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,

    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.