Аэрозия гидравлических цилиндров-это кошмар для любой гидравлической системы, который приводит к целому ряду разрушительных проблем, которые в конечном итоге разрушат критические (и дорогостоящие) компоненты в гидравлической системе, и хотя большинство людей связывают проблемы кавитации с насосами и двигателями, кавитация также может быть проблемой для гидравлических цилиндров. Чтобы минимизировать или устранить ущерб от кавитации, хорошее начало-понять, как он работает и какие типы повреждений он вызывает, но самый разумный способ справиться с проблемой кавитации-это принять меры предосторожности.
I. Определение кавитации:
Самым простым объяснением кавитации является наличие газа, захваченного в пузырьке жидкости, которая для гидравлической системы и компонентов, таких как насос или цилиндр, является гидравлической жидкостью для передачи давления. В гидравлических цилиндрах для линейного привода используется давление, передаваемое жидкостью, которое перемещает тысячи фунтов при нажатии кнопки. Очевидно, что задействовано очень высокое давление.
Когда давление приближается к давлению насыщенного пара при температуре текучей среды (например, локальное кипение текучей среды), пузырьки, заполненные растворенным газом или паром, начинают образовываться и расти, и для цилиндра все, что нужно сделать, это опустить ниже атмосферного давления, чтобы сформировать пузырьки.
Когда эти пузырьки разрушаются (или взрываются) сами по себе, в результате возникает шум, тепло, сильное поверхностное повреждение и негативное влияние на эффективность и производительность, которые, по сути, создают мощный механический удар, который приводит к попаданию микроструи в близлежащие металлы. Когда пузырьки достигают области низкого давления, в которой пузырьки конденсируются, происходит имплозия, и металл начинает изнашиваться в процессе, известном как кавитация, кавитация или кавитация.
Кавитация (называемая надуванием) также происходит, когда воздух попадает в гидравлическое масло, при увеличении давления (например, когда шток закрывается на торцевой крышке в гидравлическом цилиндре) пузырь сильно ломается, а в гидравлическом цилиндре, когда поршень быстро растягивается, В частности, кавитация чаще всего происходит на стороне крышки поршня при попытке предотвратить перегрузку. Это также происходит, когда стержень направлен вниз, чтобы одновременно поддерживать тяжелую нагрузку на растяжение на концах, что, по мнению некоторых экспертов, не является реальной кавитацией, но его роль одинакова.
Во-вторых, идентификация кавитации:
Один из самых простых способов обнаружения кавитации в гидравлическом цилиндре-через звук: когда кавитационные пузырьки лопнут, вы слышите их сильным щелчком, вы также заметите точечную коррозию на поверхности деталей, пострадавших от кавитации; в случае гидроцилиндра его можно найти на поверхности стержня и на внутренней поверхности цилиндра.
Проблемы, вызванные кавитацией:
Кавитация может вызвать множество проблем во всей гидравлической системе, а также в гидравлическом цилиндре, включая ускорение износа критических поверхностей, отказ уплотнения, выделение избыточного тепла, снижение качества гидравлического масла и проблемы со смазкой.
1) Ускоренный поверхностный износ
Одной из наиболее серьезных проблем, вызванных кавитацией, является износ поверхности, иногда называемый точечной эрозией. Помните, что пузырьки взрываются почти на молекулярном уровне, высвобождая огромные силы на невероятно маленьких площадях. Это приводит к высоким напряжениям-напряжениям, достаточно высоким, чтобы удалить металл с поверхности вблизи пузырьков, в результате чего износ значительно ускоряется в виде точечной коррозии поверхности и загрязнения внутри, а частицы металла, удаленные с поверхности, останутся в системе и могут привести к образованию большего количества кавитационных пузырьков.
2) преждевременный отказ уплотнения
Кроме того, имейте в виду, что во многих приложениях, особенно для гидравлических цилиндров, чистота поверхности может быть важным фактором, а при выборе подходящего уплотнения для гидравлических цилиндров чистота поверхности штока поршня имеет решающее значение. Если поршневой шток происходит точечная эрозия из-за кавитации, это может привести к преждевременному износу уплотнения. По мере того, как уплотнения начинают изнашиваться, гидравлические масла могут протекать (снижая производительность), и в них могут попадать загрязнители окружающей среды, такие как пыль и влага.
