Hatten Sie jemals mit Ausfällen von Hydrauliksystemen zu kämpfen? In den letzten zwei Jahrzehnten meiner Erfahrung habe ich festgestellt, dass 60% der Ausfälle von Hydrauliksystemen durch Einsparungen bei den Flüssigkeitsleitungen verursacht werden. Das richtige Hydraulikrohr ist mehr als nur ein Bauteil.
Was ist eine Hydraulikleitung? Hydraulische Rohre sind Träger für den Transport von Hydrauliköl und die präzise Kraftübertragung. Sie werden in der Regel hergestellt aus Nahtlose Präzisionsstahlrohre und können hohen Drücken standhalten. Sie dienen hauptsächlich zum Anschluss von Pumpen, Ventilen, Zylindern, Stellantrieben usw.
Zwanzig Jahre Erfahrung in der Branche haben mich gelehrt, wie wichtig die Rohrleitungen in Hydrauliksystemen sind. Ganz gleich, wie fortschrittlich die Hydraulikzylinder, -ventile und -pumpen sind, ihre Leistung wird durch die Hydraulikleitungen begrenzt.
Wie Herz-Kreislauf-Experten oft sagen: "Ihr Leben hängt von dem empfindlichsten Blutgefäß ab." Hydraulische Leitungen sind vergleichbar mit den Blutgefäßen im menschlichen Körper, und dasselbe gilt für die Hydraulik. Die Rohrleitungen im hydraulischen System sind keine Nebenrollen, sondern entscheiden über Erfolg oder Misserfolg des Systems.
Welche Art von Rohren wird in der Hydraulik verwendet?
Wenn Sie schon einmal erlebt haben, dass ein Hydrauliksystem aufgrund der falschen Wahl der Rohrleitung nicht funktioniert hat, habe ich gesehen, wie ganze Produktionslinien stillgelegt wurden, weil jemand das falsche Rohrmaterial verwendet hat.
Für Hydraulikleitungen sollten in erster Linie nahtlose Konstruktionsrohre verwendet werden. Unter ihnen sind kaltgezogene Rohre aus Kohlenstoffstahl am beliebtesten. Im Vergleich zu geschweißten Rohren sind nahtlose Konstruktionen stabiler und sicherer. Geschweißte Rohre sind zwar relativ preiswert, aber die geschweißten Enden neigen unter hohem Druck zur Rissbildung und stellen ein Sicherheitsrisiko dar.
Im Jahr 2018 besuchte ich einen kleinen Maschinenhersteller in Vietnam. Dort wurden Hydraulikrohre mit nicht aufeinander abgestimmten Materialien verwendet. Nach einem halben Monat Betrieb platzten die Fittings, was zu gefährlichen Lecks und teuren Ausfallzeiten führte. Die Wahl des richtigen Rohrs ist nicht nur eine technische Frage, sondern auch eine Frage der Sicherheit und der Kosten.
Welche 2 Arten von Rohren können für hydraulische Rohrleitungen verwendet werden?
In der Praxis gibt es Hersteller, die an Rohren sparen und dadurch Ausfälle verursachen. So wird beispielsweise in einer Hochdruckanwendung ein Rohr mit niedrigem Standard gewählt, was zum Ausfall des gesamten Hydrauliksystems führt.
Es gibt zwei Haupttypen von Hydraulikrohren:
Kaltgezogenes nahtloses Präzisionsstahlrohr (wie ASTM A179/A179M oder EN 10305) und Hochdruckhydraulikrohre (wie ASTM A519 oder EN 10297).
Ersteres bietet präzise Maßhaltigkeit für Standardanwendungen, während letzteres eine ausgezeichnete Hochdruckfestigkeit für Systeme über 5.000 PSI bietet.
Ich verstehe zum Beispiel:
Bei Landmaschinen, die meist einen Druck von weniger als 4000 PSI haben, ist die Verwendung von Präzisions kaltgezogene nahtlose Rohre ausreichend ist. Hohe Präzisionstoleranzen gewährleisten einen korrekten Einbau. Eine glatte Innenfläche kann den Widerstand verringern.
Für schwere Baumaschinen empfiehlt es sich jedoch, Hydraulikrohre zu verwenden, die dem hohen Druck besser standhalten. Diese Rohrleitungen erfordern mehr Verarbeitungsschritte und strenge Prüfungen. Sie gewährleisten eine höhere Maßgenauigkeit und eine höhere mechanische Festigkeit. Sie sind zwar teurer, aber sie sind sicher in der Anwendung, haben eine geringe Ausfallquote und können langfristig Geld sparen.
