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Wie können Sie die Verschmutzung eines Hydrauliksystems minimieren?

Sorgfalt und Aufmerksamkeit sollten die Schlüsselwörter sein, wenn es um hydraulische Geräte geht. Achten Sie auf die Auswirkungen von Verschmutzungen in Ihren Hydrauliksystemen. Übersehen Sie nicht die häufigsten Ursachen für die Verschmutzung eines Hydrauliksystems. Tun Sie, was Sie können, um Verunreinigungen zu beseitigen, die durch Schutzvorrichtungen gelangen. Das Ignorieren des Problems kann zu einem katastrophalen Systemausfall führen.

Warum fallen Hydrauliksysteme aus?

Häufige Ursachen für Fehlfunktionen in der Mobilhydraulik sind Verschmutzungen und Ventilprobleme (Beschädigungen, die zum Verkleben der Schieber führen, oder Verschmutzungen, die ein reibungsloses Öffnen und Schließen verhindern). Wartungsschulungen für Hydrauliksysteme sollten die Diagnose und Behebung dieser Probleme behandeln. Die Verschmutzung eines Hydrauliksystems durch unlösliche Partikel kann zu Schlammablagerungen führen. Diese Partikel können während des Betriebs im System entstehen (z. B. durch Verschleiß an Metallkanten oder flexiblen Dichtungen) oder durch Öffnungen oder Lecks aus der Umgebung eindringen. Feststoffe in Hydraulikflüssigkeiten, die mit hoher Geschwindigkeit fließen, können sich in den Ecken und Winkeln des Systems ablagern und Verstopfungen verursachen und/oder den reibungslosen Betrieb der Ventile beeinträchtigen.

Warum scheint dies ein neues Problem zu sein?

Vor Jahren war es üblich, Hydrauliköl in einen alten Behälter abzulassen, wenn man z. B. einen Schlauch reparieren wollte. Sobald die Arbeit erledigt war, wurde das Öl direkt zurück in den Tank gegossen. Dies verursachte keine größeren Probleme, da die Maschinen vergleichsweise primitiv waren, mit einfachen Zahnrädern und Hebeln. Ja, das System würde irgendwann unter der allmählichen Ansammlung von Staub und Schmutz in der Flüssigkeit leiden, aber es war nicht annähernd so empfindlich wie moderne Präzisionsgeräte. Die damalige Wartungskultur für Hydrauliksysteme war zu verzeihen und vor allem weniger kostspielig.

Heutzutage ist die Verschmutzung eines Hydrauliksystems ein viel größeres Problem. Teile und Toleranzen sind winzig. Systeme arbeiten mit größerer Präzision und sind daher empfindlicher gegenüber Abweichungen. So erzeugen z. B. elektronisch gesteuerte Druckventile in Vorsteuerkreisen hydraulische Kräfte, die darauf abgestimmt sind, einen Proportional-Wegeventilkolben auf die gewünschte Durchflussöffnung zu bewegen. Diese Ventile können sich weniger als einen Millimeter bewegen, um genau die erforderlichen Kräfte zu erzeugen. Vorsteuerventile, die typischerweise als erste Steuerebene in massiven Hydrauliksystemen oder als Steuerung der Lenkung eingesetzt werden, können durch ein einziges Partikel der richtigen Größe funktionsuntüchtig gemacht werden. Ein verklemmtes Vorsteuerventil kann eine Maschine funktionsunfähig machen. Im schlimmsten Fall können, wenn Öl verunreinigt ist, Sicherheitsfunktionen, die von funktionierenden Ventilen abhängen, ausfallen. Das Herausfiltern verschiedener Arten von hydraulischen Verunreinigungen wie Staub, Rost, abgenutztes Metall und Gummi ist unerlässlich, um die zuverlässige Funktion eines komplexen Systems zu gewährleisten.

Wie kommt es zur Verschmutzung eines Hydrauliksystems?

Ein Teil der Verschmutzung eines Hydrauliksystems wird durch das System selbst erzeugt, ein anderer Teil gelangt durch Lücken in den Schutzvorrichtungen in das System. So kann z. B. Wasser aus der Luft aufgenommen werden, wenn das System offen gelassen wird, oder es kann durch undichte Ventile oder andere bauliche Schwachstellen eindringen. Dies kann zu Rost oder Eisenoxidpartikeln führen, die besonders hartnäckige Verunreinigungen sind.

