi درجه‌بندی می‌شوند. خطوط تخلیه پمپ‌ها و موتورها باید مستقیماً به مخزن بازگردند. فیلترها و خنک‌کننده‌ها اغلب در خطوط برگشت قرار می‌گیرند و با بازگشت روغن به مخزن مقداری فشار معکوس ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، نوسانات با جریان بالا در خط برگشت میتواند باعث شود که فشار از درجه‌بندی مهر و موم شفت بیشتر شود.
دماهای بالا
اکثر سیستم‌های هیدرولیک برای کار در دمای 120 درجه فارنهایت (حدود 50 درجه سانتی‌گراد) و حداکثر دمای 140 درجه فارنهایت (60 درجه سانتی‌گراد) طراحی شده‌اند. دمای بالای روغن میتواند مشکلات مختلفی را در یک سیستم ایجاد کند که یکی از آنها نشتی است. در دماهای بالا، حلقه‌های O تمایل به صاف شدن، سوراخ شدن و نشت دارند. شایع‌ترین علت گرما در یک سیستم هیدرولیک تنظیمات نامناسب فشار است. هنگامی که یک مشکل هیدرولیک رخ می‌دهد، معمولاً هر دستگیره در سیستم چرخانده می‌شود. اولین تنظیم معمولاً روی جبران‌کننده پمپ انجام می‌شود. هنگامی که به تنظیمات جبران‌کننده انجام شده و هیچ حجمی در سیستم مورد نیاز نباشد، پمپ تخلیه شده و روغن کافی برای حفظ تنظیمات جبران‌کننده را تحویل می‌دهد. اگر این تنظیم بالای شیر تسکین سیستم انجام شود، حجم پمپ به جای کاهش سرعت جریان از طریق شیر تخلیه به مخزن باز می‌گردد. این امر باعث می‌شود دما به بالای 140 درجه برسد و در نتیجه باعث خرابی حلقه O و همچنین نشتی پمپ، موتور و سیلندر می‌شود.
شوک و افزایش فشار
همانطور که قبلا ذکر شد، شلنگ‌ها می‌توانند مقداری از شوک ایجاد شده در یک سیستم هیدرولیک را جذب کنند. دو وسیله دیگر که معمولاً برای کاهش شوک استفاده می‌شوند، شیرهای تسکین‌دهنده و آکومولاتورها هستند. رایج‌ترین مشکل شیرهای کمکی این است که فشار فنر معمولاً خیلی زیاد است. عامل تسکین سیستم معمولاً در نزدیکی پمپ هیدرولیک قرار دارد و در صورت استفاده از پمپ جابجایی ثابت باید 200 psi بالاتر از حداکثر فشار کاری تنظیم شود. در صورت استفاده از شیر تخلیه با پمپ جبران‌کننده فشار، تنظیم 250 psi بالاتر از تنظیم جبران‌کننده مناسب است. هنگامی که به درستی تنظیم شود، قرقره کمکی برای لحظه‌ای باز شده و سیال تحت فشار را به مخزن می‌ریزد.
شیرهای تسکین متقاطع معمولاً روی درایوهای موتور هیدرولیک جرثقیل و درایوهای تخلیه‌کننده و واشر یافت می‌شوند. هنگامی که بار شروع به حرکت می‌کند این دریچه‌ها به طور لحظه‌ای باز می‌شوند و در هنگام توقف بار سرعت را کاهش می‌دهند. هنگامی که روغن در ابتدا برای هدایت بار منتقل می‌شود، یک افزایش فشار اولیه رخ می‌دهد. در مورد فیدرول و دبارکر افزایش فشار با وارد شدن چوب یا تخته ایجاد می‌شود. تسکین بین پورت باید به گونه‌ای تنظیم شود که وقتی افزایش فشار تقریباً 400 psi بالاتر از مقدار مورد نیاز رود، باز شود. تنظیم نادرست نه تنها منجر به نشتی در اتصالات سیستم می‌شود، بلکه میتواند به موتور، ماشین و سایر اجزای سیستم نیز آسیب برساند.
آکومولاتورها دستگاه‌های بسیار خوبی برای جذب ضربه در سیستم‌های هیدرولیک هستند. هنگامی که از یک آکومولاتور برای جذب شوک استفاده می‌شود، چند دستورالعمل اساسی وجود دارد که باید رعایت شود. به عنوان مثال، باید از یک باتری کوچک (معمولاً 1 گالن یا کوچکتر) استفاده کنید و آن را تا حد امکان نزدیک به محل وقوع شوک نصب کنید. همچنین، مطمئن شوید که باتری را از قبل با نیتروژن خشک تقریباً 100 psi زیر فشار لازم برای جابجایی حداکثر بار شارژ کنید.
کیس استادی
برای درک بهتر موارد بالا اکنون به پاسخ پرسشی فرضی از یک کاربر فرضی می‌پردازیم:
” اخیرا وقتی از روغن جدیدتر و بهتری در دستگاه استفاده کردیم، آب‌بندی‌ها شروع به نشت کردند. مشخص شد که روغن موجود در سیلندر به زباله‌های فلزی آلوده شده است. آیا روغن جدید مقصر است یا مشکلی در سیلندر پیستون وجود دارد؟”
هزینه‌های مربوط به نشت‌های غیرمنتظره اغلب به اندازه‌ای است که شما را وادار می‌کند چندین عنصر عملیات خود را دوباره ارزیابی کنید. بر اساس اطلاعات ارائه شده، به نظر می‌رسد مشکل این کاربر فرضی آب‌بندی و سیلندرهای پیستونی یک سیستم هیدرولیک یا یک کمپرسور رفت و برگشتی بزرگ باشد. پاسخ به این سوال این است که هر دو موضوع می‌توانند به همراه فهرستی از عوامل دیگر در نشت مهر و موم نقش داشته باشند. در هر صورت، تجزیه و تحلیل برای یافتن علت ریشه‌ای باید انجام شود تا به تعیین منبع مشکل کمک کند. برای کمک به کاهش مشکل نشت آب‌بند و انتخاب بهترین راه حل، ابتدا باید نوع آب‌بندی مورد استفاده را در نظر بگیرید. چهار نوع آب‌بندی اصلی وجود دارد: آب‌بند استاتیک (واشر و حلقه های O)، آب‌بند تماسی دوّار دینامیکی (درزگیرهای لبه و مهر و موم‌های مکانیکی انتهایی)، مهر و موم‌های چرخشی غیر تماسی پویا (درزگیرهای لابیرنت) و آب‌بند‌های تماسی رفت و برگشتی پویا (حلقه‌های پیستون و بسته‌بندی‌های میله‌ای).
