Промывка гидросистем
Надежность и долговечность гидросистем, гидроприводов и гидроагрегатов находятся в прямой зависимости от чистоты внутренних поверхностей этих систем и рабочих жидкостей.
ПКЖ
Анализ отказов и нарушений работ гидропривода показывает, что около 80% из них выходят из строя вследствие износа основных деталей, вызываемого недопустимым загрязнением рабочей жидкости. Для надежной работы гидросистем, приводов и агрегатов необходимо обеспечение чистоты на всех этапах: изготовления, сборки, заправки жидкостью, испытаниях и эксплуатации. Из известных способов:механического, физико-химического и гидродинамического — для очистки трубопроводов и гидросистем приемлемы только гидродинамические с использованием в качестве моющей, рабочей жидкости.
Для этой цели на отраслевых предприятиях применяют, в основном, прокачку стационарным потоком, однако это длительный процесс. Для повышения эффективности очистки можно применять промывку гидросистем нестационарным потоком, используя для этой цели явление кавитации, газожидкостные и пульсирующие потоки. Гидродинамические методы промывки основаны на динамическом воздействии потока жидкости на твердые частицы загрязнений, которые способствуют отрыву частиц от поверхности и выносу их из гидросистемы. Одним из наиболее перспективных направлений является применение для очистки гидросистем неустановившегося движения моющей жидкости с переменными во времени скоростью и давлением, т.е. пульсирующих
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Влияние загрязнений на работу гидросистем
Надёжность и долговечность гидросистем гидроприводов, гидроагрегатов находятся в прямой зависимости от чистоты внутренних полостей этих систем и рабочих жидкостей, а также от чистоты среды, в которой они работают. Анализ отказов и нарушений работы гидропривода показывает, что около 80% станочных гидроустройств выходят из строя вследствие износа основных деталей, вызываемого недопустимым загрязнением рабочей жидкости, Для надежной работы гидравлических систем,приводов, агрегатов необходимо обеспечение чистоты на всех этапах: изготовления деталей и узлов, сборки, заправки жидкости, контрольных испытаниях и работы.
Загрязнение гидросистем происходит в случаях, если для уплотнения резьбовых соединений применяют неправильно выбранные материалы (текстильные материалы,краска, густая смазка и др.), если сборку элементов гидросистемы, а также отладку и регулировку производят в помещениях с запыленной атмосферой и на загрязненных рабочих местах, если собираемые элементы плохо очищены от консервированных смазок и имеющихся на их поверхностях загрязнений. Кроме того,при монтаже трубопроводов их приходится подгибать или выпрямлять при помощи неправильно выбранных инструментов или местного нагрева. В этих случаях от поверхности труб могут отделяться металлические частицы, окалина. При работе гидросистем все эти загрязнения, а особенно продукты использования для притирки и доводки сопрягаемых деталей (паста, парафин, стеарин, карбиды бора, кремния,электрокорунд, алмазные зерна и т.д.), постепенно вымываются жидкостью и начинают вместе с ней циркулировать в гидросистеме, увеличивая механический износ трущихся поверхностей. Кроме того, за счет износа элементов гидросистемы рабочие жидкости загрязняются самыми различными видами загрязнений
СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В зависимости от требований, предъявляемых к чистоте изделий, и условий производства а настоящее время пользуется следующими способами очистки
поверхности от загрязнений: механическим, физико-химическим и гидродинамическим.
Механическая очистка, как правило применяется для сильно загрязненных и малоответственных деталей, т.к. во время очистки возможно уменьшение прочности деталей из-за снятия с них
вместе с загрязнениями слоя металла или покрытия, а также из-за нанесения царапин и забоин на поверхности детали.
Физико-химические
методы подразумевают промывку с применением специальных растворителей, смывок или моющих составов с поверхностно активными веществами. К физико-химическим методам очистки относятся: очистка погружением в раствор,струйная очистка, очистка в парах растворителей. Очистка погружением в раствор довольно широко распространена в промышленности, Повышению эффективности очистки способствует механическое перемешивание раствора или перемещение деталей в ванне, а также подогревание растворов до 40-80°С в зависимости от типа моющей жидкости. У некоторых моющих жидкостей рабочий диапазон температур может находиться в пределах 15-20°С, например для жидкостей
типа «Ритм» ТУ 6-15-01-90-75. Очистка погружением в раствор применяется не только как самостоятельный способ очистки, но и как подготовительный этап перед
струйной очисткой (промывка фильтроэлементов) и очисткой циркуляцией моющей жидкости (сильно загрязненные трубопроводы),
Струйная
очистка требует большого расхода растворителя и необходимости поддерживать высокий уровень его чистоты. Следует
отметить, что промывку элементов трубопроводных систем специальными моющими жидкостями осуществляют лишь на начальной стадии, например, после получения труб с завода поставщика. На этапах сборки и отработки систем промывают рабочей жидкостью, так как любой специальный моющий состав будет являться загрязнением для гидросистемы.Из гидродинамических методов для промывки трубопроводов в настоящее время применяют прокачку жидкости через внутренние полости трубопроводов, промывку газожидкостным и пульсирующим потоком. Гидродинамические методы основаны на динамическом воздействии на твердые частицы загрязнений потоком жидкости,который способен оторвать частицы от поверхности и вынести их из промываемого трубопровода. Для промывки трубопроводов и гидросистем на окончательных стадиях
приемлемы только гидродинамические методы с использованием в качестве моющей жидкости — рабочей. Для этой цели на отраслевых предприятиях применяют, в основном, только прокачку стационарным потоком. Скорость же движения жидкости выбирают в 1,5-2,0 раза больше рабочей скорости. Рекомендуется выбирать величины объемной подачи жидкости, обеспечивающей высококачественную промывку трубопроводов, согласно табл.З,
|
Таблица |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рекомендуемые величины |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Как видно
из таблицы, при промывке трубопроводов малых диаметров скорость движения
промывочной жидкости значительно больше рабочей скорости. С увеличением диаметра
трубопровода рекомендуемая скорость уменьшается, приближаясь к величинам
скоростей движения жидкости Для повышения качества промывки длина трубопровода
не должна превышать 10-15 м (без учета шлангов подсоединения трубопроводов к
стенду). При промывке коротких трубопроводов разного диаметра целесообразно
соединять их технологическими фитингами и объемную подачу выбирать по
максимальному диаметру, Целесообразно для повышения эффективности промывки
придавать потоку пульсирующий характер.
