5 типичных ошибок при эксплуатации систем гидравлики

ЛЮКСЕМБУРГ, 11 мая 2021 г. — Компания Gates (NYSE: GTES), один из ведущих мировых поставщиков специализированных гидравлических и механических систем передачи мощности, анализирует пять типичных ошибок при работе с гидравлическими системами и представляет меры, позволяющие их избежать.

Ошибка №1: «старые проверенные способы»

Существует старый принцип: «если что-то работает — не трогай». Компания Gates на протяжении десятилетий поставляет рукава и соединительную арматуру для гидравлических систем. Многие рукава с устаревшей конструкцией, созданные по устаревшим отраслевым стандартам, до сих пор используются в неизменном виде с тех времен, когда автомобили не оснащались ремнями безопасности, а СИЗ на рабочем месте казались экзотикой.

За прошедшее время требования безопасности сильно изменились, и столь же значительные изменения произошли в технологиях гидравлики. Давление в системах возрастает, а динамические нагрузки на гидравлические линии возрастают. В то же время материаловедение и технологии обработки расширяют возможности гидравлических рукавов и фитингов.

Если обращаться с гидравлическими системами по принципу «работает — не трогай», это означает отсутствие инноваций и улучшений и может привести к риску для безопасности. Выбор рукавов и фитингов должен основываться на требованиях к системе, а не только на конструкции рукава. Мы часто слышим от клиентов фразы наподобие «мне нужен рукав с двойной проволочной оплёткой» или «в моей системе используется рукав с четырёхслойной спиральной навивкой».

Но следует учитывать, что производители оригинального оборудования перешли на использование маркировки ISO для шлангов, а современные гидравлические шланги стали более лёгкими и гибкими, поэтому классификацию по типу конструкции использовать нежелательно. Компания Gates рекомендует пользователям при выборе рукавов и фитингов ориентироваться на требования системы к рабочему давлению, температуре и совместимости с переносимой рабочей средой. 

Можно использовать аббревиатуру STAMPED, чтобы запомнить моменты, которые необходимо учитывать при выборе рукавов для конкретного применения. Ниже приведено краткое объяснение аббревиатуры STAMPED, используемое в курсе по обеспечению безопасности гидравлического оборудования Gates Safe Hydraulics™:

• Размер (Size) — определите, какой внутренний диаметр рукава необходим для потока жидкости. При выборе слишком большого рукава снижается производительность системы из-за потери давления и повышается общее тепловыделение из-за турбулентности.
• Температура (Temperature) — рукав должен выдерживать минимальную и максимальную температуру окружающей среды и жидкости в системе.
• Область применения (Application) — способ и место использования рукава или рукава в сборе.
• Материал/Среда (Material/Media) — трубка рукава, оболочка и фитинги должны быть совместимы с перекачиваемой жидкостью.
• Давление (Pressure) — обозначенное рабочее давление рукаваа должно быть равным
  или превышать нормальное давление системы, включая скачки давления.
• Фитинги (Ends) — тип крепления и резьба, определяющие выбор подходящих фитингов
  и адаптеров.
• Подача (Delivery) — размеры рукава для подачи требуемого объема жидкости без потери давления и чрезмерного увеличения массы или объема. Кроме того, следует учесть, как рукав или узел в сборе будут доставлены для использования по назначению, включая необходимую дату, специальную упаковку, маркировку или сертификацию.

Ошибка №2: недочёты при маршрутизации рукавов

Маршрутизация шлангов и рукавов в сборе важна для эффективности гидравлической системы как при производстве оригинального оборудования, так и при замене шлангов. Недочёты трассировки могут привести как минимум к снижению эффективности гидравлической системы и уменьшению давления в системе относительно ожидаемого.

Они могут стать причиной дорогостоящих простоев и в худшем случае создать риск для безопасности. Инженеры по применению могут провести оценку состояния вашей гидравлической системы и рекомендовать изменения в системе или в трассировке, чтобы улучшить рабочие характеристики. Опыт специалистов Gates показывает, что такие консультации также помогают снизить затраты на гидравлическую систему.

