Гидравлические масла: свойства и применение

Схема гидравлической системы
1 Привод-поршень
2. Гидрораспределитель
3. Масляный фильтр
4. Аварийный клапан cброса давления (предохранительный)
5. Насос
6. Резервуар

Типы насосов использующиеся в гидравлических системах

Шестеренчатый насос
Шестеренчатые насосы компактны, механически просты и относительно дешевы.Они часто используются в устройствах низкого давления (3,4 МПа) небольших передвижных устройств, например в землеройных машинах или экскаваторах.

• Шестеренчатый насос наружного зацепления состоит из пары зубчатых колес, которые вращаются внутри плотно пригнанного корпуса.
• При вращении зубчатых колес жидкость всасывается с одной стороны, переносится по окружности корпуса во впадинах между зубьями зубчатых колес и, в конечном итоге, выталкивается с другой стороны. (Синим цветом изображена всасываемая жидкость, красным - выталкиваемая)

Пластинчатый насос

• Пластинчатые (лопастные) насосы широко распространены, так как компактны и при одинаковом давлении могут нагнетать большее количество жидкости по сравнению с шестеренными насосами.
• Эти насосы часто используются в промышленном оборудовании при давлении до 6,8 МПа.
• Простейший пластинчатый насос имеет цилиндрический ротор, который устанавливается в цилиндрическом корпусе со смещением относительно центра. В роторе установлен ряд пластин, которые могут входить и выходить из пазов при вращении.
• Пластинчатые насосы выдвигают повышенные требования к смазочным свойствам гидравлической жидкости. Это происходит из-за контакта стальных поверхностей пластин, скользя по поверхности стопорного (статорного) кольца.

Поршневой насос
 

• Поршневые насосы могут создавать гораздо более высокое давление ( 20,6 МПа и выше), а также обеспечивать более высокую скорость потока по сравнению с шестеренными и пластинчатыми насосами.

• Поршневые насосы часто используются в стационарных и больших по величине передвижных устройствах.

 

 

 

Основные свойства гидравлических масел .Гидравлические масла должны обеспечивать:

• Антиокислительные свойства -Стойкость масла к окислению под воздействием температуры
• Антипенные свойства-   Уменьшают тенденцию пенообразования
• Вязкостно-температурные свойства-  Определяют температурный диапазон эксплуатации гидросистемы и влияют на выходные характеристики гидропривода
• Фильтруемость -Способствует работе системы в условиях повышенной чистоты
• Деэмульгирующие свойства -Обеспечивают отделение воды
• Противоизносные свойства -  Обеспечивают защиту от износа при высоких нагрузках

Общая информация по DIN 51524

• DIN 51524 является одной из самых распространенных спецификаций для  гидравлических масел в Европе
• DIN 51524 описывает 3 действующих стандарта качества масел для гидравлических систем

 — Часть 1 - HL
 — Часть 2 - HLP
 — Часть 3 - HVLP
 — Большинство производителей оборудования включают DIN 51524 Часть 2 как основное требование в своих спецификациях смазочных материалов. К ним относятся такие компании, как Denison, Eaton, Sauer-Danfoss и др.

• DIN 51524 включает следующие испытания: на кинематическую вязкость, на температуру застывания, на стальную и медную коррозию, на период окисления, на гидролитическую стабильность, на противоизносные свойства на машине FZG и лопастном насосе V104C. 

Тенденции развития гидравлических систем

• Повышение рабочего давления и связанное с этим увеличение рабочей температуры до 80-90⁰С.
• Увеличение отношения передаваемой мощности к массе гидравлической системы.
• Уменьшение рабочих зазоров между деталями рабочего органа.
• Увеличение сроков службы масла при уменьшении емкости бака (увеличивается кратность циркуляции.

 

Ужесточение требований к маслам для современных гидравлических систем
 

• Устойчивость гидравлического масла к окислению - обеспечивает более длительный эксплуатационный ресурс рабочей жидкости и узлов/компонентов системы. (Метод ASTM D 943)

• Высокая температура - термическая стабильность - обеспечивает повышенную чистоту и более длительный эксплуатационный ресурс рабочей жидкости и оборудования при высоких рабочих температурах.

• Обводнение – гидролитическая стабильность - обеспечивает сохранение эксплуатационных характеристик при наличии в системе воды, защиту деталей системы от химического воздействия и коррозии. (Метод ASTM D 2619) между деталями рабочего органа.

