คุณเคยประสบปัญหาเกี่ยวกับความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิกหรือไม่? ในประสบการณ์สองทศวรรษที่ผ่านมา ฉันสังเกตเห็นว่าความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิก 60% เกิดจากการตัดมุมในท่อส่งของเหลว ท่อไฮดรอลิกที่เหมาะสมไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบเท่านั้น
ท่อไฮดรอลิกคืออะไร ท่อไฮดรอลิกเป็นท่อสำหรับลำเลียงน้ำมันไฮดรอลิกและระบบส่งกำลังที่แม่นยำ โดยทั่วไปท่อไฮดรอลิกมักทำจาก ท่อเหล็กแม่นยำไร้รอยต่อ และสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงได้ โดยส่วนใหญ่จะใช้เชื่อมต่อปั๊ม วาล์ว กระบอกสูบ ตัวกระตุ้น ฯลฯ
ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมกว่า 20 ปีทำให้ฉันได้เรียนรู้ถึงความสำคัญของท่อในระบบไฮดรอลิก ไม่ว่ากระบอกไฮดรอลิก วาล์ว และปั๊มจะก้าวหน้าเพียงใด ประสิทธิภาพของท่อไฮดรอลิกก็ยังถูกจำกัดอยู่
ดังที่ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบหัวใจและหลอดเลือดมักกล่าวไว้ว่า “ชีวิตของคุณขึ้นอยู่กับหลอดเลือดที่เปราะบางที่สุด” ท่อไฮโดรลิก มีลักษณะคล้ายกับหลอดเลือดในร่างกายมนุษย์ และในสนามไฮดรอลิกก็เช่นเดียวกัน ท่อในระบบไฮดรอลิกไม่ได้มีบทบาทเสริม แต่เป็นตัวกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลวของระบบ
ท่อชนิดใดที่ใช้สำหรับระบบไฮดรอลิก?
หากคุณเคยเห็นระบบไฮดรอลิกทำงานผิดปกติอันเนื่องมาจากไม่ได้เลือกท่อที่ถูกต้อง ฉันเคยเห็นสายการผลิตทั้งหมดต้องปิดตัวลงเพราะมีคนใช้ท่อวัสดุที่ไม่ถูกต้อง
ท่อระบบไฮดรอลิกส่วนใหญ่ควรใช้ท่อโครงสร้างไร้รอยต่อ โดยท่อเหล็กกล้าคาร์บอนรีดเย็นเป็นท่อที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เมื่อเทียบกับท่อเชื่อมแล้ว โครงสร้างไร้รอยต่อจะมีเสถียรภาพและปลอดภัยกว่า แม้ว่าท่อเชื่อมจะมีราคาค่อนข้างถูก แต่ปลายเชื่อมมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวภายใต้แรงดันสูง ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัย
ในปี 2018 ฉันได้ไปเยี่ยมชมผู้ผลิตเครื่องจักรรายเล็กในเวียดนาม ซึ่งพวกเขาใช้ท่อไฮดรอลิกที่มีวัสดุไม่ตรงกัน หลังจากใช้งานไปครึ่งเดือน อุปกรณ์ต่างๆ ก็แตก ทำให้เกิดการรั่วไหลที่อันตรายและต้องหยุดทำงานนานซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง การเลือกท่อที่เหมาะสมไม่เพียงแต่เป็นปัญหาทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังเป็นปัญหาเรื่องความปลอดภัยและต้นทุนอีกด้วย
ท่อมีเกรดใดบ้าง 2 ประเภทที่สามารถนำไปใช้กับท่อไฮดรอลิกได้?
