نشانه های اختلال در سیستم های هیدرولیك

سیستم های هیدرولیک و نشانه های معمول خرابی آن

در یک برنامه تعمیرات کنش گرایانه (Proactive) تاکید فراوانی بر روی تشخیص علل خرابی و روش های اصلاحی تجهیزات می شود.

سه نشانه عمده خرابی سیستم که در سیستم های هیدرولیک به سادگی قابل تشخیص می باشند عبارتند از: صداهای غیر معمول، درجه حرارت بالای سیال هیدرولیک، پاسخ کند سیستم هیدرولیک.

صداهای غیر معمول

ایجاد صداهای غیر معمول در سیستم هیدرولیک به دو دلیل اصلی یعنی ورود هوا به سیکل هیدرولیک و پدیده کاویتاسیون اتفاق می افتد.

وجود هوا در سیال هیدرولیک، هنگام چرخش سیال در مدار آن، باعث ایجاد صداهای نامعمول و تقه ای در هنگام متراکم شدن و تخلیه فشار سیال می شود.

هم چنین وجود هوا در سیال هیدرولیک، پیامدهای دیگری از جمله کف کردن سیال و حرکات غیر معمول عمل کننده (actuator) را در پی خواهد داشت.

هوا در سیستم هیدرولیک باعث تسریع در تجزیه سیال شده و از طریق روانکاری نامناسب و گرم شدن بیش از حد و از بین رفتن آب بندها بر تجهیزات مدار هیدرولیک صدمه وارد می کند.

هوای موجود در سیستم هیدرولیک معمولاً از راه مجاری ورودی پمپ وارد مدار هیدرولیک می شوند. به همین دلیل این مسئله بسیار مهم است که همواره نحوه اتصالات ورودی پمپ در شرایط مطلوب باشد.

خطوط ورودی پمپ ها که در آن از لوله های انعطاف پذیر پلیمری استفاده شده است به دلیل گذشت زمان متخلخل می شوند، از این رو بایستی نسبت به تعویض و یا بررسی بیشتر آنها اقدام شود.

پایین بودن سطح سیال در مخزن نگهداری سیال هیدرولیک باعث توسعه جریان گردابی و ورود هوا به خطوط ارتباطی به پمپ ها می شود، لذا ضروری است بصورت متناوب، سطح سیال در مخزن سیال هیدرولیک نیز کنترل شود.

هم چنین احتمال ورود هوا از طریق آب بندهای شفت (shaft seal) پمپ های هیدرولیک نیز در مدار هیدرولیک منتفی نیست.

اصولاً پدیده کاویتاسیون در یک مدار هیدرولیک هنگامی اتفاق می افتد که میزان سیال مورد نیاز برای هر قسمت از مقداری که برای آن تامین می گردد بیشتر باشد. این مساله باعث می شود که فشار مطلق سیال در ناحیه پایین دست به زیر فشار بخار سیال هیدرولیک کاهش یابد که در نهایت باعث تشکیل بخارات سیال می شود، در عین حال وجود بخارات سیال، بعد از متراکم شدن آن باعث ایجاد صداهای شدید و ضربه های تقه ای می شود.

نتایج پدیده کاویتاسیون برای سیستم های هیدرولیک بسیار جدی است. زیرا که کاویتاسیون باعث ساییدگی فلزات می شود که به تبع آن تخریب و صدمه اجزا سیستم هیدرولیک و آلودگی سیال به ذرات فلزی را بدنبال دارد.

هر چند امکان وقوع پدیده کاویتاسیون در تمام نقاط سیستم هیدرولیک وجود دارد، لیکن شایع ترین محل وقوع آن ورودی پمپ است. از آنجا که هر گونه انسداد در مسیر ورودی پمپ ها همچون مسدود شدن فیلترها و یا موانع دیگر باعث بخار شدن سیالات خواهد شد، لذا بازبینی فیلترها همواره ضروری است.

نکته قابل توجه دیگر اینکه در صورت کاربرد شیرهای دروازه ای (Gate Valve) ، در ورودی پمپ ها، شیر بایستی کاملاً باز باشد.