Тот факт, что рукав гибкий, — основная причина, по которой его используют вместо жесткой трубки. Но гибкость рукавов не безгранична. Проблемы часто возникают на сгибах рукавов, особенно возле фитинга. При оптимизации маршрутизации рукавов изгибы рядом с муфтой устраняются с помощью угловых адаптеров или других вариантов фитингов. Это снижает требования к гибкости шлангов. Если радиус изгиба меньше рекомендуемого для данного рукава, используйте угловые адаптеры и (или) другие типы соединений, чтобы избежать изгибов под острым углом.

При надлежащей прокладке также снижается абразивный износ рукавов, независимо от того, касаются ли они других компонентов машины. Это продлевает срок службы системы и минимизирует риск преждевременных отказов. Обратные линии — ещё один компонент гидравлической системы, где часто встречаются проблемы. Эти линии обычно находятся под низким давлением. Они необходимы для возврата жидкости в резервуар, но зачастую проектируются по остаточному принципу.

Для снижения риска при сложной конфигурации системы рекомендуется использовать гибкие гофрированные рукава с меньшим минимальным радиусом изгиба, такие как Multi Master GMV MegaFlex от Gates. Кроме того, правильная прокладка рукавов позволяет свести к минимуму вероятность утечек в гидравлической системе. Избегайте последовательного соединения двух адаптеров, чтобы свести к минимуму затраты на систему и риск утечек.

Для демонстрации преимуществ оптимизированной маршрутизации рукавов в гидравлической системе инженеры по применению продукции компании Gates предоставили практические примеры. В первом примере клиент обратился за помощью в компанию Gates, поскольку испытывал трудности с трассировкой рукавов по каналу заднего моста. В ходе последующего исследования инженеры компании Gates определили несколько возможностей:

Замечания инженеров Gates	Оптимизированное решение
Развязка из тройников создает трудности при прокладке рукавов по каналу	Замена тройников коллектором Конструкция коллектора обеспечивает фиксированную отправную точку для прокладки, улучшает общий вид, а также устраняет проблемы абразивного износа пучков шлангов.
Возможен абразивный износ связок рукавов
Сложно установить более четырех соединений в одной точке подключения	Фитинг QuickLok™ от Gates уменьшает вероятность утечки и обеспечивает быструю и простую сборку

На фотографиях, сделанных до и после консультации, показано решение, которое позволило улучшить рабочие характеристики и сократить количество точек утечки.

Во втором примере у другого клиента возникали проблемы с утечкой гидравлической жидкости в точке соединения рукава и трубки. Инженер компании Gates определил основную причину проблемы: группу соединений рукава с трубкой было очень трудно правильно затянуть, поэтому рано или поздно возникали утечки. Решением проблемы стало использование обжимного соединения рукава с трубкой. Утечки были устранены. Это усовершенствование также сократило номенклатуру необходимого оборудования, и клиент остался доволен.

Во втором примере у другого клиента возникали проблемы с утечкой гидравлической жидкости в точке соединения рукава и трубки. Инженер компании Gates определил основную причину проблемы: группу соединений рукава с трубкой было очень трудно правильно затянуть, поэтому рано или поздно возникали утечки. Решением проблемы стало использование обжимного соединения рукава с трубкой. Утечки были устранены. Это усовершенствование также сократило номенклатуру необходимого оборудования, и клиент остался доволен.

Ошибка №3: беспечное отношение к безопасности

При ежедневной работе с гидравлическими системами некоторые клиенты могут забыть о мерах безопасности. Или, что ещё хуже, не знакомый с гидравликой механик может предположить, что гидравлические рукава мало чем отличаются от садовых. При работе с системой высокого давления ошибка может привести к серьёзной траве или даже смерти, поэтому важно помнить об особенностях таких систем. Ниже приведены некоторые важные замечания по технике безопасности при работе с гидравлическими системами и рукавами в сборе.

