Jaký hydraulický olej použít v hydraulické pohonné jednotce?

Co je to hydraulický olej – a proč na výběru toho správného záleží

Hydraulický olej je minerální nebo syntetická kapalina, která přenáší výkon, maže vnitřní součásti a odvádí teplo uvnitř hydraulického systému. V a hydraulická pohonná jednotka není pasivním médiem — je to pracovní látka, která určuje, jak efektivně je generována síla, jak dlouho vydrží těsnění a čerpadla a jak spolehlivě celý systém funguje při zatížení.

Krátká odpověď na otázku „jaký hydraulický olej bych měl použít“ závisí na třech faktorech: stupeň viskozity požadovaný vaším čerpadlem, rozsah provozních teplot vaší aplikace a kompatibilita balíčku aditiv s vašimi těsněními a kovy. Udělejte to správně a hydraulická pohonná jednotka poběží čistě tisíce hodin. Nechte je špatně a budete čelit kavitaci, bobtnání těsnění a předčasnému selhání čerpadla.

Hlavní typy hydraulických olejů a co obsahují

Většina hydraulických olejů spadá do jedné ze čtyř kategorií. Každý má specifické složení určené pro různé provozní podmínky.

Hydraulický olej na minerální bázi (HL, HM, HV)

Tyto kapaliny jsou rafinované ze surové ropy a jsou nejběžnějšími kapalinami používanými ve standardních hydraulických pohonných jednotkách. ISO třídy HL (inhibitory koroze a oxidace), HM (přidané přísady proti opotřebení) a HV (vysoký viskozitní index pro široký rozsah teplot) pokrývají většinu průmyslových a mobilních aplikací. HM46 a HM68 patří mezi celosvětově nejrozšířenější druhy.

Syntetický hydraulický olej (HFDU, na bázi PAO)

Syntetické kapaliny na bázi polyalfaolefinů (PAO) a esterů nabízejí obvykle širší rozsah provozních teplot −40 °C až 120 °C ve srovnání s praktickým rozsahem minerálního oleje zhruba -20 °C až 90 °C. Používají se v hydraulických pohonných jednotkách provozovaných v extrémních mrazech (venkovní zařízení v severském klimatu) nebo v aplikacích s nepřetržitým vysokým cyklem, kde je problémem tepelná degradace.

Ohnivzdorné hydraulické kapaliny (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Používá se ve slévárnách, tlakovém lití a podzemní těžbě, kde úniky v blízkosti zdrojů vznícení vytvářejí riziko požáru. Tekutiny voda-glykol (HFC) jsou běžné a typicky běží na Obsah vody 35–50 %. , což snižuje mazivost – proto je třeba odpovídajícím způsobem snížit jmenovitý tlak čerpadla.

Biologicky odbouratelný hydraulický olej (HETG, HEPG, HEES)

Kapaliny z rostlinných olejů (HETG) a syntetických esterů (HEES) jsou vyžadovány v oblastech citlivých na životní prostředí – lesní stroje, vybavení námořní paluby, zemědělství v blízkosti vodních toků. Kapaliny HEES obecně nabízejí lepší oxidační stabilitu než HETG a jsou lépe kompatibilní se standardními těsnicími materiály.

Vysvětlení stupňů viskozity — Co znamenají čísla

Čísla ISO VG (Viscosity Grade) představují kinematickou viskozitu kapaliny v centistoke (cSt) při 40 °C. Běžné třídy používané v hydraulických pohonných jednotkách jsou uvedeny níže:

VG 46 je výchozí volbou pro většinu hydraulických pohonných jednotek při okolní teplotě 20°C až 50°C. Pokud je systém stále chladnější, přejděte na VG 32. Pokud běží tepleji nebo při vyšším trvalém tlaku (nad 250 barů), přejděte na VG 68.

Klíčové vlastnosti, které určují výkon oleje v hydraulické pohonné jednotce

Výchozím bodem je stupeň viskozity, ale několik dalších vlastností přímo ovlivňuje chování oleje uvnitř čerpadla, ventilového bloku a pohonů hydraulické pohonné jednotky.

• Viskozitní index (VI): Měří, jak moc se mění viskozita s teplotou. Vyšší VI znamená stabilnější výkon napříč teplotními výkyvy. Standardní minerální oleje HM se pohybují kolem VI 95–105. HV oleje a syntetika dosahují VI 150 .
• Přísady proti opotřebení (AW): Nejběžnější je dialkyldithiofosfát zinečnatý (ZDDP). Vytváří obětní film na lopatkách čerpadla, zubech ozubených kol a pístových kluzných prvcích. Nezbytné pro lopatková a zubová čerpadla pracující nad 100 bar.
• Oxidační stabilita: Hydraulický olej degraduje oxidací, tvoří se kal a kyseliny. Kvalitní HM oleje mají oxidační životnost 2 000–4 000 hodin ve standardních pracovních cyklech. Syntetika to prodlužuje na 8 000 hodin.
• Deemulgovatelnost: Schopnost oleje oddělit se od kontaminace vody. Špatná deemulgovatelnost vede k emulgaci, která ničí olejový film a urychluje korozi uvnitř nádrže hydraulické pohonné jednotky.
• Odolnost vůči uvolňování vzduchu a pěně: Unášený vzduch způsobuje kavitaci. Hydraulický olej by měl rychle uvolňovat rozpuštěný vzduch – dobrá hodnota testu je doba uvolňování vzduchu kratší než 5 minut při 50 °C podle ISO 9120.

Jak sladit hydraulický olej s typem čerpadla vaší hydraulické pohonné jednotky

Různé konstrukce čerpadel kladou různé požadavky na hydraulickou kapalinu. Použití nesprávného typu oleje pro čerpadlo může způsobit opotřebení daleko nad očekáváním konstrukce.