• Защита от изнашивания - обеспечивает защиту деталей системы, увеличивая срок их службы. (испытание на машине FZG методом DIN 51354, испытание на лопастном насосе V104C методом DIN 51389)

• Тонкодисперсное загрязнение - фильтруемость - позволяет использовать ультратонкие фильтры даже при наличии воды и химических загрязнителей, что способствует работе системы в условиях повышенной чистоты. (Метод AFNOR NF E 48-603)

Гидравлические масла (IND)

Существующий ассортимент  (Уровень ГОСТ)
 

• И-12, И-20, И-40,И-50 
• ИГП 18,ИГП 30,ИГП 38,ИГП 49, ИГП 72,ИГП 91,ИГП 114,ИГП 152,ИГП 182
• Масло ВМГЗ

 

Новая линейка гидравлических масел
(Уровень DIN 51524 часть II и выше )

• Гидравлик HLP 32, Гидравлик HLP46,Гидравлик  HLP 68,Гидравлик  HLP 100   ( DIN 51524 часть II )

• DENISON HF0/HF1/HF2
• VIKERS 35 VQ25
• Cincinnati Milacron P-68, P-70, P-69

Таблица соответствия классов вязкости масел  Серия Газпромнефть Гидравлик, серия Газпромнефть Гидравлик HLP  Серия ИГП 32 18 46  30 68  38 100  49

 

Сравнительные характеристики гидравлических масел  Свойство  ИГП  Газпромнефть Гидравлик  Газпромнефть Гидравлик HLP  Устойчивость гидравлического масла к окислению  *  **  ***  Термическая стабильность ** *** ***  Гидролитическая стабильность * ** ***  Фильтруемость ~ *** ***  Класс чистоты ~ ** ***  Защита от изнашивания * ** ***  Примечание: ~ — нет требований; *  — низкие; ** — средние; *** — высокие.

Масла серии Газпромнефть Гидравлик

Масла серии Газпромнефть Гидравлик разрабатываются с целью замены масел серии ИГП

При производстве используется современный импортный пакет присадок, обеспечивающий лучшие эксплуатационные свойства в сравнении с маслами серии ИГП:

• Коллоидная стабильность – присадки не выпадают в осадок.
• Лучшая фильтруемость ( применение фильтров c размером ячейки 5-10 мкм).
• Лучшие деэмульгирующие свойства – полное разделении слоев масла и воды.
• Лучшие противозносные свойства – обеспечивают увеличение ресурса технологического оборудования.
• Лучшие антиокислительные свойства – обеспечивают увеличение сроков смены масла.
• Лучшие антипенные свойства – увеличивается КПД гидросистемы.
• Имеют 10 класс чистоты по ГОСТ17216 – что гарантирует отсутствие механических примесей в масле на начальном этапе работы.
• Соответствуют требованиям DIN 51524 ч.2 – что позволяет использовать их в Гидравлических системах импортного оборудования.

Основные проблемы возникающие в гидравлических системах при использовании масел низкого качества

 

Рис.1 - Лаковые отложения на золотнике – в результате низкой термической стабильности

Рис.2 - Изменение геометрии поверхности, вызванные износом и залипанием пластин. Гидравлическое масло с недостаточной деаэрационной способностью,  низкими противоизносными и антикоррозионными свойствами

Рис.3 – Фильтр забит продуктами реакции присадок. Плохая фильтруемость гидравлического масла.

Затраты на обслуживание и ремонт различных агрегатов гидравлической системы

 

 

 

Основные преимущества использования гидравлических масел серии Газпромнефть Гидравлик вместо масел серии ИГП

70% отказов гидравлических систем возникает из-за состояния масла.
Из них:
40% таких отказов имеет непосредственное отношение к эксплуатационным качествам масла,
60% связаны с чистотой масла.
 

• Использование высококачественного гидравлического масла серии Гидравлик позволит сократить эксплуатационные затраты, связанные:
    — с плановым техническим обслуживанием (замена масла, замена фильтров, промывка системы и т.д.);
    — капитальным ремонтом оборудования (замена насосов, гидрораспределителей и т.д.)
• Незначительное увеличение затрат на закупку качественного масла 10-15% компенсируется экономией затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования не менее 35

Гидравлические масла серии Газпромнефть Гидравлик HLP

• Эти масла разрабатываются специально для использования в гидросистемах современного зарубежного оборудования
• Производятся с использованием импортного пакета присадок, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства

• Отвечают требованиям мировых производителей техники и спецификаций:

 — DIN 51524 ч 2
 — Denison HF-0
 — Cincinnati Milacron P-68, P-70, P-69
 — Vickers 2950-S /I-286-S
 — Bosch Rexroth 90220

Испытания DENISON HF-0 с использованием метода T6H20C.

• Испытания проводятся на лопастно-поршневом насосе в течении 600 часов.
• Испытания делятся на два этапа:
     300 часов испытаний сухая фаза: испытания проходят при температуре 110⁰С и давлении 280 bar/250 bar.
     300 часов влажная фаза в масло добавляется 1% воды испытания проводятся при температуре 80⁰С и давлении 280 bar/250 bar.

 

• Оценивается износ деталей насоса.
• Для прохождения теста масло должно обладать повышенными противоизносными свойствами, улучшенной фильтруемостью, повышенной способностью к защитите цветных металлов, гидролитической стабильностью.

 

Основные конкурентные аналоги

Масла серии Газпромнефть Гидравлик HLP

• Mobil DTE-24, 25, 26, 27
• BP Energol HLP-НМ
• Esso NUTO H
• Shell Tellus
• Texaco Rando HD
• ТНК Гидравлик HLP
• Лукойл Гейзер