فیلترهای هیدرولیک، نحوه انتخاب، استانداردها و نحوه کد گذاری ذرات آلاینده، مقایسه استانداردها

فیلترها المانهایی هستند که وظیفه آنها جداسازی ذرات آلاینده از روغن هیدرولیک است. این ذرات تاثیرات بسیار مخربی را بر روی سایر المانهای هیدرولیک نظیر شیرهای کنترل، پمپ، هیدروموتور و … به جای می‌گذارند. بنابراین استفاده از فیلتردر سیستمهای هیدرولیک، الزامی است.

مهمترین پارامتری که در هنگام انتخاب سایز فیلتر باید نظر قرار داده شود، میزان افت فشار در دو سمت فیلتر است. افت فشار در دو سمت فیلتر به عوامل زیر بستگی دارد:

  • نوع مواد مش فیلتر

  • ابعاد مش فیلتر

  • سطح مقطع کل مش فیلتر

  • راندمان فیلتر

  • چگالی روغن

  • دبی روغن

به منظور سهولت انتخاب فیلتر، سازندگان فیلتر نمودارهایی را ارائه می‌دهند که در آن، برای هر سایز فیلتر و با توجه به چگالی روغن، میزان افت فشار در دو سمت فیلتر در قیاس با میزان دبی، ترسیم شده است. به خاطر داشته باشید که سایز ذرات آلاینده و راندمان فیلتر، بر اساس نوع سیستم هیدرولیک و سطح تمیزی (Fluid Cleanliness) تعریف شده برای روغن، مشخص خواهند شد. همینطور قبل از تایید خرید فیلتر انتخاب شده، باید با توجه به محل نصب و فشار سیال در آن نقطه، بیشینه فشار کاری اعلام شده برای فیلتر انتخاب شده، مجدد کنترل گردد.

فیلترها با توجه به سایز ذرات آلاینده و نیز راندمان فیلتر در جذب این ذرات، طبقه‌بندی (Rating) می‌شوند. راندمان فیلترها بر اساس استاندارد بین‌المللی ISO4572 و ” تست عبور چند گانه ”  (Multi-Pass Test) تعریف شده در آن تعیین، و سپس توسط ” نسبت بتا ” (Beta ratio)، که با نماد  β و برای سایز مشخصی از ذرات آلاینده (χ) که به صورت βχ  نمایش داده می‌شود، ارائه می‌گردد.

نسبت بتا (βχ) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

 

که در آن:

βχ : نسبت بتا

χu : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” قبل از فیلتر

χd : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” بعد از فیلتر

سپس راندمان بتا (Beta Efficiency) با استفاده از رابطه زیر محاسبه خواهد شد:

 

که در آن:

ξβ : راندمان بتا بر حسب درصد

χu : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” قبل از فیلتر

χd : تعداد ذرات آلاینده با ابعاد” χ” بعد از فیلتر

روش دیگر محاسبه راندمان بتا، استفاده از رابطه زیر است:

 

 

که در آن:

ξβ : راندمان بتا بر حسب درصد

βχ : نسبت بتا

در جدول زیر، راندمان بتا (Beta Efficiency) بر اساس ضرایب بتا (Beta Ratio) آمده است:

ξβ %

β

ξβ %

Β

ξβ %

β

98.00

50.0

82.76

5.8

50.00

2.0

98.67

75.0

93.75

16.0

58.33

2.4

99.0

100.0

95.00

20.0

66.66

3.0

99.50

200.0

96.875

32.0

75.00

4.0

لازم به ذکر است که فیلترها با توجه به ضریب بتا، به دو دسته ” مطلق (Absolute) ” و ” نامی (Nominal)” نیز طبقه بندی می‌شوند. فیلترهای گروه مطلق، دارای راندمان 98% و یا بالاتر هستند. به عبارتی ضریب بتا آنها حداقل 50 خواهد بود. اما رانــدمان فیلترهای گروه نامی، در بازه 50 % تا 95% است که بدین معنی است که ضریب بتا آنها در بازه 2 تا 20 قرار دارد. بنابراین به خاطر داشته باشید که برای مثال فیلتر مطلق با اندازه 10 میکرون، بسیار بسیار بهتر و گران‌تر از فیلتر نامی با اندازه 10 میکرون خواهد بود.

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≥100)

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 زیر نحوه کدگذاری ذرات آلاینده در استانداردهای متفاوت آمده است:

ISO/DIS 4406

BS 5540/4

Defence Standard 05/42

NAS 1638

SAE 749

Table A

Table B

13 / 11 / 08

2

14 / 12 / 09

3

0

15 / 13 / 10

4

1

16 / 14 / 09

400F

16 / 14 / 11

5

2

17 / 15 / 09

400

17 / 15 / 10

800F

17 / 15 / 12

6

3

18 / 16 / 10

800

18 / 16 / 11

1,300F

18 / 16 / 13

7

4

19 / 17 / 11

1,300

2,000F

19 / 17 / 14

8

5

20 / 18 / 12

2,000

20 / 18 / 13

4,400F

20 / 18 / 15

9

6

21 / 19 / 13

4,400

6,300F

21 / 19 / 16

10

22 / 20 / 13

6,300

22 / 20 / 17

11

23 / 21 / 14

15,000

23 / 21 / 18

12

24 / 22 / 15

21,000

25 / 23 / 17

100,000

 

برای تبدیل درصد ذرات آلاینده به PPM و یا بالعکس، از جدول زیر استفاده می‌شود:

Percent (%)

PPM (Parts Per Million)

100%

1,000,000

10%

100,000

1%

10,000

0.1%

1,000

0.01%

100

0.001%

1

در جدول زیر تعداد ذرات آلاینده موجود در یک میلی لیتر از روغن، بر اساس کد ایزو آمده است:

ISO Code

تعداد ذرات موجود در یک میلی لیتر نمونه روغن

بیشتر از

تا و مساوی

22

20,000

40,000

21

10,000

20,000

20

5,000

10,000

19

2,500

5,000

18

1,300

2,500

17

640

1,300

16

320

640

15

160

320

14

80

160

13

40

80

12

20

40

11

10

20

10

5

10

09

2.5

5

08

1.3

2.5

07

0.64

1.3

دیدگاهتان را بنویسید

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