1. Не прикасайтесь к гидравлическому рукаву, находящемуся под давлением. Протирание рукава рукой в поисках утечки — самый простой способ получить новые проблемы.
2. Подобно электрическим системам, в гидравлической системе может присутствовать энергия без видимых признаков, даже в выключенном состоянии. Поэтому перед любой манипуляцией или заменой компонента необходимо сбросить давление в гидравлической системе.
3. При замене гидравлического узла всегда следите за тем, чтобы заменяемый узел соответствовал эксплуатационным требованиям системы, включая рабочее давление, температуру и перекачиваемую жидкость.
4. Никогда не переносите ручной гидравлический инструмент, удерживая его за рукав. Это может привести к защемлению и образованию микроотверстий.
5. Для гидравлических линий в прямой видимости оператора и при работе рядом с гидравлическим узлом под давлением следует использовать защитную оболочку на случай разрушения рукава или узла.

Ошибка №4: игнорирование признаков износа

Осмотр гидравлического узла должен быть включён в любой график профилактического обслуживания системы. В ходе осмотра необходимо проверять наличие признаков износа гидравлических узлов, включая повреждения оболочки, такие как растрескивание и истирание. В идеальном случае конструкция системы снижает вероятность повреждения, но если обнаружено повреждение, которое достигает армирования рукава, узел необходимо заменить. 

Трещины оболочки могут быть вызваны несколькими причинами. Воздействие экстремально высоких температур, особенно в отсеке двигателя, может приводить к тому, что наружная поверхность рукава становится хрупкой и растрескивается.

Озон, образующийся под воздействием солнечных лучей или высоких электрических зарядов, например при использовании сварочного оборудования, может приводить к возникновению микротрещин на поверхности рукава. Это похоже на «старение», наблюдаемое на боковых поверхностях автомобильных шин. Повреждения, вызванные озоном, как правило, проявляются на внешней стороне изгиба шланга там, где резиновый компаунд подвергается наибольшей нагрузке.

Если эти трещины достигают армирования рукава, армирование считается ненадёжным из-за возможного повреждения влагой и сторонними предметами. Механические повреждения можно уменьшить, защитив рукава от электрических зарядов и выбрав рукава, которые изготовлены из устойчивых к озону материалов.

Абразивный износ оболочки всегда представляет сложность, особенно в гидравлических системах, где в условиях динамических нагрузок трудно изолировать один рукав от другого или от рамы машины. Наиболее очевидный способ уменьшения механических повреждений — это использование специальных износоустойчивых оболочек рукавов. Специальные резиновые смеси с нитрилом обеспечивают средний уровень износоустойчивости, а чрезвычайно высокой износоустойчивости можно добиться, если использовать рукав с оболочкой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

Рукава также можно собрать с применением устойчивого к истиранию чехла или в защитного кожуха, но это значительно увеличивает затраты на сборку и может усложнить установку рукава. Помимо абразивостойких оболочек или принадлежностей, износ рукавов можно также уменьшить благодаря их правильной маршрутизации. Используйте хомуты, чтобы обеспечить опору для длинных рукавов или отвести их от подвижных частей; соблюдайте особую осторожность и оставьте припуск для объемного расширения. Рукава, огибающие части рамы машины, должны иметь достаточную длину, чтобы избежать трения об угол рамы.

Также следует отметить, что рукава запрещается крепить к раме машины таким образом, который будет ограничивать изменение радиуса изгиба, когда рукав находится под давлением.

Ошибка №5: неправильная сборка рукавов и фитингов

Пользователь может приобрести самые лучшие рукава и фитинги в мире, но при неправильной сборке их ценность будет потеряна. Надлежащая сборка охватывает несколько аспектов: использование одобренных компонентов для изготовления рукава в сборе с фитингом, сборка обученным техническим специалистом и установка верифицированного диаметра обжима.

Одобренные компоненты ля изготовления рукава в сборе с фитингом означает, что такое сочетание рукава и фитинга должно быть проверено. Верификация — это больше, чем просто обжатие
по определённому диаметру. Она должна включать испытания на разрыв и импульсные нагрузки в широком диапазоне диаметров обжима, чтобы учесть возможные отклонения при производстве рукавов и фитингов, а также допуски обжимных станков и кулачков. Испытание должно моделировать предполагаемые условия применения, включая температурное воздействие.

