Какое гидравлическое масло использовать в гидроагрегате?

Что такое гидравлическое масло и почему важен правильный выбор

Гидравлическое масло — это минеральная или синтетическая жидкость, которая передает мощность, смазывает внутренние компоненты и рассеивает тепло внутри гидравлической системы. В гидравлический силовой агрегат , это не пассивная среда — это рабочее вещество, которое определяет, насколько эффективно генерируется усилие, как долго служат уплотнения и насосы и насколько надежно работает вся система под нагрузкой.

Краткий ответ на вопрос «какое гидравлическое масло мне следует использовать» зависит от трех факторов: класса вязкости, требуемого для вашего насоса, диапазона рабочих температур вашего применения и совместимости пакета присадок с вашими уплотнениями и металлами. Сделайте это правильно, и гидравлический силовой агрегат будет работать без сбоев в течение тысяч часов. Если вы сделаете это неправильно, вы столкнетесь с кавитацией, вздутием уплотнений и преждевременным выходом насоса из строя.

Основные виды гидравлического масла и что они содержат

Большинство гидравлических масел относятся к одной из четырех категорий. Каждый имеет определенный состав, рассчитанный на разные условия эксплуатации.

Гидравлическое масло на минеральной основе (HL, HM, HV)

Эти жидкости, полученные из сырой нефти, наиболее часто используются в стандартных гидравлических силовых установках. Марки ISO HL (ингибиторы ржавчины и окисления), HM (добавление противоизносных присадок) и HV (высокий индекс вязкости для широкого диапазона температур) охватывают большинство промышленных и мобильных применений. ХМ46 и HM68 являются одними из наиболее широко используемых марок во всем мире.

Синтетическое гидравлическое масло (HFDU, на основе ПАО)

Синтетические жидкости на основе полиальфаолефинов (ПАО) и сложных эфиров имеют более широкий диапазон рабочих температур, обычно от −40°С до 120°С по сравнению с практическим диапазоном температур минерального масла примерно от -20°C до 90°C. Они используются в гидравлических силовых агрегатах, работающих в условиях сильного холода (наружное оборудование в северном климате) или в системах с непрерывным высоким циклом, где существует проблема термического разложения.

Огнестойкие гидравлические жидкости (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Используется на литейных заводах, в операциях литья под давлением и в подземных горных работах, где утечки вблизи источников возгорания создают опасность пожара. Водно-гликолевые жидкости (HFC) широко распространены и обычно работают при содержание воды 35–50% , что снижает смазывающую способность, поэтому номинальное давление насоса должно быть соответствующим образом снижено.

Биоразлагаемое гидравлическое масло (HETG, HEPG, HEES)

Жидкости на основе растительного масла (HETG) и синтетических эфиров (HEES) необходимы в экологически чувствительных областях — лесозаготовительной технике, морском палубном оборудовании, сельском хозяйстве вблизи водных путей. Жидкости HEES обычно обладают лучшей устойчивостью к окислению, чем HETG, и более совместимы со стандартными уплотнительными материалами.

Объяснение классов вязкости — что означают цифры

Числа ISO VG (класс вязкости) представляют кинематическую вязкость жидкости в сантистоксах (сСт) при 40°C. Ниже перечислены распространенные марки, используемые в гидравлических силовых агрегатах:

VG 46 является выбором по умолчанию для большинства гидравлических силовых агрегатов. работа при температуре окружающей среды от 20°C до 50°C. Если система постоянно охлаждается, уменьшите значение до VG 32. Если система работает при более высокой температуре или при более высоком постоянном давлении (выше 250 бар), увеличьте значение до VG 68.

Ключевые свойства, определяющие эксплуатационные характеристики масла в гидравлической силовой установке

Класс вязкости является отправной точкой, но некоторые другие свойства напрямую влияют на поведение масла внутри насоса, блока клапанов и приводов гидравлического силового агрегата.

• Индекс вязкости (VI): Измеряет, насколько вязкость меняется с температурой. Более высокий индекс VI означает более стабильную работу при перепадах температур. Стандартные минеральные масла HM имеют индекс VI 95–105. Высоковольтные масла и синтетика достигают VI 150 .
• Противоизносные (AW) присадки: Диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP) является наиболее распространенным. Образует защитную пленку на лопатках насоса, зубьях шестерен и тапках поршня. Необходим для лопастных и шестеренных насосов, работающих при давлении выше 100 бар.
• Устойчивость к окислению: Гидравлическое масло разлагается в результате окисления, образуя осадок и кислоты. Качественные масла HM имеют срок службы окисления 2000–4000 часов при стандартных рабочих циклах. Синтетика увеличивает этот срок до 8000 часов.
• Деэмульгирующая способность: Способность масла отделяться от водных загрязнений. Плохая деэмульгирующая способность приводит к эмульгированию, которое разрушает масляную пленку и ускоряет коррозию внутри резервуара гидроагрегата.
• Воздухоотделение и устойчивость к пенообразованию: Захваченный воздух вызывает кавитацию. Гидравлическое масло должно быстро выделять растворенный воздух — хорошее испытательное значение составляет менее 5 минут времени выделения воздуха при 50°C согласно ISO 9120.