Bei der Herstellung von Rohren verschiedener Güteklassen gibt es erhebliche Unterschiede. Standard-Präzisionsrohre werden in der Regel im Kaltziehverfahren hergestellt, wobei das Metall in Formen gestreckt wird, um die Zielgröße zu erreichen. Für Hochdruckrohre sind komplexere Verarbeitungsverfahren erforderlich, einschließlich Spannungsabbau und verschiedene Wärmebehandlungsverfahren, um die Mikrostruktur des Materials zu optimieren.
Viele Käufer übersehen auch den Schlüssel zu einer positiven Materialzertifizierung. Ich erinnere die Kunden in der Regel daran, dass sie vom Werk ein Werkszertifikat verlangen können, und dass Präzisionshydraulikrohre ein IATF 16949-Zertifikat haben müssen. Es gibt tatsächlich viele minderwertige Produkte auf dem Markt, und ich habe zu viele gefälschte Rohre mit gefälschten Spezifikationen auf dem Markt gesehen. Ich hatte zum Beispiel einmal Kontakt mit einem großen Gerätehersteller, der eine Charge von 50 Geräten zurückrufen musste, weil die vom Lieferanten gelieferten Rohre während des Betriebs Probleme aufwiesen.
Darüber hinaus ist auch die Umgebung ein Faktor, der bei der Auswahl der Materialien zu berücksichtigen ist. Die unmittelbaren Druckanforderungen sind nicht hoch, aber wenn das Gerät lange Zeit in einer korrosiven Umgebung eingesetzt werden muss, muss die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden.
Was ist der Unterschied zwischen Hydraulikschläuchen und -rohren?
Die Debatte über Schläuche oder Rohre kommt bei fast jedem Projekt auf, bei dem ich berate. Letzten Monat bestand ein Kunde darauf, alle Rohre für einen Mobilbagger zu verwenden, und wunderte sich dann, warum das System immer wieder ausfiel.
Hydraulikrohre sind starre Metallrohre, die eine maximale Druckkapazität und Haltbarkeit für ortsfeste Anwendungen bieten, während Hydraulikschläuche flexible Leitungen aus Elastomeren und Verstärkungen sind, die Bewegungen zwischen den Komponenten ermöglichen. Rohre bieten bessere Druckwerte und Langlebigkeit, während Schläuche die Beweglichkeit der Maschine und die Isolierung von Vibrationen ermöglichen.
Bei der Planung von Hydrauliksystemen müssen bei der Auswahl von harten und weichen Rohren mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Ich habe an der Planung von Hydrauliksystemen mitgewirkt, von einfachen Landmaschinen bis hin zu hochbelasteten technischen Geräten, und habe eine praktische Entscheidungsmethode entwickelt.
Wenn das System hohe Anforderungen an die Druckkapazität, die Durchflussstabilität oder die Lebensdauer stellt, sind harte Rohre in der Regel die bessere Wahl. Ihre starre Struktur kann die Systemabdichtung unter hohem Druck, hoher Temperatur oder Vibrationsbedingungen aufrechterhalten und so das Risiko von Leckagen verringern. Es kann wie folgt verstanden werden: Hydraulische Hartrohre sind wie der Hauptstamm eines Systems und bieten stabile und effiziente Kanäle für den Flüssigkeitstransport.
Der Schlauch spielt die Rolle einer "beweglichen Verbindung" im Hydrauliksystem. Der Schlauch kann als Verbindung verwendet werden, um die verschiedenen Teile der mechanischen Ausrüstung in Betrieb zu nehmen. Zum Beispiel zwischen einem Traktor und seinem Zubehör oder zwischen der Kabine und dem Ausleger eines Baggers. Diese Kombination mit dem Schlauch ermöglicht eine bessere Zusammenarbeit mit der mechanischen Ausrüstung.
Weitere Informationen über Hydraulikschläuche finden Sie unter "Hydraulische Schläuche erklärt"
Bei der Konstruktion von Hydrauliksystemen gibt es einen wesentlichen Unterschied in der Struktur zwischen Rohr und Schlauch. Das Standard-Hydraulikrohr besteht aus einer nahtlosen Stahlkonstruktion. Die Wandstärke des gesamten Rohrs ist einheitlich und konsistent. Hydraulikschläuche sind geschichtete Verbundkonstruktionen, die in der Regel aus drei Schichten bestehen: einer inneren synthetischen Gummiröhre, einer mittleren Verstärkungsschicht (Drahtgeflecht oder Spiralschicht) und einer äußeren Schutzschicht.
Präzisionsrohre können höheren Drücken standhalten, einige von ihnen können Arbeitsdrücke von über 700 bar aushalten. Durch die glatte Innenwand wird der Flüssigkeitswiderstand erheblich reduziert, wodurch Energieverluste und Probleme mit der Wärmeentwicklung minimiert werden. Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit der metallischen Werkstoffe trägt zur Wärmeableitung und Kühlung des Hydrauliköls bei.
Natürlich haben Schläuche auch ihre eigenen Vorteile. Dank ihrer guten Flexibilität können sie mechanische Schwingungen und Druckschwankungen wirksam absorbieren und so wichtige Komponenten wie das Pumpengehäuse schützen. Bei komplexen Anlagen liegt der Vorteil der Flexibilität der Schlauchinstallation auf der Hand, und in vielen Fällen ermöglicht sie einen schnellen Austausch vor Ort ohne Spezialwerkzeug.
Aus jahrzehntelanger Praxiserfahrung habe ich gelernt, dass die besten Systeme beide Komponenten strategisch einsetzen. Ein Kunde aus der Fertigungsindustrie konnte seine Garantieansprüche um 30% reduzieren, nachdem wir sein System so umgestaltet hatten, dass starre Rohre für die Hauptdruckleitungen und hochwertige Schläuche nur dort verwendet wurden, wo Flexibilität absolut notwendig war.
Was ist die Standard-Rohroberfläche für Hydraulik?
Bei einer Werksbesichtigung wurde festgestellt, dass die Hydraulikleitungen dort häufig verrostet sind. Die Ursache des Problems liegt nicht im Material, sondern in den Mängeln des Oberflächenbehandlungsverfahrens, was zu einer unzureichenden Verschmutzungsresistenz der Rohre führt.
Die innere Oberfläche sollte eine glatte und raue Oberfläche (＜1,6um) aufweisen. Der Flüssigkeitswiderstand muss reduziert werden. Die äußere Oberflächenbehandlung von Hydraulikleitungen ist in der Regel verzinkt, Phosphatierung, Spritzlackierung und Säureätzung zum Schutz vor Korrosion.
Ingenieure übersehen oft den wahren Wert des Oberflächenbehandlungsprozesses von Hydrauliksystemrohren. Selbst Unterschiede in der Oberflächenbehandlung im Mikrometerbereich können die Zuverlässigkeit und Leistung des gesamten Hydrauliksystems beeinträchtigen.
Wenn die Innenwandbehandlung nicht dem Standard entspricht, wird eine Reihe von Kettenreaktionen ausgelöst:
- Die Leistung der Fluiddynamik verschlechtert sich und es kommt zu Turbulenzen
- Die Effizienz der Energieübertragung im System wird erheblich reduziert.
- Reibungshitze verursacht anormalen Anstieg der Öltemperatur
- Mikroskopische Oberflächendefekte werden zu Schadstoffakkumulationspunkten
- Das Risiko einer lokalen Korrosion ist stark erhöht
Um die ideale Innenbeschaffenheit von Hydraulikrohren zu erreichen, sind eine Reihe von heiklen Bearbeitungsschritten erforderlich. Nach dem Ziehen oder Walzen werden hochwertige Hydraulikrohre einem strengen Reinigungsprozess unterzogen. Spezielle Rohre müssen auch durch Beizen oder mechanisches Polieren behandelt werden, damit die Innenwand den besten Zustand erreichen kann.
Die Behandlungsmethode für die äußere Oberfläche der Rohre sollte entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen festgelegt werden. In Innenräumen mit konstanter Temperatur sind nur eine einfache Reinigung und eine Behandlung mit rostfreiem Öl erforderlich. Dies gewährleistet eine sichere Lagerung und erleichtert die spätere Installation.
Aber unter härteren Arbeitsbedingungen, wie z. B. beim Verzinken, ist es eine gute Wahl. Sie kann besser mit allgemeinen korrosiven Umgebungen umgehen. Wenn die Arbeitsbedingungen besonders rau sind, sollten Sie eine Epoxidharzbeschichtung in Betracht ziehen.
Bei der Präzisionsbearbeitung ist die Behandlung des Rohrendes besonders kritisch. Alle Einschnitte müssen flach und rechtwinklig sein, und die Kanten müssen gründlich entgratet werden. Dies kann die Abdichtung der Verbindungsteile gewährleisten und verhindern, dass bei der Montage Verunreinigungen in das Rohr gelangen. Ich weise das Team oft darauf hin, dass sich die Zuverlässigkeit von Hydrauliksystemen oft in der Kontrolle dieser Details widerspiegelt.
Abschluss
Hydraulische Leitungen sind die Helden hinter den Kulissen. Bei der Auswahl müssen Sie das Druckniveau, die tatsächlichen Arbeitsbedingungen und die Umweltbedingungen berücksichtigen. Ob Sie sich für nahtlose Stahlrohre oder flexible Schläuche entscheiden, das richtige Material und eine gute Qualität sind wichtige Faktoren für die Stabilität des Systems.
