نگهداری پیشگیرانه در هیدرولیک، نحوه تست روغن و انتخاب فیلتر مناسب

قسمت اول

پیش­گفتار

آیا تا به حال، در کارخانجات و محیط­های صنعتی حضور داشته­اید. چنانچه جواب شما مثبت باشد، به احتمال زیاد عناوین زیر را به دفعات مشاهده کرده­اید:

واحد تعمیرات و نگهداری، تعمیرات و نگهداری، بخش تعمیرات و نگهداری، و …

از آنجا که صنایع مختلف در کشور ایران، در اکثر مواقع، تابع کشورهای پیشرفته و تولید کننده علم می­باشند، لذا تمامی مدارک و مستندات موجود وابسته به آن نیز، طبعا از سوی این کشورها تدوین شده و در کشورهائی نظیر ایران، استفاده میشوند. حتما به خاطر دارید که در سالهای نه چندان دور، مبحث ایزو (ISO) و استفاده از نسخه­های مختلف آن ، در ایران بسیار داغ شده بود و شرکت­­ها به شدت تلاش می­کردند تا بتوانند حداقل گواهینامه یک نسخه از ایزو،که با زمینه کاری آنها هماهنگ بود را به صورت صحیح و قانونی (نه از طریق راه­های میان­بر) اخذ نمایند.

از آنجا که مبحث ایزو، جدید بود و عموم کارشناسان شاغل در صنعت، اطلاع دقیقی از مفاد و الزامات آن نداشتند، لذا شرکت­های مختلف مشاور، با هدف تفسیر مفاد و الزامات و راهنمائی سایر شرکت­ها در راستای اخذ گواهینامه­های مختلف، تشکیل گردیدند.

اما از نظر نگارنده، یک ایراد کلی در این راه وجود داشت. ISO و مباحث مختلف آن بسیار خوب بود و کارآئی آن برای کشورهای صنعتی ثابت شده بود. ISO دقیقا مانند یک دست کت و شلوار بسیار خوش دوخت و شیک بود. کت وشلواری که برای تهیه آن، از مرغوب­ترین پارچه­ها، دکمه­ها، آسترها و … استفاده شده بود و نهایتا، دوخت آن به بهترین و ماهرترین خیاط­ها سپرده شده بود. اما خیاط، برای برش پارچه و دوخت آن به یک طرح، با ابعاد و اندازه بسیار دقیق و کامل، نیاز داشت. البته پرواضح است که این طرح، با توجه به سایز مورد نظر طراح، قبلا تهیه شده بود و به همین علت به سرعت در اختیار خیاط قرار داده شد. کت وشلوار تهیه شده، تنها برازنده کسی بود، که با توجه به سایز، ابعاد و سایر ویژگیهای او و از همه مهمتر، با در نظر گرفتن نیازها و خواست او، طراحی و دوخته شده بود.

مبحث ایزو نیز، با توجه به الزامات، شرایط و از همه مهمتر، نیازهای شرکت­های تولید­کننده و پیشرو، تهیه شده بود و حال که قرار بود در ایران استفاده شود، ابتدا باید زیرساختارهای آن و از آن مهمتر، دلیل اصلی ایجاد آن برای متقاضیان تشریح می­گردید. سپس باید به نوعی با نیازهای موجود در ایران همخوان و به بیانی دیگر، بومی سازی می­شد.

متاسفانه، در بسیاری موارد، این استاندارد و الزامات آن، یا به درستی تفسیر نشد و یا اینکه متقاضی، درک صحیح آن را دریافت نکرد و به همین دلیل و به هیچ وجه راندمان خوبی از آن حاصل نشد.

مبحث “تعمیرات و نگهداری” نیز، یکی از موارد موجود در الزامات این استاندارد بود، اما نه به این صورت.

در استاندارد ISO و نیز در عمق تفکرات تدوین کنندگان اصلی آن، واژه Maintenance & Repair، وجود داشته و دارد که ترجمه صحیح آن، “نگهداری و تعمیرات” است و نه “تعمیرات و نگهداری”.

