V-ați confruntat vreodată cu defecțiuni ale sistemului hidraulic? În ultimele două decenii de experiență, am observat că 60% din eșecurile sistemelor hidraulice sunt cauzate de tăierea colțurilor în conductele de livrare a fluidului. Conducta hidraulică potrivită este mai mult decât o simplă componentă.
Ce este o conductă hidraulică? Conductele hidraulice sunt suporturi pentru transportul uleiului hidraulic și pentru transmiterea precisă a puterii. Acestea sunt de obicei realizate din țevi din oțel de precizie fără sudură și pot rezista la medii cu presiune ridicată. Acestea conectează în principal pompe, supape, cilindri, actuatoare etc.
20 de ani de experiență în industrie m-au învățat importanța conductelor în sistemele hidraulice. Indiferent cât de avansate sunt cilindrii hidraulici, supapele și pompele, performanța lor este limitată de conductele hidraulice.
Așa cum spun adesea experții cardiovasculari: "Viața ta depinde de cel mai fragil vas de sânge". Conducte hidraulice sunt similare vaselor de sânge din corpul uman, iar același lucru este valabil și în domeniul hidraulic. Conductele din sistemul hidraulic nu sunt roluri de sprijin, ci determină succesul sau eșecul sistemului.
Ce tip de țeavă este utilizat pentru hidraulică?
Dacă ați văzut vreodată un sistem hidraulic defect din cauza nealegerii conductei corecte, am văzut linii întregi de producție oprite pentru că cineva a folosit un material de țeavă greșit.
Principala utilizare a conductelor sistemului hidraulic ar trebui să fie țevi structurale fără sudură. Printre acestea, țevile din oțel carbon trase la rece sunt cele mai populare. Comparativ cu țevile sudate, structurile fără sudură sunt mai stabile și mai sigure. Deși țevile sudate sunt relativ necostisitoare, capetele sudate sunt predispuse la fisurare sub presiune ridicată, reprezentând un risc pentru siguranță.
În 2018, am vizitat un mic producător de utilaje din Vietnam. Aceștia foloseau țevi hidraulice cu materiale nepotrivite. După o jumătate de lună de utilizare, fitingurile s-au spart, provocând scurgeri periculoase și timpi de inactivitate costisitori. Alegerea țevii potrivite nu este doar o problemă tehnică, ci și o problemă de siguranță și de costuri.
Care sunt cele 2 tipuri de clase de țevi care pot fi utilizate pentru conductele hidraulice?
În aplicațiile reale, există producători care economisesc bani pe țevi și provoacă defecțiuni ale echipamentelor. De exemplu, într-un mediu de aplicare de înaltă presiune, este selectată o țeavă de standard scăzut, ceea ce cauzează defectarea întregului sistem hidraulic.
Există două clase principale de țevi hidraulice:
Precizie țeavă de oțel fără sudură trasă la rece (cum ar fi ASTM A179/A179M sau EN 10305) și țevi hidraulice de înaltă presiune (cum ar fi ASTM A519 sau EN 10297).
Primul asigură o consistență dimensională precisă pentru aplicații standard, în timp ce al doilea asigură o rezistență excelentă la presiune ridicată pentru sisteme de peste 5.000 PSI.
De exemplu, înțeleg:
Pentru utilajele agricole, dintre care majoritatea au o presiune mai mică de 4000 PSI, utilizarea preciziei tuburi fără sudură trase la rece este suficientă. Toleranțele de mare precizie asigură o instalare corectă. O suprafață interioară netedă poate reduce rezistența.
Dar pentru echipamentele grele de construcții, se recomandă utilizarea conductelor hidraulice care sunt mai rezistente la presiune ridicată. Aceste conducte necesită mai multe etape de prelucrare și teste riguroase. Asigură dimensiuni mai precise și o rezistență mecanică mai mare. Acestea sunt mai scumpe, dar sunt sigure de utilizat, au o rată scăzută de defecțiuni și pot economisi bani pe termen lung.