Одним из наиболее перспективных направлений является применение- неустановившегося режима движения мощей жидкости (с переменными во времени скоростью и давлением).
Источниками колебаний могут служить гидромеханические генераторы колебаний жидкости или пульсаторы. Пульсаторы могут быть выполнены с дисковым или
пробковым прерывателем потока.
Применение
пульсирующего потока значительно сокращает время промывки по сравнению с промывкой стационарным потоком. Причем интенсивность удаления частиц загрязнений
зависит от материала трубопровода, от величины амплитуды колебаний давления, от характера изменения от размера частиц загрязнений.
Промывка пульсирующим потоком представляет собой промывку с наложением на стационарный поток жидкости периодических колебаний, направленных вдоль оси промываемого
трубопровода и приводящих к возникновению резких колебаний местной скорости вблизи стенки и тем самым увеличивающих эффективность промывки.
Следует заметить, что при проведении промывки неустановившимся потоком рабочей жидкости к статическим нагрузкам на трубопроводы, обусловленным действием сил внутреннего
давления, добавляются динамические нагрузки, вызванные колебаниями давления жидкости в промываемой магистрали. Поэтому необходимо провести исследования по
выбору величины давления жидкости и амплитуды колебаний давления, обеспечивающих прочность трубопровода и эффективность промывки. Для предотвращения распространения колебаний в сторону насоса и защиты фильтров необходимо установить гасители колебаний.
Промывка трубопроводов пульсирующим потоком применяется в авиационной промышленности для очистки трубопроводов гидросистем самолетов. На основании имеющихся экспериментальных данных рекомендуется:
выбирать статическое давление при промывке на 5-6 МПа ниже рабочего давления,
длина промываемой магистрали может достигать 50-60 м (что в 5 раз больше, чем при стационарном потоке),общее время промывки составляет 12-15 мин,интенсивность выноса частиц
размером 5-10 мкм в 3-4 раза выше по сравнению с прокачкой стационарного потока. Безусловно эти цифры являются ориентировочными, т.к. получены для вполне конкретных систем
определенных геометрических размеров и материала. Наиболее трудно очищаемыми элементам гидросистемы являются трубопроводы больших сечений (16-18 мм и
больше).
Большая трудоёмкость очистки трубопроводов объясняется их значительной загрязненностью в состоянии поставки металлическими частицами размером 1-30 мкм в смеси с
затвердевшей консервирующей смазкой. Многие исследователи справедливо считают,что трубопровод является основным источником загрязнений гидросистемы.
Таким
образом, гидроприводы и стенды для промывки будут функционировать нормально,если будет обеспечена чистота внутренних поверхностей, их элементов и жидкость,
заполняющая их будет чистой.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗА ЧИСТОТОЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ
Степень чистоты рабочей жидкости, а следовательно, и степень надежности работы гидроприводов можно определить в том случае, если известны гранулометрический состав загрязнений и их весовая концентрация в единице объема контролируемой рабочей жидкости. Один из способов определения чистоты рабочей жидкости — метод отбора проб и микроскопического анализа. Метод дает достаточно достоверные результаты (доверительная вероятность0,95), но сложен, трудоёмок и длителен
В настоящее время метод микроскопического анализа все чаще заменяется автоматизированным контролем чистоты жидкости при помощи специальных приборов.Они предназначены для измерения размеров и определения количества инородных частиц в маслах, топливе и моющих жидкостях. Измерение размеров частиц производится с помощью фотоэлектронного датчика путем отнесения их к одному из пяти размерных диапазонов 5-10; 10-25; 25-60; 50-100; свыше 100 мкм, что соответствует ГОСТу. Такими приборами являются: Прибор ПКЖ-904А
Приборы ПКЖ-904А позволяют быстро и объективно производить автоматический гранулометрический анализ чистоты рабочей жидкости, как в непрерывном потоке,так и в процессе работы гидросистемы, так и контрольных пробах при экспресс-анализе в лабораторных условиях. Они выполнены переносными, легко встраивается в гидросистемы. Погрешность измерения 25%-30% .Недостатком контроля чистоты жидкости работающей гидросистемы является большая погрешность измерения при наличии в потоке жидкости пузырьков нерастворенного воздуха. Из всего вышесказанного следует, что для обеспечения надежной работы гидропривода и
увеличения ресурса необходимо Проводить промывку трубопроводов, т.к. они являются основным источником загрязнений гидросистемы. Эффективным методом является промывка пульсирующим потоком. Кроме того, в работающих системах и стендах необходимо производить очистку жидкости и промывку фильтроэлементов Назначение срока промывки происходит по результатам анализов чистоты жидкости.