Соединение рукава и фитинга может нормально работать при стандартной температуре 100 °C, но отказать при росте температуры выше 120 °C. Кроме того, рукава могут отличаться. Хотя рукава от разных производителей могут соответствовать одним и тем же критериям производительности, свойства компаунда влияют на надежность соединения.

Толщина резиновых компонентов и размещение армирующих материалов также могут влиять на необходимый диаметр обжима. Фитинги от разных производителей также не всегда идентичны. Они могут быть изготовлены из сталей различных марок с разной твёрдостью и иметь, например, выступы различных размеров. Это значительно влияет на качество соединения рукава и фитинга. Даже радиус или высота элементов может изменить характеристики соединения.

Квалификация технического специалиста также играет важную роль в процессе сборки. Специалист должен знать, как подобрать рукава и фитинги, как отрезать рукав до правильной длины, как удалить из него мусор и загрязнения. Он должен уметь плотно устанавливать фитинг на рукав, выбирать подходящую настройку обжимного станка и правильно размещать соединение в обжимных кулачках. При этом все операции необходимо проводить безопасно.

После сборки необходимо проверить диаметр обжима на обоих концах рукава, чтобы убедиться в правильности обжима. Это измерение часто выполняют с помощью штангенциркуля и сравнивают с подходящим диапазоном диаметров обжима. В некоторых системах для проверки обжима используются калибры типа «годен / не годен», чтобы проверить диаметр обжима и отсутствие смятия.

Все большее признание получают интеллектуальные обжимные станки. Такие станки облегчают обучение операторов и качественную сборку, обеспечивая безошибочное выполнение всех этапов процесса. Интеллектуальные обжимные станки, такие как станок GC20 Cortex от Gates, обычно содержат настройки обжима во встроенном компьютере, поэтому оператору не нужно вводить данные и программировать обжим вручную.

Заключение

Для обучения специалиста в области гидравлики необходимы годы, но внимание к нескольким важным моментам помогает сократить количество ошибок в гидравлической системе и избежать потенциально дорогостоящих или, что ещё хуже, опасных недочётов в системах силовой гидравлики. Новые технологии и материалы улучшают рабочие характеристики гидравлических рукавов, соединительной арматуры и гидравлических систем в целом. Поскольку гидравлические системы становятся более сложными, правильная маршрутизация рукавов важна для эффективной работы системы при производстве оригинального оборудования и послепродажном обслуживании.

В отраслевых публикациях, таких как журнал Fluid Power Journal, часто приводятся основные сведения о правильной работе с гидравликой. Такая информация способствует безопасной эксплуатации системы и помогает вовремя проводить нужные проверки. Наконец, производители рукавов и фитингов часто предоставляют рекомендации и обучение по правильной сборке рукавов. Оставайтесь в курсе инноваций и рекомендаций. Это стоит затраченных усилий, поскольку в результате вы обеспечите безопасность гидравлических систем, улучшите их рабочие характеристики и сократите время простоя.

О компании Gates Industrial Corporation

Компания Gates — международный производитель инновационных высокотехнологичных гидравлических и механических систем передачи мощности. Компания Gates предлагает широкий ассортимент продукции для клиентов, занимающихся заменой запчастей, а также стандартизованных компонентов для производителей оригинальных запчастей (первичной комплектации). Компания Gates работает во многих сегментах промышленного и потребительского рынков.

Продукция компании Gates незаменима во многих областях применения в самых разных отраслях экономики: от производств с вредными и тяжелыми условиями — сельского хозяйства, строительства, промышленного производства и энергетики — до обычной бытовой техники — принтеров, моечных машин, автоматических дверей, пылесосов — и практически всех видов транспорта. Продукция компании представлена в 128 странах четырех регионов: Северной и Южной Америки, Европы, Ближнего Востока и Африки; Большого Китая и Восточной Азии и Индии. В регионе EMEA компания Gates управляет различными производственными объектами, подотчетными основному юридическому лицу. Дополнительная информация представлена на сайте www.gates.com.

Автор: Синди Куксон, вице-президент Hydraulics Global Product Line Management

---

Гейтс СНГ

nikolay.laukhin@gates.com
115054, г. Москва БЦ Riverside Towers Космодамианская набережная, д. 52, ст. 4,