Există diferențe semnificative în procesul de producție a țevilor de diferite grade. Țevile de precizie standard sunt de obicei formate folosind tehnologia de tragere la rece, bazându-se pe matrițe pentru a întinde metalul pentru a obține dimensiunea țintă; țevile de înaltă presiune necesită proceduri de prelucrare mai complexe, inclusiv reducerea tensiunilor și diverse procese de tratament termic, pentru a optimiza microstructura materialului.
Mulți cumpărători ignoră, de asemenea, cheia certificării pozitive a materialelor. De obicei, le reamintesc clienților că pot solicita fabricii să furnizeze un certificat de fabrică, iar țevile hidraulice de precizie trebuie să aibă un certificat IATF 16949. Există într-adevăr multe produse inferioare pe piață și am văzut prea multe țevi contrafăcute cu specificații falsificate care intră pe piață. De exemplu, am avut odată contact cu un mare producător de echipamente care a trebuit să recheme un lot de 50 de dispozitive din cauza unor probleme cu țevile furnizate de furnizor în timpul funcționării reale.
În plus, mediul este, de asemenea, un factor de luat în considerare la selectarea materialelor. Cerințele de presiune imediată nu sunt ridicate, dar dacă echipamentul trebuie să fie într-un mediu coroziv pentru o perioadă lungă de timp, performanța de rezistență la coroziune trebuie îmbunătățită.
Care este diferența dintre furtunul hidraulic și țeavă?
Dezbaterea dintre furtunuri și țevi apare în aproape fiecare proiect pentru care ofer consultanță. Luna trecută, un client a insistat să utilizeze toate țevile pentru un excavator mobil, apoi s-a întrebat de ce sistemul continua să se defecteze.
Țevile hidraulice sunt tuburi metalice rigide care oferă capacitate maximă de presiune și durabilitate pentru aplicații fixe, în timp ce furtunurile hidraulice sunt conducte flexibile realizate din elastomeri și armături care permit mișcarea între componente. Țevile oferă capacități de presiune și longevitate mai bune, în timp ce furtunurile permit articularea mașinii și izolarea vibrațiilor.
În proiectarea reală a sistemului hidraulic, selectarea țevilor dure și moi trebuie să ia în considerare mai mulți factori. Am participat la proiectarea sistemelor hidraulice, de la simple utilaje agricole la echipamente tehnice cu sarcini mari, și am dezvoltat o metodă practică de luare a deciziilor.
Atunci când sistemul are cerințe ridicate privind capacitatea de presiune, stabilitatea debitului sau durata de viață, țevile rigide sunt de obicei o alegere mai bună. Structura sa rigidă poate menține etanșeitatea sistemului în condiții de presiune ridicată, temperatură ridicată sau vibrații, reducând riscul de scurgeri. Aceasta poate fi înțeleasă după cum urmează: Conductele hidraulice rigide sunt ca trunchiul principal al unui sistem, oferind canale stabile și eficiente pentru transportul fluidelor.
Furtunul joacă rolul de "articulație mobilă" în sistemul hidraulic. Furtunul poate fi utilizat ca o articulație pentru a permite diferitelor părți ale echipamentului mecanic să funcționeze. De exemplu, între un tractor și accesoriile sale, sau între cabină și brațul unui excavator. Această combinație cu furtunul poate coopera mai bine cu echipamentul mecanic.
Pentru mai multe informații despre furtunurile hidraulice, consultați "Explicarea furtunurilor hidraulice"
În proiectarea sistemului hidraulic, există o diferență semnificativă în structura dintre țeavă și furtun. Țeava hidraulică standard a integrat o structură din oțel fără sudură. Grosimea peretelui întregii țevi este uniformă și consistentă. Furtunurile hidraulice sunt structuri compozite stratificate, constând de obicei din trei straturi: un tub interior din cauciuc sintetic, un strat de armare intermediar (strat împletit din sârmă sau spiralat) și un strat exterior de protecție.
tuburile de precizie pot rezista la presiuni mai mari, unele dintre acestea putând suporta presiuni de lucru de peste 700 bar. Între timp, peretele său interior neted reduce semnificativ rezistența fluidului, minimizând pierderea de energie și problemele legate de generarea de căldură. Conductivitatea termică excelentă adusă de materialele metalice ajută la disiparea căldurii și la răcirea uleiului hidraulic.