Zubová čerpadla

Zubová čerpadla jsou tolerantní k široké škále hydraulických olejů. HM46 je standardní doporučení. Dokážou zvládnout mírně vyšší úrovně znečištění než lamelová nebo pístová čerpadla, ale přesto se doporučuje čistota podle ISO 4406 třídy 18/16/13 nebo lepší.

Lopatková čerpadla

Na kvalitu oleje jsou nejcitlivější lamelová čerpadla. Vyžadují dobrá ochrana proti opotřebení protože hroty lopatek běží proti vačkovému kroužku pod pružinou a odstředivou silou. Někteří výrobci lamelových čerpadel (například Vickers/Eaton) specifikují kapaliny splňující jejich vlastní test proti opotřebení (test Vickers 35VQ25) spíše než pouze klasifikaci ISO.

Axiální pístová čerpadla

Vysokotlaká axiální pístová čerpadla (pracující při 250–450 barech) v hydraulických agregátech používaných pro lisy, vstřikování plastů a mobilní jeřáby vyžadují vynikající mazivost a čistotu. Cílový kód čistoty ISO 4406 16/14/11 nebo lepší. HV46 nebo HV68 je běžně specifikován pro zvládnutí teplotních změn v mobilních aplikacích.

Kontaminace: Skutečná příčina většiny selhání hydraulického oleje

Studie od hlavních výrobců hydraulických komponent to neustále ukazují více než 70 % poruch hydraulického systému jsou způsobeny spíše kontaminací kapaliny než samotnou degradací oleje. Kontaminace přichází ve třech formách:

• Kontaminace částicemi: Kovové otěrové částice, licí písek, rozstřiky ze svařování a nečistoty pronikající přes odvzdušňovače nebo těsnění tyče válců. Řízené zpětným vedením a offline filtrací, zaměřené na 10mikronové absolutní filtry nebo jemnější.
• Kontaminace vody: Kondenzace v nádržích s velkým tepelným cyklem nebo externím vstupem. Obsah vody nad 0,1 % začíná snižovat únosnost oleje a podporuje růst bakterií v biologicky odbouratelných kapalinách. Monitor s Karl Fischer titrací.
• Chemická kontaminace: Míchání nekompatibilních hydraulických kapalin – například přidání bezzinkového (bezpopelového) oleje do systému obsahujícího AW olej na bázi zinku – může způsobit vysrážení aditiv a ucpání filtru během několika hodin.

Při výměně typu nebo značky oleje ve stávající hydraulické pohonné jednotce vždy propláchněte systém minerálním olejem s nízkou viskozitou a před opětovným naplněním jej zcela vypusťte. Čištění nádrže mezi výměnami oleje není volitelné – okamžitě odstraňuje kal, který kontaminuje čerstvý olej.

Intervaly výměny oleje a sledování stavu

Výměna hydraulického oleje podle pevně stanoveného časového plánu bez ohledu na skutečný stav vede k plýtvání olejem a riskuje buď nadměrné namáhání degradované kapaliny nebo vyřazení použitelného oleje. Řízení oleje založené na podmínkách je lepší přístup pro hydraulické pohonné jednotky v nepřetržitém průmyslovém použití.

Jako základ jsou typické intervaly výměny oleje pro minerální olej HM v dobře udržované hydraulické pohonné jednotce:

• Lehký provoz, kontrolované prostředí: 2 000–4 000 hodin
• Střední zátěž, střední teplotní cykly: 1 000–2 000 hodin
• Vysoké zatížení, zvýšená teplota nebo vystavení kontaminaci: 500–1000 hodin

Mezi indikátory stavu, které se mají testovat během plánovaného vzorkování oleje, patří: viskozita při 40 °C (±10% odchylka od kontroly spouštění nového oleje), číslo kyselosti (TAN nad 2,0 mg KOH/g u minerálního oleje znamená oxidaci), obsah vody (nad 0,1 % vyžaduje okamžitou akci) a počet částic podle ISO 4406.

Praktický průvodce výběrem: Jaký hydraulický olej použít

Pokud návod výrobce vaší hydraulické pohonné jednotky specifikuje typ oleje a viskozitu – dodržujte je přesně. Tato specifikace zohledňuje vůle čerpadla, materiály těsnění a tlak v systému. Pokud není příručka k dispozici nebo poskytuje pouze široký rozsah, použijte tuto cestu rozhodování:

1. Zjistěte typ vašeho čerpadla (ozubené kolo, lopatka, píst) a jeho maximální provozní tlak.
2. Určete svůj normální rozsah provozní teploty v nádrži.
3. Pokud je okolní teplota stabilní a mírná (15°C–45°C): použijte HM46 pro zubová a lamelová čerpadla, HM68 pro vysokotlaká pístová čerpadla.
4. Pokud se okolní teplota výrazně mění nebo je jednotka mobilní: použijte HV46 pro jeho vyšší viskozitní index.
5. Pokud se aplikace nachází v blízkosti vody nebo ekologicky citlivých oblastí: použijte HEES syntetický ester biologicky odbouratelný fluid ve správném stupni viskozity.
6. Pokud existuje riziko požáru: konzultujte s výrobcem čerpadla schválené typy žáruvzdorných kapalin a použijte příslušné snížení tlaku.

Nikdy nemíchejte značky nebo typy hydraulických olejů bez potvrzení kompatibility aditiv s oběma výrobci. Dokonce i dva oleje HM46 od různých dodavatelů mohou obsahovat nekompatibilní aditivní chemii.