Hidrolik Filtrasyon

Hidrolik Filtrasyon

Hidrolik sıvılar dört temel işlevi yerine getirir. Birincil işlevi, akış kullanım noktasının yakınında basınca dönüştürülürken kuvvet ve hareket yaratmaktır. İkincisi, sıvı, metal yüzeyler arasındaki boşluğu doldurarak, bir basınç bariyeri sağlayan ve kirleticilerin dışarı atılmasına yardımcı olan bir conta oluşturur. Genellikle yanlış anlaşılan üçüncü bir işlev, metal yüzeylerin yağlanmasıdır. Hidrolik sıvının sağladığı dördüncü ve son işlev, sistem bileşenlerinin soğutulmasıdır.

Bu işlevlerden herhangi biri bozulursa, hidrolik sistem tasarlandığı gibi çalışmayacaktır. Daha da kötüsü, ani ve yıkıcı bir başarısızlık mümkündür. Ortaya çıkan arıza süresi, büyük bir üretim tesisine kolayca saatte binlerce dolara mal olabilir. Hidrolik sıvı bakımı, planlanmamış duruş sürelerinin önlenmesine veya azaltılmasına yardımcı olur. Kirleticileri en aza indirmek ve ortadan kaldırmak için sürekli bir program aracılığıyla gerçekleştirilir.

İnsan müdahalesinin yanı sıra, sistem bozulmasının en yaygın kaynağı sıvı kontaminasyonudur. Kontaminasyon katı parçacıklar, su, hava veya reaktif kimyasallar olarak var olabilir. Hepsi bir şekilde sıvı fonksiyonlarını bozar.

Hidrolik Sistem Kirletici Kaynakları
Kirleticiler bir hidrolik sisteme çeşitli yollardan girerler. Bunlar: · imalat ve montaj süreçleri sırasında yerleşik olabilir · normal çalışma sırasında dahili olarak üretilebilir ve · normal çalışma sırasında sistemin dışından alınabilir.

Düzgün bir şekilde yıkanmazsa, üretim ve montajdan kaynaklanan kirletici maddeler sistemde kalacaktır. Bu kirleticiler arasında toz, kaynak cürufu, hortumlardan ve contalardan kauçuk parçacıklar, dökümlerden kum ve işlenmiş bileşenlerden metal döküntüler bulunur. Ayrıca sisteme ilk sıvı eklendiğinde muhtemelen belli bir miktar kirlilik de beraberinde gelmektedir. Tipik olarak, bu kirlenme çeşitli türlerde toz parçacıkları ve su içerir.

Sistemin çalışması sırasında toz aynı zamanda havalandırma kapaklarından, kusurlu contalardan ve diğer açıklıklardan da girer. Sistemin çalışması aynı zamanda dahili kontaminasyona da neden olur. Bu, ısı veya kimyasal reaksiyonlar nedeniyle sıvı ve katkı maddesi parçalanmasından kaynaklanan bileşen aşınma kalıntıları ve kimyasal yan ürünler olarak ortaya çıkar. Bu tür malzemeler daha sonra daha fazla kirletici oluşturmak için bileşen yüzeyleriyle reaksiyona girer.

kirletici girişim
Geniş anlamda, kirletici müdahale, bileşenler, sıvı veya sıvı katkı maddeleri ile mekanik veya kimyasal etkileşim olarak kendini gösterir.

Kimyasal reaksiyonlar şunları içerir: pas oluşumu veya diğer oksidasyon, sıvının istenmeyen bileşiklere dönüştürülmesi, katkı maddelerinin tükenmesi - bazen zararlı yan ürünler içeren - ve sıvıdaki mikroplar tarafından biyokimyasalların üretilmesi.

Bu etkileşimlerden herhangi biri zararlı olacaktır. Önleyici tedbirler ve sıvı şartlandırma olmadan, olumsuz etkileri bileşen arızası noktasına kadar yükselebilir. En yaygın arıza modlarından biri, yağlama kaybından kaynaklanan aşırı aşınmadır.

Yağlama ve aşınma
Modern hidrolik sistemlerde gerekli olan basınçlar, sağlam, tam olarak uyumlu bileşenler gerektirir. Ve hassas işleme, hareketli parçalar arasında çok küçük boşluklar bırakır. Örneğin, kontrol valflerinde pistonların ve deliklerin eşleşmesi ve ±0,0002 inçlik (bir inçin on binde ikisi) mekanik tolerans dahilinde takılması alışılmadık bir durum değildir. Metrik birimlerde bu yaklaşık 5 µm'dir (metrenin beş milyonda biri). Modern elektrohidrolik cihazlarda toleranslar daha da sıkı olabilir ve boşluklar 1 mm'den az olabilir. Yüksek basınçlı yataklar ve dişlilerdeki yüzey kaplamaları, 0,1 µin kadar küçük yuvarlanma boşluklarıyla sonuçlanabilir.

Hidrolik sıvının, bu hassas parçaları ayrı tutmak için bir yağlama filmi oluşturması beklenir. İdeal olarak film, hareketli parçalar arasındaki boşluğu tamamen dolduracak kadar kalındır, Şekil 2. Bu durum hidrodinamik veya tam film yağlama olarak bilinir ve düşük aşınma oranlarıyla sonuçlanır. Aşınma oranı yeterince düşük tutulduğunda, bir bileşenin amaçlanan hizmet ömrü beklentisine ulaşması olasıdır - bu, milyonlarca basınçlandırma döngüsü olabilir.

Bir yağlama filminin gerçek kalınlığı sıvı viskozitesine, uygulanan yüke ve iki dinamik yüzeyin bağıl hızına bağlıdır. Pek çok uygulamada, mekanik yükler o kadar yüksektir ki, yağlayıcıyı 1 µin'den daha küçük çok ince bir film halinde sıkıştırırlar. kalın. Bu, elastohidrodinamik (EHD) veya ince film yağlamadır. Yükler yeterince yükselirse, film iki hareketli parçanın pürüzleri tarafından delinecektir. Sonuç, sınır yağlamadır.