Häufige Ursachen für die Verschmutzung eines Hydrauliksystems sind:

  • Wenn Flüssigkeit hinzugefügt oder nachgefüllt wird 
  • Während des Systembetriebs, durch Verschleiß von Komponenten 
  • Durch Schnellkupplungen in Leitungen
  • Durchgehende Entlüftungskappen
  • Durch undichte Stellen an verschlissenen oder beschädigten Dichtungen
  • Wenn das System bei Reparaturen und Wartungsarbeiten zur Umgebung hin offen ist
Kontaminierte Flüssigkeit

Auch frische Flüssigkeit kann hydraulische Verunreinigungen mit sich bringen. Diese Verunreinigungen können von den Herstellungsprozessen für das Öl oder von den Behältern, in denen es gelagert wurde, stammen. Auch unvorsichtiges Befüllen von Behältern kann dazu führen, dass ein makelloses Produkt, das in einen makellosen Behälter gelangt, verunreinigt wird! Gute Filtrations- und Reinigungsverfahren sollten in den Befüllprozess integriert werden, um eine Verunreinigung des Hydrauliksystems zu vermeiden.

Außerhalb des Werks kann Öl durch den Kontakt mit der Atmosphäre oder anderen externen Verunreinigungsquellen während des Transports und der Lagerung verunreinigt werden. Dies ist besonders dann ein Problem, wenn das Öl wiederholt geöffnet und geschlossen wird oder wenn es zwischen verschiedenen Behältern umgefüllt wird.

Beim Befüllen Ihres Systems sollte das Verwenden eines offenen Behälters mit Trichter am besten der Vergangenheit angehören. Verwenden Sie eine Filtertransferpumpe, um frische Flüssigkeit anzusaugen und über eine Kupplung am Tank direkt in das System zu pumpen, wodurch die Möglichkeiten für die meisten Arten von hydraulischer Verunreinigung reduziert werden. Der Filtrationswagen von Donaldson bietet eine komfortable Möglichkeit für die Nebenstromfiltration, Durchspülung und den Flüssigkeitstransfer.

Entlüftungs-/Einfülldeckel mit porösem Gewebe halten nur die größten Verunreinigungen zurück. Wenn Sie versuchen, das System schnell zu füllen, indem Sie Flüssigkeit durch die Entlüftungsöffnung gießen, sind die Chancen groß, Verunreinigungen in das Hydrauliksystem einzuführen. 

Wenn Sie Schnellkupplungen an Ihren Leitungen verwenden, um Zubehör zu befestigen oder um Punkte für das Testen oder Befüllen bereitzustellen, reinigen Sie sie gründlich, bevor Sie eine Verbindung herstellen. Verunreinigungen auf der Oberfläche einer Kupplung werden wahrscheinlich in das System befördert.

Verschmutzung eines Hydrauliksystems mit Metall

Metall und Rost gehören zu den häufigsten Arten von Verunreinigungen in Hydrauliksystemen.

Metallspäne sind ein Nebenprodukt vieler Prozesse für die Herstellung von Metallhydrauliktanks, einschließlich Bohren und Gewindeschneiden. Winzige Metallpartikel können auch durch Reibung zwischen beweglichen Teilen während des Maschinenbetriebs abplatzen – Dies ist ein besonderes Problem, wenn das verwendete Hydrauliköl zu dünn ist. Zahnräder, die gegen die Einlassseite eines Zahnradpumpengehäuses schleifen, können Metallspäne erzeugen, und die Kolben von Langhubzylindern in Hubmaschinen können Metallsplitter und Feilspäne von der Innenfläche des Zylinders abreißen. 

Eine weitere Möglichkeit der Verunreinigung eines Hydrauliksystems mit Metallpartikeln besteht, wenn ein Schlauch, der eine Drahtverstärkung enthält, abgelängt wird. Verwenden Sie ein druckluftbetriebenes Reinigungsprojektil, um sicherzustellen, dass die Enden vor dem Crimpen sauber sind.

Kavitation tritt auf, wenn Überdruck auf winzige Dampfblasen auf Metalloberflächen in Ihrem Hydrauliksystem einwirkt. Diese Dampfblasen können sich bilden, wenn z. B. der Zulauf zu einer Pumpe gedrosselt wird. Wenn diese Bläschen unter Druck implodieren, erodieren die erzeugten Stoßwellen die gebildeten Oberflächen und brechen Metallfragmente ab.

Obwohl weichere Metalle anfälliger für Kavitationsschäden sind – denken Sie an Aluminium oder Bronze – ist dies kein ungewöhnliches Problem für zähe Metalle wie Stahl. 

Kavitation ist ein Problem und ein Nebeneffekt, der dazu führt, dass sich Metallpartikel in Ihrem System verteilen und Verunreinigungen verursachen. Diese wandernden Metallpartikel können Erosionsprobleme im System verstärken, da sie mit hoher Geschwindigkeit über Ventilschieber und Anschlusskanten wandern. 

Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass feste Partikel im Hydrauliköl sogar zur Bildung weiterer Kavitationsblasen beitragen können, wodurch ein Teufelskreis der Verschmutzung des Hydrauliksystems entsteht. Sie sehen also, wie kritisch es ist, das Ausmaß der Partikelverunreinigungen zu kontrollieren. Verwenden Sie hochwertiges Hydrauliköl und achten Sie darauf, dass keine externen Verunreinigungen mit dem Öl eingebracht werden. Verwenden Sie hochwertige Filter, wie z. B. von Donaldson, um die Maschinen während des Betriebs zu schützen; und führen Sie bei Bedarf Systemspülungen durch, um Schlamm zu beseitigen.