افراد بسیاری وجود دارند که مطلب فوق، از دید آنها، فاقد اهمیت باشد. کسانی که به جای واژه “نگهداری و تعمیرات”، از عنوان “تعمیرات و نگهداری” استفاده می­کنند. جابجائی لغات در این عناوین مهم نیست، مهم این است که معنی واقعی واژه “نگهداری”،  برای این دسته افراد، نهادینه نشده  و درجه اهمیت آن نیز به درستی درک نشده است.

 واقعیت این است که درک صحیح این مطلب، در واقع تفاوت بین شکست و پیروزی خواهد بود.

جمله زیر، برای تمامی صنعت­گران شاغل در شرکت­های پیشرو، بسیار مهم است و از صمیم قلب، به آن اعتقاد دارند.

“The Difference Between Failure and Success, is Doing a Thing Nearly Right, or… Doing a Thing, Exactly Right…”

به راستی نیز چنین است…

 “تفاوت بین شکست و پیروزی در این است که، کاری را

تقریبا درست انجام میدهیم    یا     تحقیقا درست انجام میدهیم

علم هیدرولیک، نیز مانند سایر علوم، از این قاعده مستثنی نبوده و مبحث نگهداری، و پس از آن، تعمیرات”، به ندرت برای شاغلین آن، حائز اهمیت است. در این مقاله سعی شده تا مباحث بسیار ساده، اما بسیار حیاتی موجود در زمینه نگهداری و تعمیرات سیستم­های هیدرولیک، طرح، و راهکارهای اجرائی آن توضیح داده شود.

بنابر­این چنانچه در زمره افرادی هستید که کاهش هزینه­های تعمیراتی سیستم­ها و تجهیزات هیدرولیک، برای شما حائز اهمیت است، لذا باید با یک برنامه مدون و تاثیرگذار نگهداری پیش­گیرانه، کار را آغاز نمائید.

به جرات میتوان گفت که در یک سیستم هیدرولیک و در کنار تمامی المانهای موجود در آن، روغن هیدرولیک مهمترین و تاثیر­گذارترین آیتم در تعیین عمر کاری سیستم و به تبع آن هزینه­های نگهداری و تعمیرات آن، می­باشد. به همین دلیل روغن هیدرولیک وظایف متفاوتی را بر عهده دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

         حامل انتقال انرژی

         روانکاری قطعات متحرک داخلی

         حامل انتقال گرما

         آب­بندی بین قطعات متحرک

         جذب ذرات ناخالضی از المانهای در حال کار و حمل آنها به سمت مخزن

و چنانچه به هر دلیل، یکی از این وظایف مختل شود، نتیجه، خرابی سیستم هیدرولیک خواهد بود. مهمترین عامل اختلال در عملکرد صحیح روغن هیدرولیک و انجام وظایف آن، به دلیل وجود آلودگیهای متفاوت موجود در روغن می­باشد.

برای کاهش آلودگی­ها، عمدتا از فیلترها، که در محل­های مختلف یک سیستم هیدرولیک قابل نصب هستند، استفاده می­شود.

یک حقیقت در مورد فیلتر­ها و فیلتراسیون وجود دارد:

وظیفه فیلتر، تمیزکاری روغن، و هدف استفاده از فیلتر، کاهش هزینه­های عملیاتی سیستم است”

به منظور کاهش هزینه­های تعمیرات، کاهـــش میـــزان خـــرابی­های زودهنگام و نیز کاهش توقفات بدون برنامه ماشین­آلات، شش اصل زیر باید همواره مدنظر قرار گیرد:

         روغن هیدرولیک، همواره باید تمیز نگاه داشته شود.

         دما و ویسکوزیته روغن هیدرولیک، همواره باید در بازه بهینه، قرار داشته باشند.

