Hydraulische Cylinder Cavitatie Begrijpen en Voorkomen: Bescherm Uw Systeem

Hydraulische cylinder cavitatie is een nachtmerrie voor elk hydraulisch systeem, leidend tot een kettingreactie van schadelijke problemen die uiteindelijk kritieke (en kostbare) componenten binnen uw hydraulisch systeem zullen vernietigen. Hoewel de meeste mensen cavitatieproblemen associëren met pompen en motoren, kan cavitatie ook een probleem zijn voor hydraulische cylinders. Om cavitatieschade te minimaliseren of te elimineren, is kennis van hoe het werkt en wat voor schade het leidt tot een goed beginpunt. De wijsste aanpak om met cavitatieproblemen om te gaan is echter om preventieve maatregelen te nemen.

Definitie van Cavitatie

De eenvendigste uitleg van cavitatie is de aanwezigheid van gas gevangen binnen bellen in een vloeistof. In het geval van hydraulische systemen en componenten zoals pompen of cylinders, is de betrokken vloeistof de hydraulische vloeistof die druk overbrengt. In hydraulische cylinders wordt de door de vloeistof overgedragen druk gebruikt voor lineaire actuatie die duizenden ponden kan bewegen bij een druk op de knop. Het is duidelijk dat zeer hoge drukken betrokken zijn.

Bellen gevuld met opgeloste gassen of damp beginnen te vormen en te groeien wanneer de druk dichtbij die van verzadigde damp voor de vloeistofstemperatuur is (bijv. er is gelokaliseerd koken van de vloeistof). Voor een cylinder hoeft de vloeistof alleen onder atmosferische druk te dalen voor bellen te vormen.

Wanneer deze bellen op zichzelf instorten (of implode), is het resultaat geluid, warmte, ernstige oppervlakteschade, en een negatieve impact op efficiëntie en productiviteit. Essentieel genereren de bellen een krachtige mechanische schok die resulteert in microstraalen die nabijgelegen metaal treffen. Die implosie treedt op wanneer de bellen een gebied van lage druk bereiken waardoor de damp binnenin condenseert. Het metaal begint weg te slijten in een proces bekend als cavitatie-erosie, cavitatie-slijtage, of cavitatie-pitting.

Cavitatie kan ook optreden wanneer lucht in de hydraulische vloeistof gevangen zit (een fenomeen bekend als aeratie). Naarmate de druk toeneemt (bijv. als de stang in een hydraulische cylinder op de eindkap afsluit) barsten de bellen gewelddadig. In een hydraulische cylinder treedt cavitatie het vaakst op aan de kap-zijde van de zuiger wanneer deze snel uitsteekt, en vooral wanneer het een overloopende belasting probeert te stoppen. Het treedt ook op wanneer de stang naar beneden wijst terwijl het een zware trekkracht op het einde ondersteunt. Sommige experts zouden betogen dat dit geen echte cavitatie is, maar de effecten zijn dezelfde.

Cavitatie Herkennen

Een van de gemakkelijkste manieren om cavitatie in een hydraulische cylinder te detecteren is door geluid: wanneer cavitatie-bellen implode, kunt u ze horen in de vorm van een intense ratelend geluid. U zult ook pitting opmerken op het oppervlak van onderdelen die beïnvloed zijn door cavitatie; in het geval van hydraulische cylinders, kan het op het oppervlak van de stang en de binnenkant van de cylinder gevonden worden.

Problemen Veroorzaakt door Cavitatie

Cavitatie kan leiden tot meerdere problemen binnen een hydraulisch systeem als geheel, alsmede hydraulische cylinders. Deze omvatten versnelde slijtage van kritische oppervlakken, zegelfout, generatie van ongewenste warmte, vermindering van hydraulische oliekwaliteit, en smeringsproblemen.

Versnelde Oppervlakte Slijtage

Een van de meest ernstige problemen veroorzaakt door cavitatie is oppervlakte slijtage, soms bekend als pitting. Houd er rekening mee dat de dampbellen op een bijna moleculair niveau implode, een enorme hoeveelheid kracht vrijmakend over een ongelooflijk klein gebied. Dat leidt tot hoge spanningen – spanningen hoog genoeg om metaal van oppervlakken aangrenzend aan die bellen te verwijderen. Het resultaat is zeer versnelde slijtage in de vorm van oppervlakte pitting en intern gegenereerde verontreiniging. De metaaldeeltjes verwijderd van het oppervlak zullen binnen het systeem blijven en kunnen de vorming van nog meer cavitatie-bellen veroorzaken.

Vroegtijdige Zegel Fout

Houd er ook rekening mee dat oppervlakteafwerking een belangrijke factor kan zijn in veel toepassingen, en met name met hydraulische cylinders. Bij het selecteren van een geschikte zegel voor een hydraulische cylinder, is de oppervlakteafwerking van de stang kritiek. Als de stang pitting ondervindt door cavitatie, zal het vroege slijtage van de zegel veroorzaken. Naarmate de zegel begint te slijten, kan hydraulische vloeistof lekken (prestaties reduceren) en omgevingsverontreinigingen zoals stof en vocht hun weg naar binnen vinden.

Overmatige Warmte Generatie

De belimplosies leiden ook tot hoge temperaturen, soms tot 5.000°F bereikend. Daarnaast, naarmate het oppervlak beschadigd raakt, zal er verhoogde wrijving zijn naarmate vloeistof erover stroomt. Die wrijving resulteert niet alleen in systeemverliezen en lagere efficiëntie, maar ook in ongewenste warmtegeneratie. Dit is een van de redenen waarom overmatige warmte ook een sterke indicator van cavitatie kan zijn.

Vermindering van Vloeistofkwaliteit

Vanwege de hoge temperaturen die kunnen resulteren uit cavitatie, is de hydraulische vloeistof zeer waarschijnlijk te lijden onder degradatie (een algehele vermindering van vloeistofkwaliteit). Overmatige warmte en hoge temperaturen zullen ervoor zorgen dat de vloeistof sneller verouderd dan normaal, de aanwezige additieven ernstig beïnvloeden, en de viscositeit van de vloeistof verminderen.

Tekort aan Smering

De aanwezigheid van bellen binnen de hydraulische vloeistof kan ook een tekort aan smering veroorzaken, resulterend in metaal-op-metaal contact en vroege slijtage. Dit type slijtage neemt een andere vorm aan dan die direct resulterend uit cavitatie-implosie en -explosie: het zal eruitzien als abrasies in een patroon consistent met de beweging van de metalen onderdelen in plaats van pitting.

Cavitatie Voorkomen

Een van de middelen om cavitatie te voorkomen ligt in temperatuurcontrole. Als de hydraulische vloeistof te viskeus is, zullen drukdalen meer een probleem worden; deze toename in viscositeit kan het resultaat zijn van hydraulische vloeistof bij een minder dan ideaal temperatuur. Daarnaast kunnen hoge temperaturen gecombineerd met lage drukken ook cavitatie veroorzaken, dus er moet zorgvuldig zijn om ervoor te zorgen dat de hydraulische vloeistof zo dicht mogelijk bij een ideale bedrijfstemperatuur is. In sommige gevallen kan dit zo simpel zijn als het isoleren van hydraulische buizen tegen direct zonlicht.

Leidingverliezen kunnen bijdragen aan cavitatie en resulteren uit problemen zoals het gebruik van te veel koppelingen, een ingestorte buizenlinner of zuigbuis, een pakking die in de buizen uitsteekt, een vervangende pomp die te veel capaciteit heeft voor het systeem, of de opbouw van vastestoffen aan de binnenkant van de buizen.

Een andere manier om cavitatie te voorkomen die met name van toepassing is op hydraulische cylinders, is om te voorkomen dat lucht het hydraulische systeem binnenkomt. Bijvoorbeeld, hydraulische systemen en sommige componenten moeten na het vullen (of bijvullen) correct ontlucht worden om de in het systeem gevangen lucht vrij te geven. Wanneer extra vloeistof aan het systeem wordt toegevoegd, moet het zacht worden geïntroduceerd om spatten en roeren te voorkomen – beide kunnen ervoor zorgen dat lucht met de vloeistof mee wordt meegenomen. Daarnaast kunnen onjuist ontworpen hydraulische reservoirs ongewild de invanging van lucht binnen de hydraulische vloeistof bevorderen.

De aanwezigheid van verontreinigende deeltjes binnen hydraulische vloeistof kan dienen als startpunt voor cavitatie-bellen te vormen, dus de hydraulische vloeistof schoon houden en het systeem vrij van verontreinigingen kan een uitstekend beginpunt zijn. Dit omvat het wisselen van hydraulische filters zoals nodig, filteren van elke hydraulische vloeistof die het systeem binnenkomt, en lekkages zo snel mogelijk adresseren zodra ze gedetecteerd worden.

Herstellen van de Schade Veroorzaakt door Cavitatie

Wanneer onderdelen oppervlakteschade hebben ondervonden door cavitatie, zijn reparaties vaak een verloren zaak. Voor onderdelen met een cirkelvormige geometrie, zoals stangen en cylinders, is de pitting-schade vaak te diep op het moment dat het ontdekt wordt voor polijsten te werken, omdat stangen en cylinders aan zeer strikte oppervlaktecondities en geometrische toleranties moeten voldoen. Tenzij de schade snel ontdekt werd, zou het wizer zijn om de beschadigde componenten te vervangen. Voor zegels die beschadigd zijn als neveneffect van cavitatie, kan het vervangen van de lip van de zegel voldoende zijn.

Conclusie

Cavitatie veroorzaakt zoveel schade: versnelde oppervlakte slijtage in de vorm van pitting, vroege zegelfout, generatie van ongewenste warmte, gecompromitteerde hydraulische vloeistofkwaliteit, en tekort aan smering leidend tot additionele slijtage. De beste manier om met cavitatie om te gaan is om maatregelen te nemen om het te voorkomen, omdat het eenmaal ravage aanricht op de oppervlakken van apparatuur (inclusief hydraulische cylinders), het extreem moeilijk zo niet onmogelijk kan zijn om te repareren. Preventieve maatregelen tegen cavitatie zijn de wijsste koers en kunnen vaak basis onderhoudsprincipes omvatten (bijv. lucht uit het systeem ontluchten, hydraulische vloeistof filteren). Zodra hydraulische cylinders beginnen ratelende geluiden te maken of heter worden dan normaal, is het tijd om ze te laten controleren.

MAC Hydraulics

Bij MAC Hydraulics kan ons hooggeschoolde team hydraulische systemen en componenten, inclusief hydraulische cylinders, onderhouden, troubleshooten en repareren. Onze reparatiediensten omvatten het vervangen van zegels, polijsten van stangen, en honen van buizen – en we hebben ook een 24-uurs herzegelings ophaal- en leverdienst. MAC Hydraulics kan maatwerk cylinders, buizen, en stangen produceren met onze state-of-the-art fabricage faciliteiten en elk merk apparatuur serviceeren uit industrieën inclusief bouw, recycling, productie, verhuur, aviatie, en afvalverwerking. Als u symptomen ervaart die consistent zijn met cavitatie, helpen we u de oorzaak opsporen en voorkomen dat het weer gebeurt. Neem vandaag nog contact op met MAC Hydraulics voor al uw hydraulische cylinder behoeften!