Как подобрать гидравлическое масло к типу насоса гидравлического агрегата

Различные конструкции насосов предъявляют разные требования к гидравлической жидкости. Использование неправильного типа масла для насоса может привести к тому, что скорость износа будет намного превышать расчетные показатели.

Шестеренчатые насосы

Шестеренчатые насосы устойчивы к широкому спектру гидравлических масел. HM46 — стандартная рекомендация. Они могут выдерживать несколько более высокие уровни загрязнения, чем лопастные или поршневые насосы, но все же рекомендуется поддерживать чистоту по стандарту ISO 4406, класс 18/16/13 или выше.

Лопастные насосы

Лопастные насосы наиболее чувствительны к качеству масла. Они требуют хорошая защита от износа потому что кончики лопастей упираются в кулачковое кольцо под действием пружины и центробежной силы. Некоторые производители лопастных насосов (например, Vickers/Eaton) указывают жидкости, соответствующие их собственным испытаниям на противоизносность (тест Vickers 35VQ25), а не только классификации ISO.

Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы высокого давления (работающие при 250–450 бар) в гидроагрегатах, используемых в прессах, литьевых машинах и мобильных кранах, требуют превосходной смазывающей способности и чистоты. Целевой код чистоты ISO 4406 14.16.11 или лучше. ХВ46 или HV68 обычно используются для обработки колебаний температуры в мобильных приложениях.

Загрязнение: настоящая причина большинства отказов гидравлического масла

Исследования крупнейших производителей гидравлических компонентов неизменно показывают, что более 70% отказов гидравлической системы вызваны загрязнением жидкости, а не только разложением масла. Загрязнение проявляется в трех формах:

• Загрязнение частицами: Металлические частицы износа, литейный песок, сварочные брызги и грязь, попавшие через сапуны или уплотнения штока цилиндра. Контролируется обратной и автономной фильтрацией с использованием абсолютных фильтров размером 10 микрон или более тонкой.
• Загрязнение воды: Конденсация в резервуарах с большими температурными циклами или внешнее проникновение. Содержание воды выше 0,1% начинает снижать несущую способность масла и способствует росту бактерий в биоразлагаемых жидкостях. Монитор с титрованием по Карлу Фишеру.
• Химическое загрязнение: Смешивание несовместимых гидравлических жидкостей — например, добавление безцинкового (беззольного) масла в систему, содержащую масло AW на основе цинка, — может вызвать выпадение осадков из присадок и засорение фильтра в течение нескольких часов.

При замене типа или марки масла в существующей гидравлической силовой установке всегда промывайте систему минеральным маслом низкой вязкости и полностью сливайте ее перед заправкой. Очистка резервуара между заменами масла не является обязательной — она немедленно удаляет осадок, загрязняющий свежее масло.

Интервалы замены масла и мониторинг состояния

Замена гидравлического масла по фиксированному графику, независимо от фактического состояния, приводит к перерасходу масла и риску либо чрезмерного расхода испорченной жидкости, либо выброса годного к использованию масла. Управление маслом в зависимости от состояния является лучшим подходом для гидравлических силовых агрегатов, находящихся в непрерывном промышленном использовании.

Типичные интервалы замены минерального масла HM в хорошо обслуживаемой гидравлической силовой установке составляют:

• Легкий режим работы, контролируемая среда: 2000–4000 часов
• Средний режим работы, умеренная температурная цикличность: 1000–2000 часов
• Высокие нагрузки, повышенная температура или воздействие загрязнений: 500–1000 часов

Показатели состояния, которые необходимо проверить во время планового отбора проб масла, включают: вязкость при 40°C (отклонение ±10 % от значений, определяемых для нового масла), кислотное число (кислотное число (TAN) выше 2,0 мг КОН/г для минерального масла указывает на окисление), содержание воды (выше 0,1 % требует немедленных действий) и количество частиц в соответствии с ISO 4406.

Практическое руководство по выбору: какое гидравлическое масло использовать

Если в руководстве производителя вашего гидроагрегата указан тип и вязкость масла, точно следуйте ему. Эта спецификация учитывает зазоры насоса, материалы уплотнений и давление в системе. Если руководство недоступно или дает только широкий диапазон, используйте следующий путь решения:

1. Определите тип вашего насоса (шестеренчатый, лопастной, поршневой) и его максимальное рабочее давление.
2. Определите свой нормальный диапазон рабочих температур в резервуаре.
3. Если температура окружающей среды стабильная и умеренная (15–45 °C): используйте HM46 для шестеренных и лопастных насосов, ХМ68 для поршневых насосов высокого давления.
4. Если температура окружающей среды сильно колеблется или устройство мобильно: используйте HV46 из-за более высокого индекса вязкости.
5. Если область применения вблизи воды или в экологически чувствительных зонах: используйте биоразлагаемую синтетическую эфирную жидкость HEES соответствующего класса вязкости.
6. Если существует риск возгорания: проконсультируйтесь с производителем насоса по поводу утвержденных типов огнестойких жидкостей и примените соответствующее снижение номинального давления.

Никогда не смешивайте марки или типы гидравлического масла без подтверждения совместимости присадок обоих производителей. Даже два масла HM46 от разных поставщиков могут содержать несовместимые химические присадки.