         پارامترهای عملکردی و تنظیمات سیستم هیدرولیک، باید دقیقا مطابق با دستورالعمل اعلام شده از سوی تولید کننده، باشند.

         جدول الزامی تعویض و تعمیر دوره­ای قطعات تهیه، و قطعات قبل از خرابی، مطابق با آن، تعویض شوند.

         فرآیند تعویض و نصب مجدد، همواره مطابق با دستورالعمل­های مدون، اجرا شود.

         برای تشخیص خرابی، از فرآیند آنالیز خرابی، پیروی شود.

متاسفانه هیچ کدام از موارد فوق، خود به خود انجام نمی­شوند. بنابراین برای حصول اطمینان از عملکرد صحیح سیستم هیدرولیک و نیز افزایش عمر مفید آن، به یک برنامه مدون صحیح که متناسب با سیستم تهیه و تدوین شده است، نیاز خواهد بود. از آنجا که تمامی فعالیت­های بعدی، باید مطابق با این برنامه، پیگیری گردند، لذا تدوین و کیفیت تدوین آن بسیار مهم است . توصیه می­شود تدوین آن، حتما به کارشناس خبره واگذار شود.

در قسمت­های بعد، به تفصیل، به موارد شش­گانه فوق پرداخته خواهد شد.

 

 

روغن هیدرولیک،همواره باید تمیز نگاه داشته شود

عنوان فوق، کاملا گویای کاری است که باید انجام شود.

باید کاری انجام شود تا روغن هیدرولیک کاملا تمیز باقی بماند”

سوال اینجاست که تمیز بودن روغن هیدرولیک، باید چگونه تعریف، بررسی و صحه­گذاری شود؟

 برای شروع، باید ابتدا معیاری به عنوان مرجع برای سنجش میزان تمیز بودن روغن هیدرولیک تعریف شود. سپس با یک روش مدون و در زمانهای مشخص، از روغن هیدرولیک، با روشی صحیح و از مکانی مناسب، نمونه تهیه شده و سپس میزان تمیزی آن با معیار تعیین شده مقایسه گردد. چنانچه، تمیزی روغن کمتر از معیار تعریف شده باشد، باید به سرعت و با اتخاذ روشهای کارآمد، نسبت به اصلاح و رفع این ایراد اقدام گردد.

قبل از اینکه به جزئیات رویه فوق پرداخته شود، باید اهمیت تمیز بودن روغن و تاثیرات آلودگی موجود در روغن بر روی المان­های سیستم هیدرولیک، بررسی گردد.

به طور کلی، عمده آلودگی­های موجود در روغن عبارتند از:

         هوا

         آب

         ذرات معلق درون روغن

         و نیز هر ماده دیگری که عملکرد روغن هیدرولیک را مختل نماید.

هر کدام از عوامل فوق، اثرات خاصی بر روی المانهای موجود در سیستم هیدرولیک بر جای می­گذراند که به طور خلاصه  عبارتند از:

·        هوا با کاهش میزان روانکاری، افزایش نامتعارف درجه حرارت و نیز سوختگی آب­بندها (Seals)، باعث خرابی المانهای هیدرولیک میگردد.

·        آب و ناخالصی­های وابسته به آن، از طریق خوردگی، بروز پدیده کاویتاسیون و نیز کاهش لزجت، باعث صدمه دیدن المانهای هیدرولیک میگردد.