ในการใช้งานจริง มีผู้ผลิตบางรายที่ประหยัดเงินค่าท่อและทำให้เครื่องมือเสียหายได้ ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีแรงดันสูง เลือกใช้ท่อที่มีมาตรฐานต่ำ ส่งผลให้ระบบไฮดรอลิกทั้งหมดเสียหาย
ท่อไฮโดรลิกมีอยู่ 2 เกรดหลักๆ:
ท่อเหล็กไร้รอยต่อดึงเย็นแม่นยำ (เช่น ASTM A179/A179M หรือ EN 10305) และท่อไฮดรอลิกแรงดันสูง (เช่น ASTM A519 หรือ EN 10297)
แบบแรกให้ความสม่ำเสมอของขนาดที่แม่นยำสำหรับการใช้งานมาตรฐาน ในขณะที่แบบหลังให้ความแข็งแรงแรงดันสูงที่ยอดเยี่ยมสำหรับระบบที่สูงกว่า 5,000 PSI
เช่น ฉันเข้าใจ:
สำหรับเครื่องจักรกลการเกษตรส่วนใหญ่มีแรงดันต่ำกว่า 4000 PSI โดยใช้ความแม่นยำ ท่อไร้รอยต่อแบบดึงเย็น เพียงพอ ความคลาดเคลื่อนความแม่นยำสูงช่วยให้ติดตั้งได้ถูกต้อง พื้นผิวด้านในที่เรียบสามารถลดแรงต้านทานได้
แต่สำหรับอุปกรณ์ก่อสร้างหนัก แนะนำให้ใช้ท่อไฮดรอลิกที่ทนทานต่อแรงดันสูง ท่อเหล่านี้ต้องการขั้นตอนการประมวลผลและการทดสอบที่เข้มงวดกว่า จึงมั่นใจได้ว่ามีขนาดที่แม่นยำกว่าและมีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่า แม้จะมีราคาแพงกว่า แต่ก็ปลอดภัยต่อการใช้งาน มีอัตราความล้มเหลวต่ำ และประหยัดเงินได้ในระยะยาว
กระบวนการผลิตท่อที่มีเกรดต่างกันมีความแตกต่างกันอย่างมาก ท่อความแม่นยำมาตรฐานมักขึ้นรูปโดยใช้เทคโนโลยีการดึงเย็น โดยอาศัยแม่พิมพ์ในการยืดโลหะให้ได้ขนาดตามเป้าหมาย ท่อเกรดแรงดันสูงต้องใช้ขั้นตอนการประมวลผลที่ซับซ้อนกว่า รวมถึงการบรรเทาความเครียดและกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนต่างๆ เพื่อปรับโครงสร้างจุลภาคของวัสดุให้เหมาะสมที่สุด
ผู้ซื้อจำนวนมากมองข้ามกุญแจสำคัญในการรับรองวัสดุในเชิงบวก ฉันมักจะเตือนลูกค้าว่าพวกเขาสามารถขอให้โรงงานจัดเตรียมใบรับรองโรงงานได้ และท่อไฮดรอลิกที่มีความแม่นยำจะต้องมีใบรับรอง IATF 16949 มีผลิตภัณฑ์ด้อยคุณภาพจำนวนมากในตลาด และฉันได้เห็นท่อปลอมจำนวนมากเกินไปที่มีข้อกำหนดปลอมเข้าสู่ตลาด ตัวอย่างเช่น ครั้งหนึ่งฉันเคยติดต่อกับผู้ผลิตอุปกรณ์รายใหญ่รายหนึ่งที่ต้องเรียกคืนอุปกรณ์จำนวน 50 ชิ้นเนื่องจากมีปัญหาเกี่ยวกับท่อที่ซัพพลายเออร์จัดหาให้ระหว่างการใช้งานจริง
นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมยังเป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวัสดุอีกด้วย ความต้องการแรงดันทันทีไม่สูงนัก แต่หากอุปกรณ์ต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนเป็นเวลานาน จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อน
ความแตกต่างระหว่างท่อไฮโดรลิกกับท่อยางคืออะไร?
การถกเถียงเรื่องท่อกับท่อส่งน้ำมักเกิดขึ้นในโครงการเกือบทุกโครงการที่ฉันให้คำปรึกษา เมื่อเดือนที่แล้ว ลูกค้ารายหนึ่งยืนกรานที่จะใช้ท่อทั้งหมดกับรถขุดเคลื่อนที่ จากนั้นก็สงสัยว่าทำไมระบบจึงพังอยู่เรื่อยๆ
ท่อไฮดรอลิกเป็นท่อโลหะแข็งที่ให้แรงดันสูงสุดและความทนทานสำหรับการใช้งานคงที่ ในขณะที่ท่อไฮดรอลิกเป็นท่ออ่อนที่ทำจากอีลาสโตเมอร์และเสริมแรงที่ช่วยให้ชิ้นส่วนต่างๆ เคลื่อนที่ได้ ท่อมีระดับแรงดันและอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า ในขณะที่ท่อรองรับการประกบของเครื่องจักรและการแยกการสั่นสะเทือน
ในการออกแบบระบบไฮดรอลิกจริง การเลือกท่อแบบแข็งและแบบอ่อนต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ฉันมีส่วนร่วมในการออกแบบระบบไฮดรอลิกตั้งแต่เครื่องจักรกลการเกษตรที่เรียบง่ายไปจนถึงอุปกรณ์วิศวกรรมที่รับน้ำหนักมาก และได้พัฒนาวิธีการตัดสินใจที่ใช้งานได้จริง
เมื่อระบบมีข้อกำหนดสูงสำหรับความจุแรงดัน ความเสถียรของการไหล หรืออายุการใช้งาน ท่อแข็งมักจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า โครงสร้างที่แข็งแรงของท่อสามารถรักษาการปิดผนึกระบบภายใต้แรงดันสูง อุณหภูมิสูง หรือสภาวะการสั่นสะเทือน ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการรั่วไหล สามารถเข้าใจได้ดังนี้: ท่อแข็งไฮดรอลิกเป็นเหมือนท่อหลักของระบบ โดยให้ช่องทางที่เสถียรและมีประสิทธิภาพสำหรับการขนส่งของเหลว
ท่อยางทำหน้าที่เป็น “ข้อต่อเคลื่อนที่” ในระบบไฮดรอลิก ท่อยางสามารถใช้เป็นข้อต่อเพื่อให้ชิ้นส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์เครื่องกลทำงานได้ เช่น ระหว่างรถแทรกเตอร์กับอุปกรณ์เสริม หรือระหว่างห้องโดยสารกับบูมของรถขุด การผสมผสานกับท่อยางนี้จะช่วยให้ทำงานร่วมกับอุปกรณ์เครื่องกลได้ดีขึ้น
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับท่อไฮดรอลิก โปรดดูที่ “คำอธิบายเกี่ยวกับท่อไฮโดรลิก”
ในการออกแบบระบบไฮดรอลิก มีความแตกต่างอย่างมากในโครงสร้างระหว่างท่อและสายยาง โครงสร้างเหล็กไร้รอยต่อแบบมาตรฐานของท่อไฮดรอลิก ความหนาของผนังท่อทั้งหมดสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ ท่อไฮดรอลิกเป็นโครงสร้างแบบผสมหลายชั้น โดยทั่วไปประกอบด้วยสามชั้น ได้แก่ ท่อยางสังเคราะห์ด้านใน ชั้นเสริมแรงตรงกลาง (ชั้นลวดถักหรือชั้นเกลียว) และชั้นป้องกันด้านนอก
ท่อที่มีความแม่นยำสามารถทนต่อแรงดันที่สูงขึ้นได้ โดยบางท่อสามารถทนต่อแรงดันในการทำงานที่สูงกว่า 700 บาร์ ในขณะเดียวกัน ผนังด้านในที่เรียบช่วยลดความต้านทานของไหลได้อย่างมาก ช่วยลดการสูญเสียพลังงานและปัญหาด้านความร้อนให้น้อยที่สุด การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของวัสดุโลหะช่วยระบายความร้อนและทำให้น้ำมันไฮดรอลิกเย็นลง
แน่นอนว่าท่อยางก็มีข้อดีในตัวเช่นกัน ความยืดหยุ่นที่ดีทำให้สามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนทางกลและความผันผวนของแรงดันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยปกป้องส่วนประกอบสำคัญ เช่น ตัวปั๊ม ในอุปกรณ์ที่ซับซ้อน ข้อได้เปรียบด้านความยืดหยุ่นของการติดตั้งท่อยางนั้นชัดเจน และในหลายๆ กรณี ท่อยางยังช่วยให้เปลี่ยนในสถานที่ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ
จากประสบการณ์ภาคสนามหลายทศวรรษ ฉันได้เรียนรู้ว่าระบบที่ดีที่สุดจะใช้ส่วนประกอบทั้งสองอย่างอย่างมีกลยุทธ์ ลูกค้าผู้ผลิตรายหนึ่งลดการเรียกร้องการรับประกันอุปกรณ์ลง 30% หลังจากที่เราออกแบบระบบใหม่ให้ใช้ท่อแข็งสำหรับท่อแรงดันหลักและท่อยางคุณภาพสูงเฉพาะในกรณีที่มีความยืดหยุ่นเท่านั้น
ท่อมาตรฐานสำหรับระบบไฮดรอลิกส์คืออะไร?
ท่อไฮดรอลิกที่เกิดสนิมบ่อยครั้งระหว่างการเยี่ยมชมโรงงาน สาเหตุของปัญหาไม่ได้เกิดจากวัสดุ แต่เกิดจากข้อบกพร่องของกระบวนการบำบัดพื้นผิว ซึ่งทำให้ท่อมีคุณสมบัติป้องกันมลพิษไม่เพียงพอ
พื้นผิวด้านในควรมีความเรียบเนียนและหยาบของพื้นผิว (＜1.6um) เพื่อให้แน่ใจว่าความต้านทานของไหลลดลง การบำบัดพื้นผิวภายนอกของท่อไฮดรอลิกมักจะเป็นดังนี้ สังกะสี, การฟอสเฟต การพ่นสี และการกัดกรด เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
วิศวกรมักมองข้ามคุณค่าที่แท้จริงของกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวของท่อระบบไฮดรอลิก แม้แต่ความแตกต่างในการปรับสภาพพื้นผิวในระดับไมครอนก็สามารถส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบไฮดรอลิกทั้งหมดได้
เมื่อการตกแต่งผนังด้านในไม่ได้มาตรฐาน จะเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ตามมาดังนี้:
• ประสิทธิภาพของพลศาสตร์ของไหลลดลงและเกิดการปั่นป่วน
• ประสิทธิภาพการส่งพลังงานของระบบลดลงอย่างมาก
• ความร้อนสะสมจากแรงเสียดทานทำให้อุณหภูมิของน้ำมันเพิ่มขึ้นผิดปกติ
• ข้อบกพร่องบนพื้นผิวระดับจุลภาคกลายเป็นจุดสะสมของสารปนเปื้อน
• ความเสี่ยงของการกัดกร่อนเฉพาะที่เพิ่มมากขึ้นอย่างมาก
การจะได้ท่อไฮดรอลิกภายในที่สมบูรณ์แบบนั้นต้องผ่านขั้นตอนการประมวลผลที่ละเอียดอ่อนหลายขั้นตอน หลังจากการดึงหรือการรีด ท่อไฮดรอลิกคุณภาพสูงจะผ่านขั้นตอนการทำความสะอาดที่เข้มงวด ท่อพิเศษยังต้องได้รับการดองหรือขัดด้วยเครื่องจักรเพื่อให้ผนังด้านในอยู่ในสภาพที่ดีที่สุด
วิธีการบำบัดผิวภายนอกของท่อควรพิจารณาตามความต้องการที่แท้จริง หากอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิคงที่ภายในอาคาร จำเป็นต้องทำความสะอาดและเคลือบน้ำมันป้องกันสนิมเท่านั้น วิธีนี้ช่วยให้จัดเก็บได้อย่างปลอดภัยและช่วยให้ติดตั้งในภายหลังได้ง่ายขึ้น
แต่ในสภาพการทำงานที่รุนแรงกว่า เช่น การชุบสังกะสี ถือเป็นทางเลือกที่ดี เนื่องจากสามารถรับมือกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนโดยทั่วไปได้ดีกว่า หากสภาพการทำงานรุนแรงเป็นพิเศษ คุณควรพิจารณาใช้สารเคลือบเรซินอีพอกซี
ในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ การปรับแต่งปลายท่อถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การตัดทั้งหมดต้องเรียบและตั้งฉาก และต้องลบครีบที่ขอบให้หมดจด วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อจะปิดผนึกและป้องกันไม่ให้สิ่งปนเปื้อนเข้าไปในท่อระหว่างการประกอบ ฉันมักจะเน้นย้ำกับทีมงานว่าความน่าเชื่อถือของระบบไฮดรอลิกมักจะสะท้อนให้เห็นในการควบคุมรายละเอียดเหล่านี้
บทสรุป
ท่อไฮดรอลิกเป็นฮีโร่เบื้องหลัง เมื่อเลือก คุณต้องพิจารณาระดับแรงดัน สภาพการทำงานจริง และสภาพแวดล้อม ไม่ว่าคุณจะเลือกท่อเหล็กไร้รอยต่อหรือท่ออ่อน วัสดุที่เหมาะสมและคุณภาพดีเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดเสถียรภาพของระบบ
