Jak předcházet poruchám v hydraulických´systémech stavebních strojů

Kvůli narůstajícím požadavkům na parametry moderních stavebních strojů se neustále zvyšuje výkonnost jejich hydraulických systémů. V současné době se pro stavební stroje používají přesněji vyráběné a kompaktnější součástky, než tomu bylo ještě před několika lety. Použitím nových komponentů automaticky stoupají také požadavky na čistotu hydraulických systémů. Průzkumy ukázaly, že přibližně 70 až 80 % všech poruch hydraulických komponentů je způsobeno zvýšeným znečištěním systémů. Poruchy se netýkají pouze klasických hydraulických komponentů, nýbrž postihují ve zvýšené míře také systémy zahrnující elektrohydraulické konstrukční díly. Jelikož k podobným jevům dochází stále častěji, stává se téma boje proti nečistotám mimo řádně aktuálním. Aktivní boj proti znečištění začíná již při výrobě hydraulických komponentů a zahrnuje celý proces od vývoje až po hotový výrobek. Podílí se na něm výrobce, prodejní a servisní organizace i uživatel stroje. Představuje trvalou snahu o zajištění minimální koncentrace částic v jednotlivých hydraulických systémech. Cílem je zamezit poruchám systémů, jejichž příčinou je silné znečištění částicemi, a tím také zabránit výpadkům strojů. V hydraulických systémech se mohou vyskytovat různé druhy znečištění. Znečišťující látky se vyskytují ve třech skupenstvích. Jde o látky plynné (např. bublinky vzduchu), kapalné (např. voda) a pevné. Pevné částice znečištění se dále dělí na extrémně tvrdé, tvrdé a měkké. Závažnost škod, které uvnitř hydraulických systémů mohou napáchat, je různá. V nových systémech často nalézáme velké znečišťující částice, které mohou být viditelné pouhým okem. Tyto částice se v průběhu první provozní doby neustále zmenšují a vylučují se filtračními systémy. Po určité provozní době jsou částice tak malé, že již nejsou pouhým okem rozeznatelné. Přesto jsou dostatečně velké k tomu, aby způsobily značné škody na komponentech hydraulických systémů. Kromě tvrdosti znečišťujících částic má na četnost výpadků zásadní vliv také jejich velikost a počet. V případě nových strojů a strojů po opravách platí, že u hydraulických systémů je míra znečištění mnohem nižší, pokud se proti němu aktivně bojuje. Při prvním uvedení hydraulického systému do provozu dochází v důsledku opotřebení otěrem k nárůstu znečištění částicemi, které vznikají obroušením hrubých výčnělků na povrchu. To je přirozený proces a nelze mu zabránit. Je-li však prvotní znečištění menší, pak se také výrazně sníží míra opotřebení. Částice cirkulující v hydraulickém systému poškozují povrch různými mechanismy opotřebení, k nimž patří abraze a eroze. V důsledku zmíněných procesů dochází jak ke změnám povrchů, tak i k únavě povrchů, což může v nejhorším případě vést k nefunkčnosti jednotlivých komponentů. Opotřebením se navíc tvoří stále více částic, které způsobují urychlení celého procesu. Probíhá zde jev podobný řetězové reakci. Jestliže se nezavedou opatření pro snížení míry znečištění, jako je prevence nebo výkonné filtrační systémy, nevyhnutelně k této řetězové reakci dochází. Velikost vůlí mezi pohyblivými částmi hydraulických systémů se stále zvětšuje a v důsledku toho se zvětšuje i množství prosakujícího oleje, což má opět za následek snížení účinnosti hydraulických systémů. Ovládací hrany se obrousí, čímž se sníží přesnost regulace systémů. Filtrační systémy integrované do hydraulických systémů by za běžného provozu měly být schopny udržovat znečištění částicemi pod kontrolou, a tím zabránit řetězové reakci opotřebení. Jestliže se však do systému neúmyslně zanese velké množství nečistot, nejsou již filtrační systémy schopny nečistoty odfiltrovat a škodlivý účinek se zesílí. To může vést k poškození a k časným výpadkům komponentů. Velké množství nečistot se v hydraulických systémech vyskytuje, popř. do nich vniká vlivem těchto činitelů nebo událostí: montáž a první uvedení do provozu, výměna oleje a filtru, vada komponentu (čerpadla, válce, regulační ventily atd.), vadná těsnění, vadná, popř. znečištěná odvětrání, oprava, renovace. POŽADOVANÉ FILTRAČNÍ JEDNOTKY A VÝKONY FILTRŮ Norma ISO 4406 určuje třídu znečištění (kód X/Y/Z) následujícím způsobem: X = počet částic větších než 4 ?m Y = počet částic větších než 6 ?m Z = počet částic větších než 14 ?m K celkem 28 ISO kódům pak norma přiřazuje počet částic na 100 ml kapaliny. Nehorší kvalitu (největší znečištění) má kód 28, nejčistší je kód 0 (max. jedna částice v objemu 100 ml). Například označení 20/18/15 říká, že ve vzorku 100 ml oleje se nachází 500 000 až 1 000 000 částic větších než 4 ?m, 130 000 až 250 000 částic větších než 6 ?m a 16 000 až 32 000 částic větších než 14 ?m. Výrobcem požadované čistoty systému lze dosáhnout pouze účinnými filtračními systémy, popř. filtry. Přiložená tabulka ukazuje přehled dosažitelné čistoty oleje podle ISO 4406 a pro ni požadované filtrační jednotky. POTŘEBNÁ DOBA FILTROVÁNÍ Počítání částic je nejlepší metodou ke stanovení stupně znečištění systému. Jakmile se znečištění sníží na minimálně předepsanou ISO třídu čistoty, mělo by se ukončit jemné filtrování. Pomocí přenosného počítače částic lze přímo na místě zjistit přesné informace o stavu oleje. Správné použití počítače částic při jemném filtrování se podrobně popisuje v publikacích pro různé typy zařízení. Kvalitní dodavatelé stavebních strojů mají k dispozici přenosné měřicí aparatury, stabilní laboratoře (kde vyhodnocují pravidelně odebírané vzorky provozních náplní) a v současné době je možné vidět i tzv. umělou ledvinu, neboli mobilní zařízení pro filtraci oleje. Alternativní metodou ke stanovení správné doby jemného filtrování je měření času. Jde sice o velmi paušální postup, ale nabízí jistou orientaci, když není k dispozici přístroj k počítání částic. Doporučení pro jemné filtrování . Při jemném filtrování musí veškerý olej protéci zařízením na jemné filtrování. Toho lze dosáhnout pouze tehdy, jestliže se přefiltruje takový objem oleje, který odpovídá sedminásobku množství plněného do systému. Tak se dá zachytit i olej nalézající se v tzv. mrtvých úhlech hydraulického systému. Např. pro náplň hydraulického oleje 40 l musí zařízením na jemné filtrování protéci 280 l oleje, aby byl přefiltrován opravdu každý litr oleje. . Aby se znečištění v systému snížilo na hodnotu stanovenou filtračním médiem, musí veškerý olej obsažený v systému pětkrát protéci filtračními prvky. Např. je-li hydraulický systém vybaven filtrem 6 µm, musí na základě stanovené filtrační jednotky každý litr oleje protéci filtrem pětkrát, aby se odloučilo co největší množství částic znečištění příslušné velikostní třídy. Při zohlednění obou uvedených doporučení lze na základě následujícího příkladu (pro systém s celkovým objemem oleje 100 l a množstvím oleje, které proteče zařízením na jemné filtrování za jednotku času, 50 l.min-1) spočítat potřebnou filtrační dobu: 7 x 100 l = 700 l (aby každý ze 700 litrů minimálně jednou protekl filtrem) . 5 x 700 l = 3500 l (k odloučení všech částic, které jsou větší než póry filtru) . 