·        ذرات معلق موجود در روغن نیز با افزایش سرعت خوردگی، باعث بروز خرابی­های شدید المانهای هیدرولیک میگردند. اما سرعت تخریب المانهای هیدرولیک از طریق خوردگی، خود به عوامل زیر بستگی دارد:

 

o       لقی داخلی بین قطعات سیستم

o       اندازه ذرات معلق

o       تعداد ذرات معلق در درون سیال هیدرولیک

o       فشار کاری سیستم هیدرولیک

برای نمونه، میزان لقی داخلی موجود در برخی از المانهای پرکاربرد هیدرولیک، مطابق جدول زیر میباشد:

نوع المان

لقی داخلی عمومی بر حسب میکرون

یاتاقانهای ضد اصطکاک لغزشی

0.5

یاتاقانهای غلتشی

0.1 – 1.0

پمپ تیغه­ای (فاصله نوک تیغه تا رینگ بادامکی)

0.5 – 1.0

پمپ تیغه­ای (فاصله بین تیغه و شیار روتور)

5.0 – 13.0

پمپ تیغه­ای (فاصله تیغه تا صفحات بالا و پائین روتور)

0.5 – 10

پمپ دنده­ای (فاصله دنده تا صفحات جانبی)

0.5 – 5.0

پمپ پیستونی (اُ-رینگ تا جداره سیلندر)

0.5 – 5.0

پمپ دنده­ای (فاصله نوک دنده تا بدنه)

0.5 – 10

شیر سروو (Spool to Sleeve)

1.0 – 4.0

شیرهای کنترل

0.5 – 40

یاتاقانهای هیدرواستاتیک

1.0      – 25

پمپ پیستونی (پیستون تا جداره سیلندر)

5.0 – 40

Servo Valve Flapper Wall

18 – 63

عملگر­های خطی

50 – 250

Servo Valve Orifice

130 – 400

 

اندازه آلودگی­ها، بر حسب واحد میکرومتر، که در بسیاری موارد آن را میکرون می­نامیم، محاسبه میشود. همانطور که می­دانید، یک میکرومتر (میکرون)،  یک میلیونیوم یک متر، و در سیستم انگلیسی، 39 میلیونیوم یک اینچ است. حداقل محدوده بینائی انسان در بازه 32 تا 40 میکرون است.

به خاطر داشته باشید که اغلب آسیــب­های وارده به سیســتم هیدرولیک و یا سیســتم­های روانکاری (حدود 85 درصد خرابی­ها) ، ناشی از آلودگی­هایی است که اندازه آنها کمتر از 14 میکرون است. از آنجا که این آلودگی­ها، میکروسکوپی بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمی­شوند، لذا برای سنجش میزان آلودگی روغن، هرگز به چشمان خود اطمینان نکنید.

در جدول زیر، ابعاد برخی از موارد آشنا، جهت بازبینی و مقایسه، آمده است.

نوع مورد

اندازه بر حسب میکرون

اندازه بلور نمک

100

قطر موی انسان

70

حداقل سطح بینائی انسان

40   تا   32 

ذرات آرد

25

گلبولهای قرمز خون

8

باکتری

2

 

به صورت کلی، ذرات آلودگی در دوشکل زیر طبقه­بندی می­گردند:

         Silt ، یا گل و لای، که به مرور زمان و به دلیل انباشت ذراتی با ابعاد کمتر از 5 میکرون، بوجود می­آیند و به مرور زمان باعث بروز خرابی المان­های مختلف سیستم هیدرولیک می­شوند.

         Chip ، یا ذره و خرده، که حاصل تراشه­های ریز با ابعاد بیشتر از 5 میکرون و به جامانده از فلزات، مواد پلیمری و … بوده و در صورت وجود داشتن، به سرعت می­توانند باعث بروز خرابی گردند. با فرض پاک بودن روغن سیستم هیدرولیک در بدو کار، این ذرات پس از مدتی از المانهای در حال کار سیستم جدا شده و به روغن اضافه خواهند شد و چنانچه به موقع از روغن حذف نگردند باعث خرابی بیشتر المان­ها خواهند شد.

به طور کلی:

          ذراتی که اندازه آنها، بزرگتر از میزان لقی داخلی موجود بین قطعات هستند، الزاما خطرناک نبوده و تنها ممکن است باعث انسداد مسیرها گردند.

         ذراتی که اندازه آنها دقیقا با میزان لقی­های داخلی موجود بین قطعات برابر باشند، باعث اصطکاک سنگین و بروز خوردگی خواهند شد.

