น้ำมันไฮดรอลิกชนิดใดที่จะใช้ในหน่วยกำลังไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิกคืออะไร — และเหตุใดการเลือกน้ำมันไฮดรอลิกจึงมีความสำคัญ

น้ำมันไฮดรอลิกเป็นแร่ธาตุหรือของเหลวสังเคราะห์ที่ส่งกำลัง หล่อลื่นส่วนประกอบภายใน และกระจายความร้อนภายในระบบไฮดรอลิก ในก หน่วยพลังงานไฮดรอลิก ไม่ใช่ตัวกลางแบบพาสซีฟ แต่เป็นสารทำงานที่กำหนดว่าแรงจะเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด ซีลและปั๊มมีอายุการใช้งานนานเพียงใด และความน่าเชื่อถือของระบบทั้งหมดทำงานภายใต้ภาระหนักเพียงใด

คำตอบสั้นๆ สำหรับ "ฉันควรใช้น้ำมันไฮดรอลิกชนิดใด" ขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ: เกรดความหนืดที่กำหนดโดยปั๊มของคุณ ช่วงอุณหภูมิการทำงานของการใช้งานของคุณ และความเข้ากันได้ของแพ็คเกจสารเติมแต่งกับซีลและโลหะของคุณ เมื่อได้รับสิทธิ์เหล่านี้แล้วหน่วยกำลังไฮดรอลิกก็จะทำงานได้อย่างหมดจดเป็นเวลาหลายพันชั่วโมง หากทำผิดพลาด คุณจะพบกับโพรงอากาศ ซีลบวม และปั๊มทำงานล้มเหลวก่อนกำหนด

น้ำมันไฮดรอลิกประเภทหลักและสิ่งที่บรรจุอยู่

น้ำมันไฮดรอลิกส่วนใหญ่จัดอยู่ในหนึ่งในสี่ประเภท แต่ละองค์ประกอบมีองค์ประกอบเฉพาะที่ออกแบบมาสำหรับสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน

น้ำมันไฮดรอลิกจากแร่ (HL, HM, HV)

กลั่นจากปิโตรเลียมดิบ เป็นของเหลวทั่วไปที่ใช้ในหน่วยกำลังไฮดรอลิกมาตรฐาน เกรด ISO HL (สารยับยั้งการเกิดสนิมและออกซิเดชัน), HM (เติมสารป้องกันการสึกหรอ) และ HV (ดัชนีความหนืดสูงสำหรับช่วงอุณหภูมิกว้าง) ครอบคลุมการใช้งานทางอุตสาหกรรมและแบบเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ HM46 และ HM68 เป็นหนึ่งในเกรดที่มีการระบุไว้อย่างกว้างขวางที่สุดในโลก

น้ำมันไฮดรอลิกสังเคราะห์ (HFDU, PAO-based)

โดยทั่วไปแล้วน้ำมันสังเคราะห์โพลีอัลฟาโอเลฟิน (PAO) และเอสเทอร์มีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น -40°ซ ถึง 120°ซ เมื่อเทียบกับช่วงการใช้งานจริงของน้ำมันแร่ที่ประมาณ −20°C ถึง 90°C ใช้ในหน่วยกำลังไฮดรอลิกที่ทำงานในที่เย็นจัด (อุปกรณ์กลางแจ้งในสภาพอากาศนอร์ดิก) หรือการใช้งานรอบสูงอย่างต่อเนื่องซึ่งการเสื่อมสภาพจากความร้อนเป็นปัญหา

น้ำมันไฮดรอลิกทนไฟ (HFA, HFB, HFC, HFDU)

ใช้ในโรงหล่อ การหล่อโลหะ และการขุดใต้ดินซึ่งมีการรั่วไหลใกล้แหล่งกำเนิดประกายไฟทำให้เกิดความเสี่ยงจากไฟไหม้ ของเหลวน้ำ-ไกลคอล (HFC) เป็นเรื่องธรรมดาและโดยทั่วไปจะทำงานที่ ปริมาณน้ำ 35–50% ซึ่งลดการหล่อลื่น — ดังนั้นอัตราแรงดันของปั๊มจะต้องถูกลดพิกัดลงตามนั้น

น้ำมันไฮดรอลิกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (HETG, HEPG, HEES)

