Перегрев масла в гидросистеме – решение проблемы

30.11.2012

Проблема перегрева масла может возникнуть в гидравлической системе любого типа – стационарной или мобильной. При этом критическое повышение температуры рабочей жидкости приводит к поломке оборудования, и как следствие – простоям производства и убыткам.

Что служит причиной перегрева масла? Нагрев рабочей жидкости в гидросистеме вызывается потерями энергии, в результате чего высвобождается большое количество тепла. Каждая гидравлическая система обладает тепловой мощностью. Это способность рассеивать образующееся в процессе работы тепло. Если же суммарные потери энергии от всех составляющих системы: насоса, исполнительных механизмов, труб и клапанов превышают значение тепловой мощности, или количество рассеиваемого тепла, происходит перегрев масла.

В чем опасность перегрева

Если гидравлическое масло достигает температуры, значение которой превышает значение в 80⁰С, происходит повреждение большей части структуры уплотнительных элементов, а также более скорыми темпами происходит снижение характеристик материалов, из которых изготавливаются уплотнения. При этом даже в случае соблюдения рекомендаций по недопущению работы системы при температуре выше 80 градусов, вязкость масла может оказаться на уровне более низком, чем это необходимо.

Как обеспечить оптимальную температуру жидкости

Чтобы температура рабочей жидкости оставалась стабильной, необходимо, чтобы гидравлическая система обладала способностью рассеивать тепло. Причем эта способность должна превышать потери энергии, происходящие внутри гидросистемы.

Так например, для системы, обладающей непрерывной потребляемой мощностью в 100 кВт и значении КПД 80%, необходима способность рассеивания тепла не ниже, чем 20 кВт. Необходимо отметить, что при увеличении тепловой мощности либо при сокращении способности гидравлической системы к рассеиванию тепла изменяется равновесие между рассеиванием и тепловой мощностью.

Рассмотрим конкретный пример. Мобильная гидравлическая система (насосная станция) обладает постоянной мощностью 37 кВт. Для поддержания стабильной температуры система оборудована теплообменником воздушного типа, способным рассеивать максимально 10 кВт тепла, что составляет 27% от входной мощности. Рассчитывается это так: мощность рассеивания тепла/постоянную мощность*100%, соответственно 10/37*100=27%. С точки зрения конструкции мобильной гидросистемы, этого вполне достаточно для защиты от перегрева. Однако потеря давления внутри системы может привести к увеличению мощности, что вызывает избыточный нагрев масла.

В данном конкретном случае система была оборудована рукавами недостаточного диаметра. Поэтому потери давления, происходящие в рукавах, повысили выработку тепла в системе. Это означает следующее: тепловая мощность потерь становится больше способности теплообменника рассеивать тепло. Таким образом и происходит перегрев гидросистемы.

Как победить перегрев

Существует два пути, с помощью которых можно решить проблему перегрева в гидравлических системах. Первый путь – снижение тепловой мощности. Второй – увеличение способности системы к рассеиванию тепла. При этом более предпочтительным вариантом всегда считается именно первый – уменьшение тепловой мощности. Это связано с тем, что повышается КПД гидросистемы. Так например, если тепловая мощность в рукавах имеет слишком высокое значение, ее необходимо снизить. Для этого необходимо заменить рукава в сливной и напорной линиях на рукава, имеющие больший диаметр.

Работа гидравлической системы с перегретой рабочей жидкостью схожа с работой автомобиля, у которого перегрелся тосол. В одном и другом случаях поломки не избежать. Поэтому как только гидропривод начинает перегреваться, его необходимо остановить, выявить причину перегрева и устранить ее.