         اما ذراتی که اندازه آنها، کمتر از میزان لقی داخلی موجود بین قطعات هستند، در دراز مدت، بیشترین صدمات را به سیستم هیدرولیک وارد می­سازند. اندازه این ذرات غالبا 5 میکرون و کمتر از آن بوده و همراه با عبور سیال، اثرات تخریبی سایشی بالایی بر روی المانهای مختلف برجای گذاشته و چنانچه در یک سیستم هیدرولیک تعداد قابل توجهی از آنها وجود داشته باشند، باعث ایجاد فرسایش شدید و زودرس در قطعات و المانهای هیدرولیک می­گردند.

حال، به یک مورد واقعی که چندی پیش، برای یک عدد پمپ هیدرولیک پیستونی، که بر روی یک عدد لودر متعلق به یکی از مشتریان این شرکت[1]، رخ داده بود، توجه نمائید. طبق اطلاعات مندرج در بروشور این پمپ، عمر مفید اعلام شده برای این نوع پمپ هیدرولیک 12000 ساعت بود، اما متاسفانه تنها پس از 1700 ساعت (این زمان به صورت تقریبی و با درنظر گرفتن زمان نصب پمپ هیدرولیک نو و ساعت کاری روزانه، محاسبه گردید.)، این پمپ با اعلام خرابی و عدم کارکرد، از روی دستگاه باز شده و برای تست و تعمیر به این شرکت[2] ارسال شده بود.

پس از انجام بارگزاری و نیز تست­های مرتبط، مشخص گردید که این پمپ به صورت کاملا صحیح کار می­کند. اما دلیل عدم عملکرد آن، خوردگی شدید بوجود آمده، ناشی از وجود سطح بالای آلودگی موجود در روغن هیدرولیک دستگاه، بود.

حال که اثرات مخرب آلودگی­هاو ذرات ناخالصی موجود در روغن هیدرولیک، توضیح داده شد، به توضیح روش تعیین سطح مجاز آن پرداخته خواهد شد.

 

 

تعیین تعداد ذرات آلودگی و سطح مجاز آن

قبل از هر چیز الزامی است بدانیم سطحی از ذرات آلوده، همواره در روغن هیدرولیک، و حتی روغن تازه، وجود دارد. آنچه مهم است ابعاد و تعداد این ذرات است. سطح مجاز آلودگی، و به عبارتی بهتر سطح تمیزی روغن هر سیستم با توجه به نوع سیستم و المانهای به­کار رفته در آن، تعیین خواهد شد.

برای تعیین سطح تمیزی روغن، استانداردهای متفاوتی وجود دارند که معروف­ترین آنها عبارتند از:

          ISO 4406-1999 (International Standard Organization)

          NAS 1638 (National Aerospace Standard)

          SAE 794 (Society of Automotive Engineers)

          SAE 4059 (Society of Automotive Engineers)

لازم به ذکر است که استاندارد  SAE 749  قدیمی بوده و تنها در راهنمای ماشین­آلات و متون قدیمی هیدرولیک وجود دارد. استاندارهای SAE 4059 و NAS1638  نیز عمدتا در سیستمهای هیدرولیک صنایع هوافضا به کار برده می­شوند. اما استاندارد ISO 4406 به صورت گسترده­ای برای تعیین سطح تمیزی روغن مورد استفاده قرار می­گیرد.

در جدول بعد، سطوح تمیزی قابل قبول برای چند سیستم مختلف، و با توجه به استانداردهای فوق، آمده است.

