Auswirkungen der Temperatur auf Hydrauliksysteme

Hydrauliksysteme sind für den Betrieb vieler Aspekte des modernen Lebens von entscheidender Bedeutung, von riesigen Anlagen, die zur Herstellung von Teilen auf Hydraulik angewiesen sind, bis hin zum Hydrauliksystem, das einen lokalen Müllwagen antreibt. So massiv und leistungsfähig diese Systeme auch sein mögen, sie haben eine sprichwörtliche Achillesferse:extreme Temperaturen. Sowohl niedrige als auch hohe Temperaturen können die Leistung und Effizienz großer und kleiner Hydrauliksysteme beeinträchtigen. Wenn Ihr System nicht wie erwartet funktioniert, liegt möglicherweise ein Temperaturproblem vor, das untersucht und behoben werden muss.

Betriebsbedingungen bei niedrigen Temperaturen

Wenn die meisten Menschen an die Auswirkungen der Temperatur auf die Hydraulik denken, denken sie sofort an Wärme; Kälte kann jedoch auch verheerende Auswirkungen auf Hydrauliksysteme haben. Solche suboptimalen Betriebstemperaturen können aus Umgebungstemperaturen weit unter dem Gefrierpunkt oder dem Betrieb eines Hydrauliksystems in großen Höhen bei niedrigen atmosphärischen Bedingungen resultieren. Niedrigtemperatureffekte können besonders problematisch für mobile Hydrauliksysteme sein, die in den Wintermonaten an Outdoor-Geräten zu finden sind.

Auswirkungen niedriger Temperaturen auf Hydrauliksysteme

Elastomere Materialien wie Gummi sind häufig in Hydrauliksystemen aller Größen zu finden, und Gummi (wie auch andere Arten von Elastomeren) ist empfindlich gegenüber kalten Temperaturen und kann sich wie ein sprödes Material verhalten, wenn die Temperaturen ausreichend tief fallen. Wenn Hydraulikgeräte kalten Temperaturen ausgesetzt sind, können Gummikomponenten wie Dichtungen, Armaturen, Halterungen und Schläuche während des Betriebs ernsthaft beschädigt werden. Es ist wichtig, den Zustand der äußeren Gummikomponenten auf Risse oder Risse zu überprüfen, bevor Sie das System starten, und immer Ersatzteile für Gummikomponenten zur Hand zu haben, falls etwas beschädigt werden sollte.

Kalte Temperaturen beeinflussen die Viskosität der Flüssigkeiten in Ihrem Hydrauliksystem, also nicht nur der Hydraulikflüssigkeit, sondern auch der Schmiermittel. Niedrige Temperaturen erhöhen die Viskosität von Hydraulikflüssigkeit und Öl, was bedeutet, dass es sich wie eine dickflüssigere Flüssigkeit verhält. Wenn die Viskosität zu stark ansteigt, verhält sich die Flüssigkeit nicht normal; Beispielsweise kann sich beim Start Öl mit einer höheren Viskosität als normal nicht schnell genug gleichmäßig um kritische Teile verteilen, um Schäden zu vermeiden. Denken Sie daran, dass Flüssigkeiten tatsächlich bis zu dem Punkt erstarren können, an dem sie nicht mehr fließen. Dies führt zu verhungerten Pumpen, Kavitation und Mangel an Schmierung, was wiederum zu teuren Schäden an Ihrer hydraulischen Ausrüstung und den Komponenten führt, aus denen sie besteht.

Es ist ratsam, die Flüssigkeiten in Ihrer Hydraulikanlage zu überprüfen – einschließlich nicht nur der Hydraulikflüssigkeit, sondern auch der Motorflüssigkeit und der Getriebeflüssigkeit –, bevor Sie sie in Betrieb nehmen. Sie prüfen nicht die Füllstände, sondern die Viskosität:Wenn die Flüssigkeit zu dick ist, um vom Ende des Messstabs zu tropfen, ist sie zu viskos, um richtig zu funktionieren. Der Versuch, Ihr System in diesem Zustand zu betreiben, wird es ernsthaft beschädigen. Diese Erhöhung der Viskosität ist auch der Grund, warum es wichtig ist, Ihrer hydraulischen Ausrüstung die Möglichkeit zu geben, sich vor dem Gebrauch aufzuwärmen. Starten Sie das Gerät und lassen Sie es im Leerlauf laufen, um das Hydrauliksystem und die Flüssigkeiten, von denen es abhängt, aufzuwärmen, bevor Sie das Gerät in Betrieb nehmen.

Im Allgemeinen ist es wichtig sicherzustellen, dass die im System verwendeten Flüssigkeiten für die erwarteten Temperaturen geeignet sind, wobei der atmosphärische Druck zu berücksichtigen ist, wenn Bedingungen in großer Höhe vorhanden sind. Wenden Sie sich an den Hersteller, wenn Sie Fragen haben, welche Art von Flüssigkeiten bei kalten Temperaturen geeignet sind.

Auswirkungen hoher Temperaturen auf Hydrauliksysteme

Wenn Hydraulikflüssigkeiten und Schmiermittel über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt werden, beginnen die Flüssigkeiten, eine dauerhafte Verschlechterung und eine starke Verringerung der Viskosität zu erfahren (d. h. die Flüssigkeit wird viel dünner und weniger viskos). Die Verschlechterung der Hydraulikflüssigkeit führt zur Oxidation (tatsächlich nimmt die Oxidationsrate selbst mit der Temperatur erheblich zu) und zur Bildung von problematischem Schlamm. Gleichzeitig erfährt die Flüssigkeit chemische Reaktionen zwischen zersetzenden Additiven, die alle die Leistung der Flüssigkeit und des gesamten Hydrauliksystems ernsthaft beeinträchtigen.