هدف از آب‌بندی این است که در عین نگه داشتن روان‌کننده‌ها از ورود آلودگی نیز جلوگیری شود. آب‌بندی‌های رفت و برگشتی پویا سعی می‌کنند در برابر یک سطح فلزی کشویی آب‌بندی کنند. با هر ضربه، روغن سیستم را ترک می‌کند و آلاینده‌ها دوباره به داخل کشیده می‌شوند، بنابراین تعیین علت خرابی آب‌بند اغلب دشوار و حتی سخت‌تر از بین بردن آن است.
عوامل زیادی وجود دارد که می تواند بر آب‌بندی تاثیر بگذارد از جمله روان‌کننده، دما، فشار، سرعت شفت و ناهماهنگی. بیشتر مهر و موم‌های روغن معمولی برای کاربردهای کم فشار طراحی شده‌اند. مهر و موم‌ها همچنین باید به طور مداوم با یک روان‌کننده با عملکرد بالا که دارای ویسکوزیته مناسب و سازگار با مواد مهر و موم است، روغن‌کاری شوند. هم دمای روغن و هم محیط باید ارزیابی شوند، زیرا محدوده دما نمی‌تواند از محدوده الاستومر آب‌بند تجاوز کند. علاوه بر این، اگر شفت و سوراخ ناهمتراز باشند، باعث می‌شود که سایش در یک طرف آب‌بندی متمرکز شود. با این حال، هنگام انتخاب یک آب بند، سرعت شفت یکی از مهمترین عوامل است و بر همه عوامل دیگر غالب است.
کلام آخر
به یاد داشته باشید، هر زمان که روغن در یک سیستم نشت داشته باشد، دلیلی برای آن وجود دارد. در این شرایط کل سیستم باید تجزیه و تحلیل شود تا مشکل نشت شناسایی شود. شرکت‌ها سالانه هزاران دلار را هدر می‌دهند زیرا نشت روغن به عنوان یک مسئله عادی پذیرفته شده است. پرسنل تعمیر و نگهداری باید در مورد روش‌های مناسب لوله کشی، بستن و نصب شلنگ آموزش ببینند.
منابع
- Smiley, A. (2016) Are oil leaks costing you money? https://www.machinerylubrication.com/Read/30380/oil-leaks-costing.
- Corporation, N. (2015) Can new oil cause seal leaks? | Machinery lubrication. https://www.machinerylubrication.com/Read/30013/oil-seal-leaks.
سوالات متداول
بیشتر نشت‌ها به دلیل سایش در امتداد سطوح تجهیزات هیدرولیک رخ می‌دهد. با این حال، نشتی میتواند ناشی از طراحی ضعیف، انتخاب تجهیزات نامناسب و مسائل کنترل کیفیت در طول تولید باشند.
علل شایع عبارتند از:
- سایش سطح: اصطکاک و سایش باعث آسیب تدریجی می‌شود.
- طراحی ضعیف: آب‌بندی یا اتصالات نامناسب.
- انتخاب تجهیزات نامناسب: استفاده از قطعاتی که برای کاربرد مناسب نیستند.
- عیوب ساخت: کنترل کیفیت ضعیف در حین تولید.
- دماسنج مادون قرمز: برای اندازه‌گیری دمای تجهیزات به طور محتاطانه مفید است. دمای غیرعادی (مثلاً در شیرهای تخلیه) ممکن است نشان‌دهنده نشتی باشد.
- تشخیص اولتراسونیک: نشتی داخلی را مشخص می‌کند اما مقدار نشتی را تعیین نمی‌کند.
- رنگ ها در زیر نور سیاه: این رنگ‌ها نشت‌های خارجی را نشان می‌دهند. رنگ با روغن فلورسانس مخلوط شده و به شناسایی منابع نشت کمک می‌کند.
- کاهش عملکرد: نشت بر کارایی سیستم تأثیر می‌گذارد.
- غیر قابل اعتماد بودن: ممکن است اجزا به طور غیرمنتظره ای از کار بیفتند.
- افزایش دمای کاری: نشتی به تجمع گرما کمک می‌کند.
- مصرف انرژی: باعث هدر رفتن انرژی می‌شود.
- هزینه‌های نگهداری: تعمیرات و تعویض سیالات هزینه‌ها را اضافه می‌کند.
- روغن مناسب انتخاب کنید: توصیه‌های سازنده را برای ویسکوزیته دنبال کنید.
- دمای مناسب را حفظ کنید: اطمینان حاصل کنید که روغن ویسکوزیته مورد نظر را حفظ می‌کند.
- به طور منظم بازرسی کنید: به دنبال علائم نشت باشید.
- فوراً نشت را برطرف کنید: برای جلوگیری از آسیب بیشتر نشتی را برطرف کنید.