น้ำมันพืช (HETG) และของเหลวเอสเทอร์สังเคราะห์ (HEES) เป็นสิ่งจำเป็นในพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม เช่น เครื่องจักรงานป่าไม้ อุปกรณ์ดาดฟ้าเรือ เกษตรกรรมใกล้ทางน้ำ โดยทั่วไปแล้ว ของเหลว HEES ให้ความเสถียรต่อออกซิเดชันได้ดีกว่า HETG และเข้ากันได้กับวัสดุปิดผนึกมาตรฐานมากกว่า

อธิบายเกรดความหนืด — ตัวเลขหมายถึงอะไร

ตัวเลข ISO VG (เกรดความหนืด) แสดงถึงความหนืดจลน์ของของเหลวในหน่วยเซนติสโตก (cSt) ที่อุณหภูมิ 40°C เกรดทั่วไปที่ใช้ในหน่วยกำลังไฮดรอลิกมีดังต่อไปนี้:

VG 46 เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับหน่วยกำลังไฮดรอลิกส่วนใหญ่ ทำงานระหว่างอุณหภูมิแวดล้อม 20°C ถึง 50°C หากระบบทำงานเย็นลงอย่างสม่ำเสมอ ให้เลื่อนลงมาที่ VG 32 หากระบบร้อนขึ้นหรือที่ความดันคงที่สูงกว่า (สูงกว่า 250 บาร์) ให้เลื่อนขึ้นไปที่ VG 68

คุณสมบัติหลักที่กำหนดสมรรถนะของน้ำมันในหน่วยกำลังไฮดรอลิก

เกรดความหนืดเป็นจุดเริ่มต้น แต่คุณสมบัติอื่นๆ หลายประการส่งผลโดยตรงต่อพฤติกรรมของน้ำมันภายในปั๊ม บล็อกวาล์ว และแอคชูเอเตอร์ของชุดจ่ายกำลังไฮดรอลิก

• ดัชนีความหนืด (VI): วัดค่าความหนืดที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ค่า VI ที่สูงขึ้นหมายถึงประสิทธิภาพที่เสถียรยิ่งขึ้นตลอดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ น้ำมันแร่ HM มาตรฐานอยู่ที่ประมาณ VI 95–105 น้ำมัน HV และสารสังเคราะห์ถึง VI 150
• สารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอ (AW): Zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) เป็นเรื่องธรรมดาที่สุด มันก่อตัวเป็นฟิล์มบูชายัญบนใบพัดปั๊ม ฟันเฟือง และสลิปเปอร์ลูกสูบ จำเป็นสำหรับปั๊มใบพัดและเกียร์ที่ทำงานเกิน 100 บาร์
• ความคงตัวของการเกิดออกซิเดชัน: น้ำมันไฮดรอลิกสลายตัวด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชัน ทำให้เกิดตะกอนและกรด น้ำมัน HM คุณภาพมีอายุการใช้งานออกซิเดชั่น 2,000–4,000 ชั่วโมงในรอบการทำงานมาตรฐาน ซินธิติกส์ขยายเวลาเป็น 8,000 ชั่วโมง
• การแยกตัวจากน้ำ: ความสามารถของน้ำมันในการแยกสารปนเปื้อนจากน้ำ ความสามารถในการแยกตัวออกจากน้ำได้ไม่ดีจะนำไปสู่การแยกตัวเป็นอิมัลชัน ซึ่งจะทำลายฟิล์มน้ำมันและเร่งการกัดกร่อนภายในอ่างเก็บน้ำหน่วยพลังงานไฮดรอลิก
• ความต้านทานต่อการปล่อยอากาศและการเกิดฟอง: อากาศที่กักขังทำให้เกิดโพรงอากาศ น้ำมันไฮดรอลิกควรปล่อยอากาศที่ละลายออกอย่างรวดเร็ว — ค่าทดสอบที่ดีคือเวลาปล่อยอากาศน้อยกว่า 5 นาทีที่ 50°C ต่อ ISO 9120

วิธีจับคู่น้ำมันไฮดรอลิกกับประเภทปั๊มหน่วยกำลังไฮดรอลิกของคุณ

การออกแบบปั๊มที่แตกต่างกันทำให้ความต้องการน้ำมันไฮดรอลิกแตกต่างกัน การใช้น้ำมันประเภทที่ไม่ถูกต้องสำหรับปั๊มอาจทำให้อัตราการสึกหรอสูงกว่าที่ออกแบบไว้มาก