Desigur, furtunurile au și ele propriile lor avantaje. Flexibilitatea bună le permite să absoarbă eficient vibrațiile mecanice și fluctuațiile de presiune, protejând componentele cheie, cum ar fi corpul pompei. În cazul echipamentelor complexe, avantajul flexibilității instalării furtunurilor este evident și, în multe cazuri, suportă înlocuirea rapidă la fața locului, fără a fi nevoie de unelte speciale.
Din zeci de ani de experiență pe teren, am învățat că cele mai bune sisteme folosesc ambele componente în mod strategic. Un client producător și-a redus cererile de garanție pentru echipamente cu 30% după ce am reproiectat sistemul pentru a utiliza conducte rigide pentru liniile principale de presiune și furtunuri de înaltă calitate numai acolo unde flexibilitatea era absolut necesară.
Care este finisajul standard al țevilor pentru sistemele hidraulice?
În timpul unei vizite pe teren a fabricii, țevile hidraulice de acolo ruginiseră frecvent. Cauza problemei nu este materialul, ci defectele procesului de tratare a suprafeței, ceea ce duce la o capacitate antipoluare insuficientă a conductei.
Suprafața interioară trebuie să asigure netezimea și rugozitatea suprafeței (＜1,6um). Asigurați o rezistență redusă a fluidului. Tratamentul suprafeței exterioare a conductelor hidraulice este de obicei galvanizat, fosfatare, vopsire prin pulverizare și gravare cu acid pentru a preveni coroziunea.
Inginerii trec adesea cu vederea adevărata valoare a procesului de tratare a suprafeței țevilor sistemului hidraulic. Chiar și diferențele de tratament de suprafață de ordinul micronilor pot afecta fiabilitatea și performanța întregului sistem hidraulic.
Atunci când tratamentul peretelui interior nu este la standarde, se declanșează o serie de reacții în lanț:
- Performanța dinamicii fluidelor se deteriorează și apar turbulențe
- Eficiența transmiterii energiei sistemului este redusă semnificativ
- Acumularea de căldură prin frecare determină creșterea anormală a temperaturii uleiului
- Defectele microscopice de suprafață devin puncte de acumulare a contaminanților
- Riscul de coroziune localizată este mult crescut
Obținerea finisajului intern ideal al tuburilor hidraulice necesită o serie de etape delicate de prelucrare. După tragere sau laminare, tuburile hidraulice de înaltă calitate sunt supuse unui proces riguros de curățare. Tuburile speciale trebuie, de asemenea, să fie tratate prin decapare sau lustruire mecanică, astfel încât peretele interior să ajungă în cea mai bună stare.
Metoda de tratare a suprafeței exterioare a tubulaturii trebuie stabilită în funcție de nevoile reale. Dacă se află într-un mediu interior cu temperatură constantă, sunt necesare doar o curățare simplă și un tratament cu ulei rezistent la rugină. Acest lucru asigură siguranța depozitării și facilitează instalarea ulterioară.
Dar în condiții de lucru mai severe, cum ar fi galvanizarea, este o alegere bună. Acesta poate face față mai bine mediilor corozive generale. Dacă condițiile de lucru sunt deosebit de dure, atunci trebuie să luați în considerare acoperirea cu rășină epoxidică.
În timpul procesului de prelucrare de precizie, tratarea capătului țevii este deosebit de importantă. Toate inciziile trebuie să fie plane și pătrate, iar marginile trebuie să fie bine debavurate. Acest lucru poate asigura etanșarea pieselor de conectare și poate preveni pătrunderea contaminanților în țeavă în timpul asamblării. Subliniez adesea echipei că fiabilitatea sistemelor hidraulice se reflectă adesea în controlul acestor detalii.
Concluzie
Conductele hidraulice sunt eroii din spatele scenei. Atunci când alegeți, trebuie să luați în considerare nivelul de presiune, condițiile reale de lucru și condițiile de mediu. Fie că alegeți țevi din oțel fără sudură sau furtunuri flexibile, materialul potrivit și calitatea bună sunt factori importanți în determinarea stabilității sistemului.