نوع سیستم هیدرولیک

حداقل سطح تمیزی توصیه شده

حداقل سطح فیلتراسیون

بر حسب میکرون

(βx≥75)

ISO

4406

NAS

1638

SAE

749

حساس به لجن (Silt)

15/13/10

4

1

2

Servo

16/14/11

5

2

3-5

فشار بالا (250 تا 400 بار)

17/15/12

6

3

5-10

فشار معمولی (150 تا 250 بار)

18/16/13

7

4

10-12

فشار متوسط (50 تا 150 بار)

20/18/15

9

6

12-15

فشار پایین (کمتر از 50 بار)

21/19/16

10

15-25

دارای لقی­های زیاد

23/21/18

12

25-40

 

 

 

در استاندارد ایزو، سه سایز برای شناسایی ذرات ناخالصی در نظر گرفته شده است:

         بزرگتر از 4 میکرون

         بزرگتر از 6 میکرون

         بزرگتر از 14 میکرون

حال بر اساس شمارش تعداد ذرات فوق در 100 میلی­لیتر از سیال روغن، سطح تمیزی اعلام می­گردد. لازم به ذکر است که اعداد درج شده در استاندارد ایزو،  که با عنوان کد محدوده  (Range Code) ” شناخته می­شوند، معرف تعداد ذرات بوده و به صورت توان عدد 2 بیان می­شوند. این اعداد از سمت چپ به راست به ترتیب معرف تعداد ذرات بزرگتر از 4 میکرون، بزرگتر از 6 میکرون و بزرگتر از 14 میکرون می­باشند. از آنجا که تعداد ذرات بزرگتر از 4 میکرون، شامل ذرات 6 میکرون و 14 میکرون، و نیز تعداد ذرات بزرگتر از 6 میکرون، شامل ذرات 14 میکرون، نیز خواهد بود لذا اعداد کدهای محدوده، از سمت چپ به راست، کوچکتر می­شوند.

برای مثال سطح تمیزی 12/15/17 به صورت زیر تفسیر می­شود:

         تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 4 میکرون  بین 216 (65536) تا 217 (131072) خواهد بود.

         تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 6  میکرون  بین 214 (16384) تا 215 (32768) خواهد بود.

         تعداد ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر از 14 میکرون  بین 211 (2048)  تا 212 (4096) خواهد بود.

بنابراین برای تعیین حدود پایین و بالا هر عدد کد محدوده، مثلا X، باید به صورت زیر عمل نمود:

حد پایین:     2x-1

حد بالا:          2x

در مثال فوق عدد 17، معرف تعداد ذرات با ابعاد بزرگتر 4 میکرون، عدد 15، معرف تعداد ذرات بزرگتر از 6 میکرون و عدد 12 معرف تعداد ذرات بزرگتر از 14 میکرون است و همانطور که مشاهده می­شود 17 بزرگتر از 15 و عدد 15 بزرگتر از 12 است.

 

 

 

در جدول فوق کد محدوده­های استاندارد ایزو (از 6 تا 24) و تعداد حداقل و حداکثر گرد شده در یک میلی­لیتر آمده است. برای محاسبه تعداد در 100 میلی­لیتر، این اعداد را باید در 100 ضرب نمود.

به خاطر داشته باشید که سطح تمیزی روغن تازه­ای که درون یک بشکه به شما تحویل میگردد 18/21 است (ذرات بیشتر از 4 میکرون در نظر گرفته نشده است). حال تصور نمایید که یک پمپ با دبی 25 گالن بر دقیقه، به طور مداوم و به مدت یک سال با این روغن کار کند. و فرض کنید که هیچ نوع ذرات آلوده کننده جدید ناشی از خوردگی­های داخلی و خارجی به آن اضافه نشود.  آیا می­دانید در خلال مدت یکسال، پمپ مورد نظر چه میزان ذرات آلاینده را جابجا خواهد کرد؟؟؟؟

بیش از یک و نیم تن ذرات آلاینده و خورنده توسط پمپ مورد نظر جابجا میشود

بنابراین هرگز روغن تمیز خریداری شده را مستقیما وارد مخزن سیستم هیدرولیک نکنید.

 


[1] شرکت رزمیار

[2] آلتون سگالhttp://www.altonsegal.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *