« Назад
АНАЛИЗ МАСЕЛ ДЛЯ СУДОВЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Гидравлические масла используются в судовых гидросистемах в качестве рабочей жидкости для передачи энергии и применяются: в рулевых машинах; электрогидравлических кранах; в механизмах закрытия люков, привода аппарелей, разворота лопастей гребного винта и т.д.
Исходя из условий эксплуатации, масла для судовых гидравлических систем должны обладать, с одной стороны, хорошей текучестью для обеспечения минимального сопротивления в системе трубопроводов, а с другой, эффективно снижать трение в подвижных элементах гидросистем и их износ. Перечисленные качества масла в значительной степени определяются его вязкостью и здесь приходится искать компромиссные решения. Важное значение при этом имеет и само техническое состояние судовой гидросистемы, при значительном износе которой рекомендуется переходить на более вязкие гидравлические масла.
Для гидравлических систем палубных механизмов, которые работают, как правило, в широком диапазоне температур, особо важное значение имеет индекс вязкости масла. Обычно гидравлические масла поставляются с ИВ<100, но порой требуются масла с ИВ=150ч-200. Такие масла получают путем введения присадок, загущающих масло и придающих ему более пологую характеристику «вязкость-температура».
В общем случае при выборе вязкости масла исходят из требований, обусловленных типом гидросистемы и насосов, длиной трубопроводов. Минимальная вязкость гидравлического масла определяется допустимым ее значением на всасывании у насоса. Для поршневых и лопастных насосов она должна быть не ниже 12 мм²/с. Шестеренные и особенно винтовые насосы нуждаются в маслах более высокой вязкости до 25мм²/с.
Максимально допустимая вязкость зависит от типа насосов, допустимого разряжения на всасывании и допустимой потери давления в гидросистеме. Максимум вязкости для лопастных и шестеренных насосов составляет 850 мм²/с, для винтовых — 500 мм²/с, для поршневых — 200 мм²/с. Создаваемое на всасывании насоса разрежение, зависящее от вязкости масла и сопротивления всасывающей магистрали, для лопастных насосов не должно быть ниже 1,13 МПа, для шестеренных и винтовых — 0,06 МПа, для поршневых 0,04–0,02 МПа.
Увеличение вязкости масла и соответствующее снижение давления на всасывании у насоса могут вызывать нарушения сплошности потока и сопутствующую ему кавитацию, что приводит к интенсивному изнашиванию деталей насоса и вызывает перебои в работе гидропривода. Поэтому, основную роль при выборе максимально допустимой вязкости масла играет падение давления в трубопроводах гидросистемы, находящееся в прямой зависимости от нее. Помимо требований к вязкости и вязкостно-температурной характеристике (ИВ) гидравлических масел, важное значение имеют еще и следующие свойства:
- низкотемпературные свойства (температура застывания);
- способность снижать износ и предотвращать задиры;
- антикоррозионные свойства;
- способность противостоять окислению;
- хорошее отделение воды и способность к деаэрации;
- способность противостоять пенообразованию;
- совместимость с применяемыми в гидросистемах уплотнительными материалами.
В международной практике гидравлические масла в соответствии с классификацией ISO получили следующие обозначения:
- НН — минеральные масла без присадок;
- НМ — минеральные масла с присадками, придающие им противоокислительные и противоизносные свойства;
- HV — масла НМ с дополнительно введенными присадками, улучшающими вязкостно-температурные свойства (ИВ=130-150);
- SHF — масла с высокими вязкостно-температурными свойствами: (ИВ 170-209), температура застывания от -42 до -48°С.
Каждая категория по вязкости, выражаемой в мм²/с при 40°С, подразделяется на десять сортов: 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220 и 320.
Правильность выбора гидравлических масел и контроль за их состоянием — необходимое условие безаварийной работы судового оборудования. С этой целью необходимо периодически выполнять анализ гидравлических масел в аккредитованной лаборатории для определения их рабочих параметров, на основании которых можно судить о работе всей гидросистемы и отдельных узлов оборудования.
Один из важных параметров мониторинга — класс промышленной чистоты, определяемый количеством и размером механических примесей, от которых зависит работоспособность гидропривода в целом. Для контроля используются стандартизованные кодировки промышленной чистоты, например, ISO 4406, ГОСТ 17216, NAS. Так нормой является использование гидравлического масла с кодировкой ISO 18/15/12, а предельное значение, хуже которого невозможна эксплуатация — 22/19/16.
Контроль за вязкостью масел позволяет своевременно отслеживать снижение их смазывающих свойств, поскольку допускается эксплуатировать масла с изменением вязкости не более 10–15% от значения вязкости свежего масла. Определяется данный параметр обычно при температуре 40°C.
По концентрации отдельных химических элементов и по соотношению между ними можно определить раннюю стадию ненормативного износа конкретных узлов. Многими производителями гидросистем устанавливаются предельные значения по каждому элементу. Например, алюминий в пробе масла может иметь значения до 15ppm и масло должно быть заменено при концентрации 30ppm. Обычно требуется контролировать следующие элементы: железо, медь, алюминий, свинец, хром, никель, олово. В некоторых нормативах требуется контроль за содержанием кремния, который вместе с алюминием указывает на попадание пыли внутрь гидросистемы.
Также необходим мониторинг за содержанием воды в масле, поскольку незначительное превышение ее концентрации относительно установленных норм приводит к быстрому окислению масла, что запускает процесс внутренней коррозии. Поэтому предельные значения воды в гидравлических маслах должны быть низкими — до 0,1 или 0,2%.
Грамотно организованный контроль за состоянием масел для судовых гидравлических систем — важный элемент безопасности не только для эксплуатации отдельного оборудования, но и судна в целом.