Bileşen ve sistem tasarımcıları, sıvının uygun viskoziteye sahip olduğundan emin olarak sınır yağlamadan kaçınmaya çalışır. Bununla birlikte, sıvı sıcaklığı değiştikçe viskozite değişir. Ayrıca yükler ve hız, normal çalışma döngüleri sırasında büyük ölçüde değişebilir. Bu nedenle, çoğu hidrolik bileşen zamanın en azından bir kısmında yalnızca sınır yağlama ile çalışır. Bu olduğunda, hareketli yüzeylerin parçaları birbiriyle temas eder ve ana malzemeden koparılır. Ortaya çıkan parçacıklar daha sonra sıvı akışına girer ve sistem boyunca hareket eder. Filtreleme ile giderilmezlerse, diğer metal parçalarla reaksiyona girerek daha da fazla aşınma oluştururlar.

Akışkan kimyagerleri, akışkanları katkı maddeleri ile iyileştirerek potansiyel yağlama problemlerini sürekli olarak en aza indirmeye çalışırlar. Viskozite indeksi (VI) iyileştiriciler, sıcaklık değiştikçe viskoziteyi sabit tutmaya yardımcı olmak için eklenir. Aşınma önleyici katkılar film mukavemetini arttırır. Çok ağır yükler uygulanacaksa sıvı, sert bir koruyucu film oluşturmak için metal yüzeylerle reaksiyona giren aşırı basınç (EP) katkı maddesi içermelidir. Sirkülasyon sistemlerindeki sıvılar için köpük giderici, emülsiyon önleyici, deterjan veya dağıtıcı eklenebilir. Çoğu hidrolik sıvıda pas ve oksidasyon (RO) inhibitörleri kullanılır çünkü hava ve su her zaman bir dereceye kadar mevcuttur.

Parçacık kaynaklı aşınma
Aşınma belirtileri, azalan sistem performansı ve daha kısa bileşen ömrüdür. Pompalarda aşınma ilk önce azalan debi olarak algılanabilir. Bunun nedeni, aşındırma aşınmasının artan iç boşluk boyutlarına sahip olmasıdır. Bazen artan kayma olarak adlandırılan bu durum, pompanın yeniyken olduğundan daha az verimli olduğu anlamına gelir. Pompa debisi düştüğünde, daha yavaş hareket eden hidrolik aktüatörlerin kanıtladığı gibi, sıvı sistemi yavaşlayabilir. Sistemdeki bazı yerlerdeki basınç da düşebilir. Sonunda, pompanın ani ve yıkıcı bir arızası olabilir. Aşırı durumlarda, bu, sistemin ilk çalıştırılmasından sonraki birkaç dakika içinde gerçekleşebilir.

Valflerde aşınma iç sızıntıyı arttırır. Bu sızıntının sistem üzerindeki etkisi vana tipine bağlıdır. Örneğin akışı kontrol etmek için kullanılan valflerde, artan sızıntı genellikle akışın artması anlamına gelir. Basıncı kontrol etmek için tasarlanmış valflerde, artan sızıntı, valf tarafından ayarlanan devre basıncını azaltabilir. Siltlenme girişimi, Şekil 3, valflerin ve değişken akışlı pompa parçalarının yapışkan hale gelmesine ve düzensiz çalışmasına neden olur. Düzensiz çalışma, aktüatörlerde sarsıntılı harekete neden olan akış ve basınç dalgalanmaları olarak ortaya çıkar.

Hidrolik Yağda Su Kirliliği
Yağ bazlı sıvılardaki su, partikül kirletici maddeler kadar yıkıcı olabilir. Ve suyu dışlamanın başarılması çok zordur. Diğer sıvılara olan yakınlığından dolayı su, çoğu hidrolik sistemde belli bir konsantrasyonda bulunur. Sıvıların higroskopik doğası, nemli havayla temastan belli bir miktar su almalarına neden olur. Bir rezervuarda yoğuşma oluştuğunda, ardından baz sıvıya karıştırılarak sisteme daha fazla su eklenebilir. Yeni yağ ile bile su girebilir. Açık havada dikey konumda saklanan bir petrol varilinin tapasının etrafında yağmur suyu birikmesi muhtemeldir. Ortam sıcaklığındaki değişikliklerle bu nemin bir kısmı namluya emilebilir. Sonunda bu su, hazne o varilden dolduğunda sisteme girer.

Bu doğal olayların yanı sıra, sistem ve bakımla ilgili birkaç su kaynağı vardır. Takım tezgahı uygulamalarında, büyük miktarda su bazlı soğutma sıvısı, havalandırma kapakları ve kusurlu contalar yoluyla hidrolik sistemlere girebilir. Aşınmış ve hasar görmüş ısı eşanjörleri, soğutma suyunun contalardan ve delinmiş hatlardan yağ sistemine sızmasına ve bunun tersinin gerçekleşmesine neden olabilir.

Her sıvının su için kendi doygunluk seviyesi vardır. Doygunluk seviyesinin altında, su diğer sıvıda tamamen çözülecektir. Yağ bazlı hidrolik sıvılar için, doyma seviyesinin oda sıcaklığında milyonda 100 ila 1.000 parça (%0,01 ila %0,1) aralığında olması muhtemeldir. Daha yüksek sıcaklıklarda, doygunluk seviyesi daha yüksektir.

Doygunluk seviyesinin üzerinde, su sürüklenir, yani nispeten büyük damlacıklar şeklini alır. Buna serbest su da denir. Bazen bu damlacıklar birleşir ve rezervuarın dibine çöker. Diğer zamanlarda, çalkalama veya diğer karıştırma eylemleri nedeniyle, çözünmemiş su, yağda asılı duran çok ince damlacıklar halinde var olacak şekilde emülsifiye edilir.

Suyun mekanik etkileri
Hidrolik yağındaki su konsantrasyonu %1 veya %2'ye ulaştığında, hidrolik sistemin tepkisi etkilenebilir. Su, hidrolik sıvının viskozitesini değiştirirse, hidrolik sistemin çalışma özellikleri değişir. Su akışının hızı hızlı olduğunda, zayıf sistem tepkisi, suyun mevcut olduğunun ilk göstergesi olabilir.

Kavitasyon, sıvıdaki suyun başka bir belirtisidir. Suyun buhar basıncı hidrokarbon sıvılardan daha yüksek olduğundan, solüsyondaki az miktarda su bile pompalarda ve diğer bileşenlerde kavitasyona neden olabilir. Bu, bir pompanın emme tarafı gibi bileşenlerin düşük basınçlı alanlarında su buharlaştığında meydana gelir. Buharlaşmayı, bu alanlardaki metal yüzeylere karşı buhar kabarcıklarının müteakip şiddetli çöküşü izler. Kavitasyonun yüksek karakteristik sesleri bu olduğunda fark edilebilir. Sonuç, metal yorulduğu için hidrolik bileşenlerin iç yüzeylerinde kavitasyon hasarıdır.

Yağda emülsifiye su
Minik su damlacıkları, yağ bazlı sıvılarda emülsifiye edilebilir veya süspanse edilebilir. Bunun kanıtı, sıvının bulanık veya süt gibi görünmesidir. Bazen bir yağ/su emülsiyonu o kadar sıkıdır ki, iki sıvıyı ayırmak çok zordur - bunu yapmak için formüle edilmiş bir birleştirici madde eklenmiş olsa bile. Bu, emülsiyon tipi hidrolik sıvılarda arzu edilirken, sıradan yağ bazlı sıvılarda oldukça istenmeyen bir durumdur. Bazı sıvı katkı maddeleri emülsifikasyonu teşvik ederken, diğerleri (mülsifiye edici maddeler) onu caydırır. Bir su emülsiyonunun viskozitesi, orijinal baz sıvısından çok farklı olabilir. Daha önce belirtildiği gibi, düşük viskozite, yağlama filmlerinin kalınlığını azaltarak, dinamik temasta yüzeylerin daha fazla aşınmasına yol açar.

Hidrolik sıvısında serbest su varsa ve sistem 32° F'nin altındaki sıcaklıklarda çalışıyorsa buz kristalleri oluşabilir. Bu kristaller bileşen deliklerini ve açıklık boşluklarını tıkayabilir. Hidrolik sistemlerde bu, yavaş veya düzensiz tepkiye neden olur.

Suyun varlığı konusunda uyarmak için sıvı analizi ve uygun kontrol önlemleri olmadan, su içeriği muhtemelen bu ve diğer semptomların ortaya çıktığı noktaya kadar artacaktır. Diğer semptomlar, kimyasal reaksiyon ürünlerinin kanıtlarını ve nihayetinde bileşen arızalarını içerir.

Su nedeniyle kimyasal reaksiyonlar
Su, bir hidrolik sistemdeki hemen hemen her şeyle reaksiyona girer. Su, benzer olmayan malzemeler arasında elektriği iletmek için bir elektrolit görevi görerek galvanik etki yoluyla korozyonu teşvik eder. En belirgin işaret, metal yüzeylerde görülen pas ve diğer oksidasyonlardır. Haznenin iç üst yüzeyi genellikle pasın ilk görüldüğü yerdir, ancak bu tür paslar, hazne boşaltılıp servis için açılmadıkça yine de fark edilmeyebilir. Ayrıca, pasın oluşması için geçen süre, kısmen rezervuarı oluşturmak için kullanılan metali korumak için kullanılan orijinal yüzey işlemine bağlıdır.

Ne yazık ki, rezervuarda pas fark edilmeden önce, su muhtemelen diğer sistem bileşenlerine zarar vermiştir. Arızalı yatakların ve diğer bileşenlerin incelenmesi, korozyon hasarına işaret edebilir. Aşınmış alüminyum ve çinko alaşımları beyazımsı bir oksit filme sahip olabilir. Çelik yatak ve dişli yüzeylerinde paslanma ve çukurlaşma belirtileri olabilir.

Suyun oksidasyon inhibitörleri ile reaksiyonu asitler ve çökeltiler üretir. Suyla reaksiyona giren bu ürünler aynı zamanda aşınmayı ve paraziti artırır. Yüksek çalışma sıcaklığında (140°F'nin üzerinde), su, çinko tipi aşınma önleyici katkı maddeleri ile reaksiyona girer ve fiilen bunları yok edebilir. Örneğin çinko ditiyofosfat (ZDTP), yüksek basınçlı pompalarda, dişlilerde ve yataklarda aşınmayı azaltmak için hidrolik sıvıya eklenen popüler bir sınır yağlayıcıdır. Bu tip katkı su ile reaksiyona girerek tükendiğinde, abrasiv aşınma hızla hızlanacaktır. Tükenme, metal yorgunluğu ve diğer aşınma mekanizmalarından kaynaklanan erken bileşen arızası olarak ortaya çıkar.

Su sıklıkla, daha küçük kirletici parçacıkların daha büyük bir kütle halinde kümelenmesine neden olan bir yapışkan görevi görebilir. Bu yapışkan kütleler bir valf makarasını yavaşlatabilir veya bir konumda sıkışmasına neden olabilir. Veya bu kümeler bileşen deliklerini tıkayabilir. Her durumda, sonuç düzensiz çalışma veya tam bir sistem arızasıdır.

Mikrobik büyüme
Zamanla, su kirliliği hidrolik sistemde mikropların - bakteriler, algler, mayalar ve mantarlar gibi küçük yaşam formları - büyümesine yol açabilir. Ve havanın varlığı sorunu şiddetlendirir. Mikropların boyutu, tek hücreler için yaklaşık 0,2 ila 2,0 µm arasında ve hücre kolonileri için 200 µm'ye kadar değişir. Kontrol edilmediği takdirde mikroplar, canlı organizmaları yok ettikleri gibi hidrolik sistemleri de yok edebilirler. Uygun koşullar altında, bakteriler her 20 dakikada bir hızla çoğalabilir (kendilerini ikiye katlayabilir). Bu tür üstel büyüme, parçalanmak için önemli bir kesme kuvveti gerektiren iç içe geçmiş mat benzeri bir yapı oluşturabilir. Bu direnç, bir sıvı sistemini hızla çalışmaz hale getirir. Bakteriler, kütle hacimlerinin yanı sıra, en çok saldıran asitler ve diğer atık ürünleri üretirler.

Mikrobiyal kontaminasyon kanıtı
Mikrobiyal kontaminasyonun ilk belirtisi, mikropların atıklarından ve ayrışma ürünlerinden gelen kötü koku olabilir. Bu organizmalar tarafından üretilen malzeme kütlesi nedeniyle sıvı viskozitesi artabilir. Aynı zamanda, sıvı kahverengi mayonez benzeri bir görünüme veya sümüksü yeşil bir görünüme sahip olabilir.

Ne yazık ki, bu belirtiler ortaya çıktığında, sistem bileşenleri ve sıvının kendisi ciddi şekilde hasar görebilir. Bu, sistemin büyük bir revizyonunu veya değiştirilmesini gerektirebilir.

Düzgün seçilmiş filtreler mikropları yok edecektir. Ancak sıvıya biyositler (bu canlı organizmaları yok edebilecek maddeler) eklemeden, hızlı büyüyen mikroplar sistem filtrelerine ağır bir yük bindirebilir. Aşınma artıkları ve kimyasal reaksiyon ürünleri ile birleştiğinde, mikrobiyal kontaminasyon filtre elemanlarının hızla tıkanmasına ve sık sık değiştirilmesine neden olabilir.

Su ve hava mikropların gelişmesi için gereklidir. Bir akışkandan su ve havanın uzaklaştırılması mikrobiyal sorunları en aza indirir. Ancak bazı sistemler temel sıvı olarak su kullanır ve çalışan hidrolik sistemlerde havanın sıvılardan çıkarılması çok zordur. Su ve hava mevcut olduğunda, mikroplar genellikle büyümelerini beslemek için bir miktar sıvı bileşen bulabilirler. Su, ayırma veya uzaklaştırma ile kontrol edilemediğinde, sıvıya biyositler eklenmelidir. Uygun şekilde seçilmiş su emme filtreleriyle birleştirilmiş bir biyosit, kimyasal reaksiyon yan ürünlerini ve mikrobiyal kontaminasyonu en aza indirmeye yardımcı olabilir.

Dışlama uygulamaları
Akışkan kirleticilerine karşı ilk savunma, bunların bir hidrolik sisteme girişini engellemektir. Bundan sonra, sistem başlatılmadan önce kirleticilerin giderilmesi, sistem ömrünün erken dönemlerinde meydana gelebilecek çok fazla hasarı önler. Bundan sonra, iyi planlanmış rutin bakım, sıvıyı en iyi durumda tutacaktır. İşte atılabilecek ilk olumlu adımlardan bazıları:

havanın sıvıya karışmasına neden olan çalkalamayı önlemek için hazneye bölmeler ve dönüş hattı difüzörleri takın, Şekil 5
rezervuarı, 2 µm'de en az %99 verimliliğe sahip bir hava filtresi elemanına sahip bir havalandırma ile donatın
tüm bağlantı elemanlarının düzgün bir şekilde sıkıldığından emin olun (sızıntıya neden olmanın yanı sıra, gevşek bağlantı parçaları havadaki tozun sisteme emilmesine izin verebilir)
hizmete girmeden önce sistemi iyice yıkayın
rezervuarı doldurmadan önce sıvıyı ön filtreden geçirin (sistem sıvısı spesifikasyonunuz kadar temiz olmalıdır)
çalıştıklarından emin olmak için filtre göstergelerini inceleyin
silindir çubuklarını ve contaları korumak için çizme ve körük kullanın
filtre baypas valfi açılmadan önce filtre elemanlarını değiştirin; aksi halde sistem filtrelemesiz çalışacaktır.
aşınmış contaları ve hortumları derhal değiştirin; yapılmazsa, olumsuz etkiler gevşek bağlantı parçaları ile aynıdır
bir sistem bakım için her açıldığında iyi temizlik yapın; yedek bileşenleri kontaminasyondan korumak ve
aşırı ısınma, su sızıntısı, tıkalı ısı eşanjörleri, katkı maddesi bozulması vb. sorunları tespit etmek için sıvıyı düzenli olarak analiz edin.

Kaldırma mekanizmaları
Sıvıda kirlenme olduğunda, çökelme, gaz çıkışı (örneğin gazlı sıvılarda), filtrasyon/ayırma ve sıvı değişimi ile azaltılabilir ve kontrol edilebilir. İlk iki mekanizma - çökelme ve gaz çıkışı - doğal olarak meydana gelir, ancak bunların etkileri, sistem tasarımı yoluyla akışkan ortamı kontrol edilerek geliştirilebilir. Son ikisi, yine sistem tasarımı sırasında veya kurulumdan sonraki bakım faaliyetlerinde insan katılımını gerektirir.

Çökmenin gerçekleşmesi için, bir kirletici maddenin onu taşıyan sıvıdan daha büyük bir yoğunluğa sahip olması gerekir. Bir kirletici parçacığın yoğunluğu ne kadar düşükse, sıvı içinde o kadar yüzer olacaktır. Akışkanın akış hızı ayrıca bir kirleticinin ne kadar çabuk çökeceğini belirlemeye yardımcı olur. Bir akışkan tarafından taşınan bir kirletici, akış hızı yerçekimini yenmek için yeterli kaldırma kuvveti sağlıyorsa süspansiyon halinde kalacaktır. Akış türbülanslı ise, kirleticilerin askıda kalması daha olasıdır.

Daha önce bahsedildiği gibi, rezervuar, daha büyük parçacıkların çökelmesi için sıvı hızını yeterince azaltmak üzere bölmeler ve dönüş hattı difüzörleri ile tasarlanabilir. Öte yandan, kirleticiler, uzaklaştırılmak üzere bir filtreye taşınacaksa askıda kalmalıdır. Bu, partikül çökelmesinin öngörülemeyen kirletici çıkarma oranlarına veya hareketli parçalar arasında çamurlanma girişimine neden olabileceği sıvı hatları ve bileşenlerinde özellikle önemlidir. Bu nedenle sistem tasarımcıları, daha küçük parçacıkların askıda kalması için hidrolik sistemde makul derecede türbülans isterler. Bu, sistemin başka yerlerinde olduğu gibi rezervuar için de geçerlidir. Konik bir rezervuar tabanı, azaltılmış taban yüzey alanı ve türbülans etkisini uzatma eğilimi nedeniyle daha küçük kirletici parçacıkların toplanmasını önlemeye yardımcı olacaktır. Pek çok tasarım projesinde olduğu gibi, rezervuar inşaatı ve boru tesisatı konfigürasyonu tavizler içerir.

Gaz çıkışı, çökelmenin tersi olarak düşünülebilir. Akışkan türbülansı karıştırma eylemini önleyecek kadar düşükse, çözünmüş hava süspansiyondan çıkabilir ve bir sıvının yüzeyine yükselebilir. Havanın sıvıyı gerçekten terk edip etmediği, havanın ve sıvının bağıl yüzey gerilimlerine ve kısmi basınçlarına bağlıdır. Rezervuardaki türbülans ne kadar düşükse, bir kirleticinin gaz çıkışı veya çökelme yoluyla sıvıyı terk etme olasılığı o kadar yüksektir.

Çökelme ve gaz çıkışı gibi doğal mekanizmalar, kendi başlarına kontaminasyonu kabul edilebilir bir düzeye indiremezler. Filtreleme ve ayırma cihazlarının olmadığı durumlarda tek alternatif sıvıyı periyodik aralıklarla değiştirmektir. Yeterli filtrasyonla bile, sıvı değişimi sonsuza kadar ertelenemez. Bu, otomotiv yağları için kesinlikle doğrudur ve sıvı ömrünün temel bir gerçeğine işaret eder. Filtrelerin ve ayırıcıların satın alınması, takılması ve bakımının maliyeti ile hidrolik sıvıyı daha sık değiştirmenin maliyeti arasında ekonomik bir denge vardır.

Akışkan şartlandırma hedefleri
Hidrolik sıvı şartlandırmanın amacı, toplam işletme maliyetlerini düşürmektir. Sistem, sıvı temizliği için minimum standartları karşılayabilir veya aşabilirse, bu ara hedeflerden biri veya daha fazlası gerçekleştirilebilir:

akışkan sistemi ve bileşenleri için bakım gereksinimlerini azaltın
sistemin ve sıvısının performansını iyileştirmek
makine çalışmasını iyileştirerek nihai ürünün kalitesini sağlamak ve
güvenliği artırın ve/veya personelin yaralanma riskini azaltın (örneğin, çalışan ekipman üzerinde veya çevresinde bakım ihtiyacını ortadan kaldırarak).

Uygun sıvı şartlandırma, hidrolik bileşen arızaları arasındaki ortalama süreyi artırır. Yine de bu fayda, filtrelerin satın alınması, elemanların değiştirilmesi ve filtrasyon ekipmanının bakımının maliyetine karşı uygun şekilde dengelenmelidir. Dikkatli filtreleme sistemi tasarımı ve bileşen seçimi, bu maliyetleri en aza indirmeye yardımcı olacaktır. Fayda/maliyet değiş tokuşunu optimize etmenin en iyi yolu, filtrelerin, öğelerin ve filtre ortamının seçimi için sağlam uygulamaları takip etmektir. Genel bir süreç, Şekil 5'teki filtre özelliği akış şemasında gösterilmektedir.

Kirleticilerin uzaklaştırılmasıyla ilgili birçok soru yanıtlanmalıdır:

sıvının ne kadar temiz olması gerekiyor?
hangi boyutta parçacıklar çıkarılmalıdır?
Belirli bir boyut aralığında kaç parçacığın çıkarılması gerekiyor?
Filtre ortamı, belirli bir boyut aralığının yüzdesi çıkarma açısından ve kir tutma kapasitesi açısından ne kadar verimli olmalıdır?
Belirli bir filtre ve ortam kombinasyonu için sıvı kontaminasyonu kabul edilebilir bir seviyede stabilize olacak mı?
Bileşen hassasiyeti
Akış şemasının ima ettiği gibi, şartname hazırlayıcıların, hidrolik bileşenlerin çeşitli boyut ve konsantrasyonlardaki kirletici maddelere karşı hassasiyeti hakkında bir fikir sahibi olmaları gerekir. Tasarımcılar ve kullanıcılar, bazı bileşenlerin kirletici maddelere karşı diğerlerinden daha hassas olduğunu gözlemlemişlerdir. Örneğin, belirli bir pompanın hızlı bir şekilde arızalandığını, başka bir tipin ise aynı sistemde aylarca sürdüğünü görmüş olabilirler. Ayrıca muhtemelen daha yüksek basınçların ve akış hızlarının tüm bileşenlerin daha hızlı aşınmasına neden olduğunu fark etmişlerdir. Özellikle dikkatli olanlar, sistemlerin etrafındaki havadaki kirleticilerin konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, sistemlerin o kadar çabuk bozulduğunu fark etmiş olabilir. Bu faktörler, bileşenlerin hizmet ömrünü etkilemek için bir araya gelir.

Diğer bir nokta da, küçük gözenek boyutlarına sahip filtre ortamlarının genellikle daha maliyetli olması ve daha kalın ortamlara göre daha sık değiştirilmesi gerekmesidir. Pratik ekonomik nedenlerle, tasarımcılar maliyetli ultra ince filtreleme ile erken bileşen arızalarının maliyeti arasında bir uzlaşma bulmalıdır. Bu taviz, sıvının olabildiğince temiz değil, yalnızca olması gerektiği kadar temiz olmasıdır.

Tasarımcılar, hidrolik sıvının ne kadar temiz olması gerektiğini belirlemek için bileşen üreticilerinin bilgilerinin yanı sıra kendi deneyimlerine güvenme eğilimindedir. Bazı muhafazakar üreticiler, en kötü durum koşullarının var olduğunu varsayar ve bileşenleri için kabul edilebilir çok düşük bir kirlenme düzeyi belirler. Diğerleri yolun ortasında bir yaklaşım benimsiyor ve az ya da çok ortalama koşullar için temizliği belirtiyor.

Ek kaynaklar
Üreticilerin önerileri, diğer kaynaklardan elde edilen bilgilerle artırılabilir. Örneğin OEM'ler ve araştırma laboratuvarları, pompaların, valflerin ve diğer bileşenlerin kirleticilere karşı hassasiyetini analiz etmek için projeler yürütmüştür. Sonuç olarak, hidrolik sıvı temizliği için yönergeler ve standartlar yayınlandı. Bu yönergeler, aşağıdakiler gibi çeşitli faktörleri birbiriyle ilişkilendirmeye çalışır:

sıvı kayganlığı (örneğin, su bazlı sıvılar yağdan daha düşük kayganlığa sahiptir)
hidrolik sistemlerde yaygın olarak bulunan kirleticilerin aşındırıcılığı
sistem görev döngüsü ve döngü hızı (kirleticilerle birlikte yüksek basınç ve yüksek döngü hızları, daha erken yorulma arızalarına yol açar)
bileşen değiştirme maliyeti
arızadan önceki ortalama süre (MTBF) açısından tasarım ömrü hedefi; bugün ortak bir hedef 10.000 saat veya daha fazlasıdır ve
Kirleticiyle ilgili arızalarla ilişkili risk derecesi (yüksek kişisel yaralanma riski veya yüksek üretim kaybı maliyeti, daha temiz bir sıvıya ihtiyaç duyulmasını gerektirir.)

Akışkan değişkenleri ve sistem değişkenlerinin her ikisi de bir bileşenin kirlenmeye karşı hassasiyeti üzerinde etkilidir. Bu hassasiyet sonunda sistem performansına yansıtılır, 

Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO), çeşitli bileşen türleri için temizlik seviyeleri önermektedir, aşağıdaki tabloya bakın. Seviyeler, son 20 yıldır tanınan endüstri standartlarına göre belirtilmiştir. Birçok akışkan gücü tasarımcısı bu önerileri pratik kurallar olarak uygular. Belirleyicilerin çoğu artık sistemleri için gerekli sıvı temizliğini belirtmek için ISO 4406'yı (bkz. tablo A/99) kabul etmekte ve kullanmaktadır.

Hidrolik Yağ Kirlilik Seviyesi ve Filtre/Yağ Değişim Kayıtların Önemi
Yine de, bileşen üreticilerinin ve endüstri yönergelerinin deneyime göre değiştirilmesi gerekir. Bu, karar verme konusunda güven sağlamak için yeterli işletim ve bakım verilerinin yeterli süre boyunca ve yeterli sistemlerden toplanmasını gerektirir. Toplanan veriler, sistemlerdeki düzenli sıvı analizinin sonuçlarını içermelidir. Toplanan veri kategorileri şunları içerebilir:

Akışkan değişkenleri - en hassas veya pahalı bileşenlere sahip devre branşmanları için akış, basınç, sıcaklık ve viskozite.

Sıvı analizi - çeşitli boyut aralıklarında (ör. >2, >5, >15, >25, >50 ve >100 µm), spektrokimyasal analiz (ör. büyük olasılıkla metaller ve diğer kirleticiler) ve su içeriğindeki ( hacme göre %).

Filtreleme bilgileri - diğer verilerin toplandığı devreyi koruyan filtre(ler) ve eleman(lar)ın model numarası ve üreticisi; beta oranları ve kir tutma kapasitesi açısından element performans derecelendirmeleri.

Bakım verileri - hizmete alınan tarih sistemi; gerçekleştirilen rutin bakımın tarihleri ve açıklamaları (eleman değiştirmeleri dahil); filtre elemanı durum göstergesinin okunması (örn. "değiştirilmesi gerekiyor" veya "baypasta"); üreticilerin adları ve model numaraları dahil olmak üzere bileşen arızalarının tarihleri ve açıklamaları; arıza modu analizi (örneğin, kırılma, korozyon, aşınma, vb.), kirlenmenin herhangi bir arızada bir faktör olup olmadığını belirlemede çok yardımcı olacaktır.

PC veri tabanı ve istatistiksel analiz programları, arızaları sıvı kontaminasyon düzeyleriyle ilişkilendirmek için de kullanılabilir. Bu, en hassas bileşenlerin kirlenme toleransının bir resmini oluşturacaktır. Ayrıca, belirli bileşenler, belirli devre dalları veya bir bütün olarak sistem için MTBF'lerin hesaplanmasına da izin verir.

Açıkçası, bu kullanıcının toplaması gereken verilerdir. Yine de üreticiler, bu verilerin bir kısmını yakalamak ve bileşen hassasiyetinin daha net bir resmini oluşturmak için bir fırsat olarak garanti taleplerini izleyebilirler. Bu, hizmetin yalnızca ilk veya iki yılını kapsayabilir. Müşteriler ve distribütörlerle yakın bir ilişki, yedek parça siparişi verildikçe daha uzun süreler boyunca benzer verilerin toplanması için bir fırsat sağlayabilir.

Parçacıklar için tanımlayıcı faktörler
Partikül kontaminasyonu aşağıdaki tanımlama faktörleri ile karakterize edilebilir.

aglomerasyon parçacıkların birbirine bağlanma eğilimi. Bu eylem genellikle sıvı kontaminasyon kontrolünde zararlıdır.

sedimantasyon işleminden kaynaklanan sıkıştırma sıkıştırma derecesi. Boşluklar azaldıkça ve kütle yoğunluğu arttıkça silt durumu yoğunlaşır.

konsantrasyon birim sıvı hacmi başına ağırlık veya sıvının birim hacmi başına verilen boyuttan daha büyük partikül sayısı.

yoğunluk hacim başına parçacık kütlesi. Yoğunluk, parçacıkların sıvıdan çökelme hızını etkiler.

dağılım parçacıkların ayrı kalma eğilimi. Bu, partikül ayırma ve analizinde bir faktördür.

sertlik aşınmaya karşı direnç ve açıkta kalan yüzeyleri aşındırma potansiyeli olan parçacıklar.

partiküllerin çökelme terminal hızı, akan sıvı tarafından sağlanan partikül süspansiyonunun derecesini kontrol eder.

şekil parçacık yapısının veya topografyanın düzensizlik derecesi. Parçacığın kesme veya aşındırma kabiliyeti için önemli bir faktör.

boyut geometrik, türetilmiş ve hidrodinamik çaplarla tanımlandığı şekliyle parçacığın yapısal kapsamı. Bu tür çaplar istatistiksel olarak anlamlıdır.

boyut dağılımı popülasyondaki her parçacık boyutunun oluşma sıklığı. Kümülatif parçacık boyutu dağılım eğrileri, sıvı kirlenme kontrolünde en popüler tiptir.

boyut, yalnızca kırılmasız deformasyonun meydana geldiği boyut aralığını ve ilgilenilen alt filtrasyon sınırını sınırlar.

kristal veya moleküler bağların kuvvetli bir şekilde kesilmesi olmadan boyutun ve şeklin değiştirilemeyeceği durum durumu. Parçacık üretimi ve büyümesinin anlaşılması için önemli bir kavram.

parçacığın kaldırma ağırlığının üstesinden gelmek için gereken yaşam gücünü taşır. Bu başarıldığında, akış kanalı parçacıkları yüzeyinde tutmaz.

Kirlenme - dinamik, statik değil
Düzenli sıvı analizinin bir başka nedeni de, kirlilik seviyesinin zamanla değişmesi ve sistemdeki konuma göre değişmesidir. Herhangi bir noktada, sıvıda bulunan kirlilik miktarı üç faktöre bağlıdır:

1. Sistem başlatıldığında sıvıda ne kadar kirlilik vardı?
2. Çalışma sırasında tüm kaynaklardan sıvıya ne kadar eklendiği (Giriş oranı, birim zamanda sıvıya giren kirletici miktarını açıklamak için kullanılan terimdir.)
3. Tüm giderme mekanizmaları (çökeltme ve filtrasyon veya ayırma) nedeniyle sıvıdan ne kadar kirlilik ayrıldı?

Bu üç faktör, herhangi bir zamanda bir sistemdeki toplam kirletici kütlesini açıklar. Bu kütle, bir malzeme dengesi denklemi kullanılarak hesaplanabilir:

CT = Ct + Ca - Cs
Neresi:
C kirleticidir
T, herhangi bir zaman noktasıdır
t işlemin başlangıcından bu yana geçen süredir
Ca, t'den bu yana eklenen miktardır
Cs, t'den bu yana kaldırılan tutardır

Malzeme dengesi terimi, denklemin sıvıya giren ve çıkan malzeme veya kirletici madde miktarı arasındaki net farkı hesaplaması ve bu farkı zaten orada olana eklemesi nedeniyle kullanılır. Hesaplama, sistemdeki belirli bir konum için geçerlidir.

Sirkülasyonlu bir sistemde, temizlenmeyen kirleticiler, sıvıya eklenen yeni kirleticilerle birlikte filtre girişinde tekrar görünecektir. Buna çok geçişli sistem denir, çünkü sıvı ve kirletici filtreden birden fazla geçiş yapar. Sonuç olarak, sistemdeki kirletici konsantrasyonu sürekli dalgalanır.

Bir sistemin ilk çalıştırılmasını düşünürsek, zaten mevcut olan kirleticiler üretim süreçlerinin bir sonucu olarak oradadır veya yeni sıvı ile girmiştir. (Orijinal varilden çıkan her mililitre sıvı, tipik olarak çapı 5 mm ve daha büyük olan en az 2.500 parçacık içerir.) Çalıştırmadan birkaç dakika sonra, sıvının akma hareketi nedeniyle parçacık seviyesi oldukça yüksek olacaktır. birikintileri toplamak için yeni bileşenlerden ve borulardan geçer. Sonunda, rezervuar havalandırması ve kusurlu contalar yoluyla sisteme daha fazla parçacık girer. İç aşınma nedeniyle zamanla daha fazlası eklenecektir.

Tipik hidrolik bileşenler için gereken Yağ temizlik Seviyesi
Component type	Fluid classification ISO code
Servovalves	14/11
Vane and piston pumps/motors	16/13
Directional and pressure control valves	16/13
Gear pumps/motors	17/14
Flow control valves and cylinders	18/15
Aircraft test stands	13/10
Injection molding	16/13
Metal working	17/14 - 16/13
Mobile equipment	18/15 - 16/13
New unused oil	18/15

Tahmini giriş oranı
Yeni bir hidrolik sistemin hizmete alınmadan önce düzgün bir şekilde yıkandığını varsayalım. Sistem, belirli bir akış hızına sahip çok geçişli bir filtreleme sistemine sahipse, nihai stabilize kirletici seviyesi, sistemin giriş hızına ve filtre ortamı çıkarma verimliliğine bağlı olacaktır. Filtre verimliliği çok düşükse, sistem içinde oluşan aşınma partikülleri ve sistem dışından giren yeni partiküller nedeniyle kirletici seviyesi artmaya devam edecektir. (Çoğu otomobil yağlama sistemindeki senaryo budur ve motor yağının neden periyodik olarak değiştirilmesi gerekir.) Filtre verimliliği yeterince yüksekse, kirletici madde seviyesi azalacak ve dengelenecek ve hidrolik sıvının hizmet ömrü uzayacaktır. Çalışma koşulları değişkenlik gösterdiğinden, bu bir tür dinamik kararlılıktır. Kirletici seviyesi, bu koşullar tarafından belirlenen bir aralık içinde değişir.

Bu nedenle, uygun filtre ortamını seçmek için giriş hızı hakkında bir fikir sahibi olmak gerekir. Tabii ki, giriş oranı muhtemelen sistemdeki farklı konumlarda değişiklik gösterir ve şu faktörlere bağlıdır:

ortam havasındaki kirleticilerin konsantrasyonu (aşınmış dolgu/havalandırmalar, gevşek bağlantı parçaları, sızdıran contalar vb. yoluyla giren)
rezervuar havalandırmasında bir hava filtresi elemanının kullanılması veya bulunmaması
sistemdeki veya devre dalındaki bileşenlerin sayısı
özellikle pompalar ve motorlar gibi dönen bileşenler varsa sistemi oluşturan bileşen türleri (bazı türler diğerlerinden daha hızlı aşınır)
sıvı hızı (çünkü daha yüksek hız genellikle aşınmayı hızlandırabilir - yıkama tamamlandıktan sonra)
sistem basıncı (çünkü daha yüksek basınç aynı zamanda aşınma oranlarını da artırma eğilimindedir)
akışkan sıcaklığı (aşırı ısı, akışkanın ve katkı maddelerinin parçalanarak kirlenmeye neden olmasına neden olabilir) ve
kullanılan filtre ortamı (daha verimli ortam, daha düşük kirletici seviyeleri ve daha düşük aşınma oranları sağlar).
Bu faktörler geçit töreni, giriş oranlarının doğru tahminini zorlaştırır. Bilinen çalışma koşulları ve filtrasyon verimliliği olan bir sistemden alınan sıvı numuneleri üzerinde parçacık sayımları yapılarak bir tahmin yapılabilir. (Çok dallı sirkülasyon sistemlerinde, rezervuar genellikle numune almak için uygun bir yer olarak seçilir.) Ardından, malzeme dengesi denklemine dayanan basit bir filtrasyon modeli kullanılarak bir giriş oranı çıkarılabilir. Filtreleme belirleyicileri, aynı tekniği kullanarak kendi tahminlerini oluşturabilirler. Böyle bir tahmin, bir tabloda yayınlanan ortalamalardan birinden daha doğru olabilir. Çok sayıda değişkenin bir tür giriş hızında hızla manipüle edilmesine izin veren bilgisayarlı filtreleme modelleri de mevcuttur Ya eğer? analiz.

Hidrolik Yağda Temizlik Referansı
Sorunları tespit etmek veya düzeltmek için bir kontaminasyon referans ölçeği kullanılır. Partikül sayımı, temizlik seviyesi standartlarını elde etmenin en yaygın yöntemidir. Çok hassas optik aletler, bir sıvı numunesindeki çeşitli boyut aralıklarındaki parçacıkların sayısını sayar. Bu sayımlar, belirli bir hacimde bulunan belirli bir boyuttan daha büyük parçacıkların sayısı olarak rapor edilir.

ISO 4406 temizlik seviyesi standardı, günümüzde çoğu endüstride geniş kabul görmüştür. Bu standardın değiştirilmiş bir versiyonu, bilinen bir hacimde (genellikle 1 mililitre veya 100 mililitre) 2, 5 ve 15 mikrometreden büyük parçacıkların sayısına atıfta bulunur. (Daha küçük boyutlu parçacıkların sayısı, çamurlanma sorunlarının tahmin edilmesine yardımcı olur. Daha büyük parçacıkların sayısının yüksek olması, feci bileşen arızasına işaret edebilir.)

Filtre ortamı
Filtre ortamı, elemanın kirletici madde ile fiilen temas eden ve daha sonra uzaklaştırılmak üzere onu yakalayan kısmıdır. Belirli filtre ortamının doğası ve elemana tasarlanan kirletici yükleme işlemi, bazı elemanların hizmette neden diğerlerinden daha uzun süre dayandığını açıklar.

Üretim sırasında, ortam genellikle levha biçiminde başlar, ardından daha fazla yüzey alanını sıvı akışına maruz bırakmak için kıvrılır. Bu, kir tutma kapasitesini artırırken elemandaki basınç farkını azaltır. Bazı tasarımlarda, filtre ortamı, belirli performans kriterlerini elde etmek için birden fazla katmana ve ağ desteğine sahip olabilir. Kıvrıldıktan ve uygun uzunlukta kesildikten sonra, iki uç bir silindir oluşturmak için özel bir klips, yapıştırıcı veya başka bir dikiş düzenlemesi kullanılarak birbirine bağlanır. En yaygın ortamlar arasında tel örgü, selüloz ve fiberglas kompozitler veya diğer sentetik malzemeler bulunur. Filtre ortamı genellikle yüzey veya derinlik tipi olarak sınıflandırılır.

Surfacemedia — Yüzey tipi filtre ortamı için, sıvı akışı temel olarak öğe boyunca düz bir yolda akar. Kirletici, sıvı akışına bakan elemanın yüzeyinde tutulur. Yüzey tipi elemanlar genellikle dokuma tel kumaştan yapılır. Tel kumaşı imal etmek için kullanılan işlem çok hassas bir şekilde kontrol edilebildiğinden ve tel nispeten sert olduğundan, yüzey tipi medya tutarlı bir gözenek boyutuna sahiptir. Bu tutarlı gözenek boyutu, belirtilen test koşulları altında ortamdan geçecek olan en büyük sert küresel parçacığın çapıdır. Bununla birlikte, kullanım sırasında, eleman yüzeyinde kirletici birikmesi gözenek boyutunu azaltacak ve ortamın orijinal gözenek boyutu değerinden daha küçük parçacıkları yakalamasına izin verecektir. Tersine, gözenek boyutundan daha küçük çaplara ancak daha uzun olan parçacıklar (lif şeritleri gibi) yüzey ortamından aşağı akış yönünde geçebilir.

Derinlik ortamı — Derinlik tipi filtre ortamı için sıvı, öğe boyunca kıvrımlı dolaylı yollar almaya zorlanır. Yapısı nedeniyle, derinlik tipi ortam, ortam lifleri tarafından oluşturulan çeşitli boyutlarda birçok gözenek içerir. Malzeme boyunca çok boyutlu açıklıklardan oluşan bu labirent, kirletici partikülleri hapseder. Gözenek boyutlarının dağılımına bağlı olarak, ortam çok küçük parçacık boyutları için çok yüksek bir yakalama oranına sahip olabilir.

Filtre ortamının genel karşılaştırması
Medya materyali Yakalama
verimlilik Kir-
tutma
kapasite farkı
basınç Hizmeti
hayat Başlangıç
maliyet
Fiberglas Yüksek Yüksek Orta Yüksek Ortadan yükseğe
Selüloz (kağıt) Orta Orta Yüksek Orta Düşük
Tel örgü Düşük Düşük Düşük Orta Orta ila yüksek
Derinlik tipi filtre elemanları için kullanılan iki temel ortam selüloz (veya kağıt) ve fiberglastır. Selüloz ortamındaki gözenekler, geniş bir boyut aralığına sahip olma eğilimindedir ve liflerin düzensiz boyutu ve şekli nedeniyle şekil olarak çok düzensizdir. Buna karşılık, cam elyafı ortam, boyut ve şekil olarak çok tekdüze olan insan yapımı liflerden oluşur. Bu lifler genellikle selüloz liflerinden daha incedir ve sürekli olarak dairesel bir enine kesite sahiptir. Bu tipik lifler arasındaki farklar, fiberglas ortamın performans avantajını açıklar. Daha ince lifler, belirli bir alanda daha fazla gözenek sağlayabilir. Ayrıca, daha ince filtreleme için daha küçük gözenekler oluşturmak üzere daha ince lifler birbirine daha yakın düzenlenebilir. Sonuç olarak kir tutma kapasitesi ve filtrasyon verimliliği iyileştirilir.

Hidrolik Yağda Partikül Sayımı
Bir sistemdeki hidrolik sıvının temizlik seviyesinin bilinmesi, kirlenme kontrol önlemlerinin seçilmesinin temelidir. Parçacık sayımı, temizlik düzeyi standartlarını elde etmenin en yaygın yöntemidir. Çok hassas optik aletler, çeşitli boyut aralıklarındaki parçacıkların sayısını sayar