3500 : 50 = 70 min, které potřebuje filtrovací zařízení, aby dosáhlo požadované čistoty oleje. Tento výpočet časového intervalu však není vždy přesný. Skutečně docílená třída čistoty se musí ověřit dalšími vyzkoušenými metodami. Aby během vypočítané doby mohlo filtrem protéci takové množství oleje, musí být filtr dostatečně dimenzován. Přesné údaje o době filtrování u konkrétních strojů naleznete v publikacích týkajících se příslušných typů. Může se stát, že u starších strojů nelze udržet stejné třídy čistoty jako u novějších strojů. Navzdory tomu by se ale kontrola čistoty i údržba měla realizovat u všech strojů stejným způsobem. Předpisy o čistotě pro použité stroje se nesmějí srovnávat s předpisy o čistotě pro komponenty. Čistota opravovaných komponentů a komponentů po generální opravě musí být spíše o dvě třídy čistoty lepší, než u příslušných komponentů používaného stroje. OPATŘENÍ PROTI ZNEČIŠTĚNÍ V PRAXI Znečišťující částice se do hydraulických systémů mohou dostat nejrůznějšími cestami. Některé z příčin lze odstranit s minimálními náklady. Podstatnou částí boje proti znečištění je rozumné jednání. Nejlepší je, pokud se do boje proti znečištění zapojí všichni zaměstnanci. Zde je několik návrhů, které mohou přinést vynikající výsledky. Základní pravidlo přitom zní: Co do systému nezanesu, nemusím ani odstraňovat! .Čistěte stroje Všechny stroje a komponenty před rozebráním očistěte. Tím se zabrání tomu, aby se nečistoty dostaly do míst demontáže a montáže. .Udržujte pracovní plochy v čistotě Pracovní plochy udržujte čisté a uklizené. Špinavé podlahy a neuspořádané pracovní plochy jsou významným zdrojem znečištění. Pracovní stoly pravidelně utírejte. Čisté a uklizené pracovní plochy vytvářejí atmosféru profesionality a kvality práce, která je zákazníky také patřičně oceňována. .Uzavírejte komponenty Používejte krytky a zátky správné velikosti, aby veškeré přípoje a konce hadic byly utěsněny. Uzavírejte komponenty před montáží, během ní i po ní. .Chraňte komponenty Uchovávejte díly zabalené, popř. jinak chráněné, než budou připraveny k montáži. O-kroužky uchovávejte v plastových sáčcích nebo uzavřených nádobkách a krytky a zátky nechávejte na hadicích. Chraňte veškeré díly, které obsahují kapaliny. Pokud možno zakrývejte všechny rozpracované díly. .Utírejte rozlitý olej Rozlitý olej ihned odstraňte. Podle možností používejte savé houby, protože při aplikaci čisticích prostředků s granulátem může vznikat prach a granulát ulpívá na komponentech. . Nádoby s olejem udržujte uzavřené Kapaliny uchovávejte vhodným způsobem. Sudy s olejem skladujte v uzavřených prostorách. Používejte také dobře těsnící víka, abyste horní stranu sudů chránili před špínou a vlhkem. .Filtrujte i nový olej I zcela nový olej ze sudu může obsahovat tisíce mikroskopických částic. Vždy proto filtrujte nejen nový olej, ale také olej, který se odebírá z velkých nádrží nebo se do nich plní. .Chraňte otvory na strojích Vždy chraňte otvory na strojích, používejte kryty, lepicí pásku, plastové plachty atd. .Čistěte hadice Před montáží dokonale očistěte hadice, abyste odstranili nečistoty vzniklé během řezání a spojování. .Komponenty udržujte v čistotě Zajistěte, aby byly všechny komponenty čisté, dříve než je namontujete. Namontování znečištěných komponentů je naprosto spolehlivá cesta ke znečištění systému. .Používejte kvalitní filtry Používejte filtry s vysokou účinností, aby po montáži, údržbě a opravě bylo rychle dosaženo požadované čistoty systému. .Kontrolujte čistotu systému Při zkouškách oleje postupujte vhodným způsobem, abyste měli přehled o čistotě kapalin. .Delegujte Z kontroly znečištění učiňte každodenní nutnost. Dejte ji někomu přímo na starosti a osobu(y) posuzujte podle výsledků.