درجه حرارت بالای سیال هیدرولیک

درجه حرارت های بالای ۸۰۰c سیال در سیستم های هیدرولیک، باعث ایجاد صدمه به آب بندها و تسریع در تخریب شیمیایی سیال هیدرولیک می شود. بدین معنی که در همه حالات بایستی از افزایش درجه حرارت بالای ۸۰۰c جلوگیری کرد. درغیر این صورت افزایش درجه حرارت سیال هیدرولیک باعث کاهش ویسکوزیته سیال خواهد شد که تبعات مربوطه را بدنبال خواهد داشت.

به طور معمول افزایش درجه حرارت سیال ناشی از کاهش ظرفیت انتقال حرارت سیستم و یا افزایش بار حرارتی سیستم می باشد. تبادل حرارت در مدار هیدرولیک عموماً از طریق مخازن ذخیره روغن با محیط صورت می گیرد، از این رو کنترل سطح سیال در مخزن و اطمینان از عدم وجود موانعی بر سر راه جریان هوا در اطراف آن ضروری است. هم چنین برای

سیستم های دارای خنک کننده سیال، کنترل دبی جریان سیال و هوا یا آب خنک کن لازم می باشد.

هنگامی که سیال از نقطه ای با فشار بالا به نقطه ای دیگر با فشار پایین در جریان است، بدون اینکه کار مفیدی انجام دهد باعث ایجاد افت فشار خواهد شد. افت فشار ایجاد شده باعث افزایش درجه حرارت خواهد شد، لذا وجود هر گونه نشتی داخلی در قطعات سیستم از طریق ایجاد افت فشار باعث افزایش درجه حرارت سیال خواهد شد.

این مسئله می تواند از نشتی جزیی سیال با فشار بالا، از آب بندهای پیستون یک پمپ هیدرولیک و یا تنظیم نامناسب یک شیر کنترل فشار ناشی شود، لذا همواره بایستی در صدد پیدا کردن منابع تولید حرارت در سیستم بود.

وجود هوا در مدار هیدرولیک علاوه بر ایجاد آسیب های مربوطه، باعث ایجاد درجه حرارت نیز خواهد شد، بدین ترتیب که هنگام تراکم سیال در پمپ، هوای موجود در سیال باعث ایجاد حرارت خواهد شد که در نهایت افزایش حرارت توده سیال را در پی خواهد داشت.

پاسخ کند سیستم هیدرولیک

کاهش راندمان سیستم هیدرولیک، اولین نشانه کارکرد نامناسب سیستم است. عمده ترین این علامت ها افزایش زمان هر سیکل سیستم و یا پاسخ کند مدار هیدرولیک است.

نکته مهم این که در یک سیکل هیدرولیک، جریان سیال، تعیین کننده سرعت مکانیسم عمل کننده (actuator) است، بنابراین هر گونه کاهش در سرعت مکانیسم عمل کننده، نشان دهنده کاهش جریان سیال خواهد بود. کاهش حجم سیال در مسیر سیکل هیدرولیک می تواند ناشی از نشتی های داخلی و یا خارجی باشد.

معمولاً نشتی های خارجی واضح و قابل برطرف کردن هستند، اما نشتی های داخلی که ممکن است در پمپ، شیرها و یا مکانیسم عمل کننده باشد، توسط X-RAY قابل تشخیص هستند.

همان طور که گفته شد نشتی های داخلی باعث ایجاد افت فشار و افزایش درجه حرارت می شوند. بنابراین استفاده از ابزاری مانند دماسنج مادون قرمز برای یافتن نشتی داخلی در قطعات، کارآمد خواهد بود.

استفاده از این روش در تمام موارد، روشی مناسب و پاسخگو نیست.

در یک جمع بندی کلی می توان گفت: کلیه موارد یاد شده به عنوان نشانه های کارکرد نامناسب سیستم هیدرولیک در ارتباط با یکدیگر هستند، بدین معنی که نشتی داخلی باعث افزایش درجه حرارت می شود و با افزایش درجه حرارت، ویسکوزیته سیال کاهش می یابد و به تبع آن مقادیر نشتی افزایش یافته و با افزایش آن، درجه حرارت سیال بیشتر می شود و این سیکل ادامه می یابد.