Die reduzierte Viskosität kann Schmiermittel und Hydrauliköl unbrauchbar machen, wenn es darum geht, Komponenten durch Verringerung der Reibung zu schützen, Abriebschäden zu verhindern und die Verschleißgeschwindigkeit zu minimieren. Eine Änderung der Viskosität wirkt sich auch auf das Verhalten der Hydraulikflüssigkeit selbst aus und wirkt sich negativ auf die Leistung des gesamten Hydrauliksystems aus. Abhängig von einer Kombination aus Druck und Temperatur können einige Flüssigkeiten tatsächlich einen Dampfzustand erreichen – was offensichtlich zu beschädigten Systemen und Komponenten führt.

Während die Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit, die ein Additiv zur Verbesserung des VI (Viskositätsindex) enthält, das Problem der verringerten Viskosität bei hohen Temperaturen lindern kann, ist es wichtig zu bedenken, dass eine längere Einwirkung von hohen Temperaturen genau dieses Additiv zum Abbau führen kann – was bedeutet, dass VI Verbesserungszusätze sind keine einfache Lösung des Problems. Noch interessanter ist die Tatsache, dass ein längerer Hochtemperaturbetrieb andere kritische Zusatzstoffe aufzehren kann, darunter Schaumdämpfungsmittel, Rostschutzmittel, Verschleißschutzbestandteile und Antioxidantien.

Wenn sich die Flüssigkeit weiter verschlechtert und wichtige Additive wie Rostschutzmittel und Verschleißschutzbestandteile allmählich aufgebraucht werden, werden die Komponenten innerhalb des Systems (Hydraulikmotoren, Pumpen, Ventile) einem beschleunigten Verschleiß ausgesetzt. Die Systemleistung und -effizienz sinken weiter und das System beginnt, seine eigene Wärme zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein tödlicher Schadenskreislauf für Ihr Hydrauliksystem als Ganzes und die darin enthaltenen Komponenten. Wenn zugelassen wird, dass der beschleunigte Verschleiß ungehindert anhält, können sich Teile des Oberflächenmetalls abnutzen und Flocken und winzige Partikel bilden, die die Hydraulikflüssigkeit verunreinigen und den Verschleiß verschlimmern.

Kurz gesagt, eine längere Einwirkung hoher Temperaturen kann ein Hydrauliksystem mit der Zeit zerstören.

Ursachen der Wärmeentwicklung in hydraulischen Systemen

Hohe Temperaturen können aus extremen Umgebungstemperaturen resultieren, sind aber eher das Ergebnis der Wärmeerzeugung innerhalb des Hydrauliksystems. Da Wärme für ein Hydrauliksystem so schädlich sein kann, ist es wichtig, die Quelle der Wärmeerzeugung aufzuspüren. Die Wärmeerzeugung entsteht üblicherweise dadurch, dass Fluid von einem Bereich mit hohem Druck zu einem Bereich mit niedrigem Druck fließt, ohne dass mechanische Arbeit abgegeben wird. Eine Quelle für einen solchen Druckverlust ist Reibung. Hohe Reibung im System erzeugt Wärme, und Quellen können die folgenden sein:

• Unsachgemäß geschmierte Komponenten (z. B. nicht genug Schmierung oder nicht die richtige Art)
• Verwendung einer Flüssigkeit mit zu hoher Viskosität für das System, was zu Reibung innerhalb der Flüssigkeit führt
• Verwendung einer Flüssigkeit mit zu niedriger Viskosität, die die Oberflächen nicht vor übermäßigem Verschleiß schützt
• Druckaktivierte Kolbendichtungen
• Flüssigkeit, die mit hoher Geschwindigkeit durch eine verengte Öffnung oder Verengung strömt
• Flüssigkeit fließt durch einen eingeschränkten Durchgang

Andere Wärmequellen können die Kompression von belüfteten Flüssigkeiten umfassen, die auftritt, wenn die Hydraulikflüssigkeit mit Luft verunreinigt ist. Die Komprimierung von belüfteter Flüssigkeit in einer Pumpe kann schnell zu Temperaturen um 2000 °F führen.

In einigen Fällen wird die Wärme möglicherweise nicht vom System selbst erzeugt. Wenn das Hydrauliksystem in der Nähe einer Wärmequelle betrieben wird, kann dies zu Problemen für das Hydrauliksystem führen. Eine unzureichende Belüftung kann ebenfalls zu erhöhten Temperaturen führen.

Schlussfolgerung

Extreme Temperaturen beeinträchtigen die Leistung Ihres Hydrauliksystems und führen zu schweren (und teuren) Schäden, wenn nichts unternommen wird, um die Temperaturprobleme zu beheben oder das System vor den Auswirkungen der Temperatur zu schützen. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um einen kleinen Schneepflug handelt, der bei extrem kalten Umgebungsbedingungen betrieben wird, oder um ein Hydrauliksystem in einer Produktionsanlage, das genug Wärme erzeugt, um seine Betriebstemperatur über die empfohlenen Grenzwerte hinaus zu erhöhen. Die unmittelbarste Wirkung der Temperatur betrifft die Viskosität der Flüssigkeit:Kalte Temperaturen erhöhen die Viskosität der Flüssigkeit und machen sie dicker; hohe Temperaturen verringern andererseits die Viskosität der Flüssigkeit. Solche Viskositätsänderungen können schnell zu dauerhaften Schäden am Hydrauliksystem und seinen Komponenten führen.

Leistungsänderungen können auf Betriebstemperaturen zurückzuführen sein, und die Behebung dieser Probleme in Situationen mit hohen Temperaturen erfordert einige Untersuchungsarbeiten, um die Quelle und Ursache der Wärmeerzeugung zu ermitteln.

MAC-Hydraulik

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