3) Чрезмерная лихорадка
Пузырьковые взрывы также вызывают высокие температуры, которые иногда достигают 5000 °F, кроме того, из-за повреждения поверхности трение увеличивается по мере протекания жидкости. Такое трение приводит не только к потерям системы и снижению эффективности, но и к ненужному выделению тепла, что является одной из причин, по которой перегрев также может сильно указывать на кавиту.
4) снижение качества жидкости
Поскольку кавитация может привести к высоким температурам, существует высокая вероятность того, что гидравлическое масло будет деградировать (общее снижение качества гидравлического масла), а перегрев и высокая температура могут привести к более быстрому старению жидкости, чем обычно, серьезно повлиять на присутствующие добавки и снизить вязкость жидкости.
5) Отсутствие смазки
Наличие пузырьков воздуха в гидравлическом масле также приводит к недостаточной смазке, что приводит к контакту и преждевременному износу металла. Этот тип износа отличается от формы износа, непосредственно вызванного кавитацией и взрывом: он выглядит как износ, который соответствует движению металлических деталей, а не точечной коррозии.
В-четвертых, меры предосторожности при кавитации:
Одним из способов предотвращения кавитации является контроль температуры. Если гидравлическое масло слишком липкое, перепад давления становится более серьезной проблемой. Увеличение вязкости может быть вызвано тем, что температура гидравлического масла ниже идеальной. Кроме того, высокая температура и низкое давление также могут вызвать кавитацию, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы гидравлическое масло было максимально близко к идеальной рабочей температуре, что в некоторых случаях так же просто, как изолировать гидравлическую трубку от прямого солнечного света.
Потеря трубопровода может привести к кавитам, и причины этого включают в себя: использование слишком большого количества фитингов, разрушенных лайнеров или соломинок, прокладки, которые простираются в трубу, резервные насосы, которые слишком велики для системы, или Накопление насосов. Твердые вещества на внутренней поверхности трубы.
Другим способом предотвращения кавитации, особенно подходящим для гидравлических цилиндров, является предотвращение попадания воздуха в гидравлическую систему. Например, гидравлическая система и некоторые компоненты должны быть надлежащим образом спущены после заполнения (или повторного заполнения), чтобы выпустить воздух, который остается в системе. Когда в систему добавляются другие жидкости, ее следует вводить мягко, чтобы предотвратить брызги и взбалтывание-и то, и другое, захватывает воздух в воздух. Кроме того, неправильно спроектированный гидравлический бак может непреднамеренно вызвать задержку воздуха в гидравлическом масле.
Присутствие загрязняющих частиц в гидравлической жидкости может служить отправной точкой для образования пузырьков кавитации, поэтому поддержание чистоты гидравлической жидкости и отсутствие загрязняющих веществ в системе может быть хорошей отправной точкой. Это включает в себя замену гидравлических фильтров по мере необходимости, фильтрацию всех гидравлических масел, поступающих в систему, и устранение утечек сразу после их обнаружения.
V. Ремонт повреждений, вызванных кавитацией:
Ремонт часто является причиной сбоя, когда детали страдают от поверхностного повреждения из-за кавитации, а для деталей с круглой геометрией, таких как стержни и цилиндры, точечные повреждения обычно слишком глубоки, потому что они оказываются непригодными для полировки, потому что стержни и цилиндры должны соответствовать очень строгим условиям поверхности и геометрическим допускам. Если повреждение не будет быстро обнаружено, более разумным вариантом будет замена поврежденных компонентов, а для уплотнений, поврежденных в результате явления кавитации, просто замените уплотнительную губу.
Выводы:
Квитация может нанести большой ущерб: ускоренный износ поверхности для точечной коррозии, преждевременный отказ уплотнения, избыточное выделение тепла, снижение качества гидравлического масла и недостаточная смазка приводят к дополнительному износу, лучший способ борьбы с кавитацией-это принять меры по предотвращению кавитации, поскольку после кавитации оборудования (включая гидравлические цилиндры) поверхность наносит ущерб, если не невозможный ремонт, это будет крайне сложно. Меры по предотвращению кавитации являются наиболее разумными и часто могут включать основные принципы обслуживания (например, выведение воздуха из системы, фильтрование гидравлического масла). Как только гидравлический цилиндр начинает издавать щелчок или становится жарче, чем обычно, самое время проверить.