ปั๊มเกียร์

ปั๊มเกียร์ทนทานต่อน้ำมันไฮดรอลิกหลากหลายชนิด HM46 คือคำแนะนำมาตรฐาน สามารถจัดการกับระดับการปนเปื้อนที่สูงกว่าปั๊มใบพัดหรือลูกสูบได้เล็กน้อย แต่ยังคงแนะนำให้รักษาความสะอาดตามมาตรฐาน ISO 4406 คลาส 18/16/13 หรือดีกว่า

ปั๊มใบพัด

ปั๊มใบพัดมีความอ่อนไหวต่อคุณภาพน้ำมันมากที่สุด พวกเขาต้องการ ป้องกันการสึกหรอได้ดี เนื่องจากปลายใบพัดวิ่งไปติดกับวงแหวนลูกเบี้ยวใต้สปริงและแรงเหวี่ยง ผู้ผลิตปั๊มใบพัดบางราย (เช่น Vickers/Eaton) ระบุว่าของเหลวที่ตรงตามมาตรฐานการทดสอบการป้องกันการสึกหรอของตนเอง (การทดสอบ Vickers 35VQ25) แทนที่จะเป็นเพียงการจัดประเภท ISO

ปั๊มลูกสูบตามแนวแกน

ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนแรงดันสูง (ทำงานที่ 250–450 บาร์) ในหน่วยกำลังไฮดรอลิกที่ใช้สำหรับการอัดขึ้นรูป การฉีดขึ้นรูป และเครนเคลื่อนที่ ต้องการการหล่อลื่นและความสะอาดที่ดีเยี่ยม เป้าหมายรหัสความสะอาด ISO 4406 ของ 16/14/54 หรือดีกว่า โดยทั่วไปแล้ว HV46 หรือ HV68 จะถูกระบุเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในการใช้งานบนมือถือ

การปนเปื้อน: สาเหตุที่แท้จริงของความล้มเหลวของน้ำมันไฮดรอลิกส่วนใหญ่

การศึกษาจากผู้ผลิตชิ้นส่วนไฮดรอลิกรายใหญ่แสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่อง กว่า 70% ของระบบไฮดรอลิกขัดข้อง เกิดจากการปนเปื้อนของของเหลวมากกว่าการเสื่อมสภาพของน้ำมันเพียงอย่างเดียว การปนเปื้อนมีสามรูปแบบ:

• การปนเปื้อนของอนุภาค: อนุภาคการสึกหรอของโลหะ ทรายหล่อ รอยเชื่อม และสิ่งสกปรกที่ติดผ่านท่อระบายอากาศหรือซีลก้านสูบ ควบคุมโดยการกรองแบบย้อนกลับและการกรองแบบออฟไลน์ โดยกำหนดเป้าหมายตัวกรองสัมบูรณ์ขนาด 10 ไมครอนหรือละเอียดกว่า
• การปนเปื้อนของน้ำ: การควบแน่นในอ่างเก็บน้ำที่มีการหมุนเวียนของความร้อนขนาดใหญ่ หรือทางเข้าจากภายนอก ปริมาณน้ำที่สูงกว่า 0.1% เริ่มลดความสามารถในการรับน้ำหนักของน้ำมัน และส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในของเหลวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ตรวจสอบด้วยการไทเทรตแบบ Karl Fischer
• การปนเปื้อนสารเคมี: การผสมน้ำมันไฮดรอลิกที่เข้ากันไม่ได้ เช่น การเติมน้ำมันที่ปราศจากสังกะสี (ไร้เถ้า) ลงในระบบที่มีน้ำมัน AW ที่มีสังกะสีเป็นองค์ประกอบ อาจทำให้เกิดการตกตะกอนแบบเติมแต่งและการอุดตันของตัวกรองภายในไม่กี่ชั่วโมง

เมื่อเปลี่ยนประเภทหรือยี่ห้อน้ำมันในชุดจ่ายไฟไฮดรอลิกที่มีอยู่ ให้ล้างระบบด้วยน้ำมันแร่ความหนืดต่ำและระบายออกให้หมดก่อนเติมเสมอ การทำความสะอาดอ่างเก็บน้ำระหว่างการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันไม่ใช่ทางเลือก แต่จะขจัดตะกอนที่ปนเปื้อนน้ำมันใหม่ทันที

รอบการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องและการตรวจสอบสภาพ

การเปลี่ยนน้ำมันไฮดรอลิกตามเวลาที่กำหนดโดยไม่คำนึงถึงสภาพจริงจะทำให้น้ำมันสิ้นเปลือง และมีความเสี่ยงว่าจะเกิดการเสื่อมสภาพของของเหลวมากเกินไปหรือทิ้งน้ำมันที่ใช้งานได้ การจัดการน้ำมันตามเงื่อนไขเป็นแนวทางที่ดีกว่าสำหรับหน่วยกำลังไฮดรอลิกในการใช้งานทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง

โดยพื้นฐานแล้ว ช่วงการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันโดยทั่วไปสำหรับน้ำมันแร่ HM ในหน่วยกำลังไฮดรอลิกที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดีคือ:

• งานเบา สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม: 2,000–4,000 ชั่วโมง
• หน้าที่ปานกลาง การปั่นจักรยานด้วยอุณหภูมิปานกลาง: 1,000–2,000 ชั่วโมง
• การทำงานที่สูง อุณหภูมิที่สูงขึ้น หรือการปนเปื้อน: 500–1,000 ชั่วโมง

ตัวบ่งชี้สภาวะที่ต้องทดสอบระหว่างการเก็บตัวอย่างน้ำมันตามกำหนดเวลา ได้แก่ ความหนืดที่ 40°C (ส่วนเบี่ยงเบน ±10% จากการตรวจสอบทริกเกอร์น้ำมันใหม่) หมายเลขกรด (TAN ที่สูงกว่า 2.0 มก. KOH/กรัม สำหรับน้ำมันแร่บ่งบอกถึงการเกิดออกซิเดชัน) ปริมาณน้ำ (สูงกว่า 0.1% ต้องดำเนินการทันที) และจำนวนอนุภาคตาม ISO 4406

คู่มือการเลือกปฏิบัติ: น้ำมันไฮดรอลิกชนิดใดที่จะใช้

หากคู่มือผู้ผลิตชุดจ่ายกำลังไฮดรอลิกของคุณระบุประเภทน้ำมันและความหนืด ให้ปฏิบัติตามคู่มือดังกล่าวทุกประการ ข้อกำหนดดังกล่าวคำนึงถึงระยะห่างของปั๊ม วัสดุซีล และแรงดันของระบบ เมื่อคู่มือไม่พร้อมใช้งานหรือให้เฉพาะช่วงที่กว้าง ให้ใช้เส้นทางการตัดสินใจนี้:

1. ระบุประเภทปั๊มของคุณ (เกียร์ ใบพัด ลูกสูบ) และแรงดันใช้งานสูงสุด
2. กำหนดช่วงอุณหภูมิการทำงานปกติของคุณที่อ่างเก็บน้ำ
3. หากอุณหภูมิโดยรอบคงที่และปานกลาง (15°C–45°C): ให้ใช้ HM46 สำหรับปั๊มเกียร์และใบพัด HM68 สำหรับปั๊มลูกสูบแรงดันสูง
4. หากอุณหภูมิแวดล้อมแปรปรวนอย่างมากหรือตัวเครื่องเคลื่อนที่ได้: ให้ใช้ HV46 สำหรับดัชนีความหนืดที่สูงขึ้น
5. หากการใช้งานอยู่ใกล้น้ำหรือบริเวณที่ไวต่อระบบนิเวศ: ให้ใช้ของเหลวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเอสเทอร์สังเคราะห์ HEES ในเกรดความหนืดที่ถูกต้อง
6. หากมีความเสี่ยงจากไฟไหม้: ปรึกษาผู้ผลิตปั๊มของคุณเกี่ยวกับประเภทของเหลวทนไฟที่ได้รับอนุมัติ และใช้การลดระดับแรงดันที่เกี่ยวข้อง

ห้ามผสมน้ำมันไฮดรอลิกยี่ห้อหรือประเภทโดยไม่ยืนยันความเข้ากันได้ของสารเติมแต่งกับผู้ผลิตทั้งสองราย แม้แต่น้ำมัน HM46 สองตัวจากซัพพลายเออร์ที่แตกต่างกันก็อาจมีสารเคมีเติมแต่งที่เข้ากันไม่ได้