Verschmutzung eines Hydrauliksystems durch Fasern und andere Umweltfaktoren

Die häufigste Art der Verschmutzung von Hydrauliksystemen nach Metall ist die Faserverschmutzung, gefolgt von einer Vielzahl anderer Umgebungsfaktoren.

Es gibt viele Quellen für Faserverunreinigungen in der Hydraulikflüssigkeit. Papiertücher oder Lappen, die zum Reinigen von Komponenten während der Installation oder Wartung verwendet werden, können winzige Fasern absondern. Sägemehl und Holzspäne aus einer schmutzigen Betriebsumgebung können eindringen, wenn das System für Inspektionen, Reparaturen und das Nachfüllen von Flüssigkeiten geöffnet wird. Schläuche, Dichtungen und O-Ringe werfen Elastomerpartikel ab, wenn sie sich abnutzen. Diese Arten von hydraulischen Verunreinigungen sind zwar weicher, können aber dennoch schädliche Verstopfungen verursachen. Zu den härteren Verunreinigungen gehören Kieselsäurepartikel: Diese stammen aus Mutterboden, Sand, Staub und Gesteinsmineralien in Betonböden und Fahrbahnen. Vor allem mobile Maschinen sind diesen harten, scharfkantigen Partikeln ausgesetzt, die katastrophale Ausfälle verursachen können, wenn sie in Ventile gelangen.

Schützen Sie Ihr System

Sie werden nie alle Arten von Verunreinigungen aus Ihrem Hydrauliksystem eliminieren können. Unabhängig davon, ob die Verunreinigung intern ist, hergestellt oder eingeführt wurde, ist sie eine Tatsache. Das heißt, wenn das System nicht richtig geschützt ist oder in einer schmutzigen Umgebung eingesetzt wird, laden Sie unnötig zusätzliche Probleme ein. Die Verwendung von Filtern und das Erlernen der Reinigung Ihres verschmutzten Hydrauliksystems können eine ineffektive Wartung nicht ausgleichen. Es ist immer kostengünstiger, ein Problem zu verhindern, als es im Nachhinein zu reinigen/beheben.

Wenn die Systemanalyse eine fortlaufende übermäßige Verschmutzung des Hydrauliksystems zeigt, sollten Sie in Betracht ziehen, einen unabhängigen Experten für Filtration und Verschmutzungskontrolle zu beauftragen. Donaldson verfügt über mehrere autorisierte Hydraulikfiltrationsspezialisten , die helfen können, die Quelle der Verschmutzung eines Hydrauliksystems zu identifizieren. Sie können auch dabei helfen, Ihr Wartungsprogramm neu zu gestalten oder Filterprodukte zu identifizieren, die besser für Ihre Anlage und Betriebsumgebung geeignet sind. Um die Leistung und Lebensdauer des Systems zu maximieren, sollten Sie Prozesse zur Verschmutzungskontrolle von Hydrauliksystemen einrichten und diese streng und konsequent befolgen.

Ein vollständiges Bild der Verschmutzungskontrolle zu erstellen bedeutet, sowohl die außergewöhnlichen Ereignisse als auch das Tagesgeschäft im Auge zu behalten. Wenn Ihr System während des Betriebs regelmäßig überhitzt, kann dies zu Schlammbildung in der Flüssigkeit oder zu übermäßigem Abrieb und Verschleiß an Metallteilen führen, da das Hydrauliköl durch die Hitze verdünnt wird.

Teamarbeit ist der Schlüssel zum Erfolg

Alle Beteiligten, die ein Interesse an Ihrem Hydrauliksystem haben, von den Gerätebesitzern zu den Aufsichtspersonen bis hin zu den Bedienern und Wartungstechnikern, sollten informiert und aufmerksam sein, wenn es um die Wartung des Hydrauliksystems geht. Jeder, der regelmäßig mit Ihren Anlagen in Berührung kommt, sollte die Anzeichen kennen und auf die verschiedenen Arten von hydraulischen Verunreinigungen achten. Wenn Ihre Maschinenbediener für die Durchführung von Filterwechseln oder den Austausch verschlissener Schläuche verantwortlich sind, stellen Sie sicher, dass ihre Schulung über die Mechanik der Aufgabe hinausgeht und auch Strategien zur Kontrolle der Verschmutzung des Hydrauliksystems umfasst. Das Verständnis der Folgen einer Verunreinigung der Hydraulikflüssigkeit trägt zu einer besseren Wachsamkeit und letztendlich zu einer höheren Zuverlässigkeit des Systems bei.

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