Najczęstsze przyczyny spadku ciśnienia w układzie hydraulicznym: Jak je zdiagnozować i naprawić?

Spis treści:

1. Ciśnienie a przepływ - klucz do zrozumienia problemu w układzie hydraulicznym
2. Jakie są objawy spadku ciśnienia w układzie hydraulicznym?
3. Diagnostyka układu hydraulicznego, gdy spadło w nim ciśnienie
4. Najczęściej występujące problemy z niskim ciśnieniem w układach hydraulicznych
5. Profesjonalne wsparcie od inżynierów z firmy Hektos

W celu prawidłowej diagnostyki układu hydraulicznego warto znać podstawy, a zatem rozróżniać pojęcie “ciśnienia” i “natężenia przepływu” (przepływu) w układzie. Bardzo często pierwszym podejrzanym o spowodowanie usterki układu, która objawia się spadkiem ciśnienia, jest pompa hydrauliczna. Jednak w rzeczywistości pompa nie wytwarza ciśnienia, a po prostu przekazuje olej hydrauliczny do dalszych części układu aż do odbiornika (np. silnika hydraulicznego). Maksymalne ciśnienia pracy pomp podane w katalogach producentów dotyczą ciśnienia, które dana pompa jest w stanie wytrzymać i wartość tego ciśnienia zależy od konstrukcji pompy (zębata, łopatkowa, tłoczkowa) i materiału, z którego jest wykonana. 

To co sprawia, że w układzie wytwarza się ciśnienie, jest opór elementów w nim zainstalowanych. Utrzymanie tego ciśnienia zależy od szczelności układu (przewodów i złączy), jego poszczególnych elementów (zaworów, silników, siłowników), a także od czystości oleju. 

W kolejnych akapitach tego artykułu poruszymy najczęstsze przyczyny spadku ciśnienia w układzie i jak je można naprawić.

Bezpośrednim objawem spadku ciśnienia w układzie hydraulicznym jest spadek siły lub momentu obrotowego. Siłowniki tracą siłę użyteczną tłoczyska, co może powodować trudności lub uniemożliwiać podnoszenie lub przesunięcie ładunku. Natomiast w przypadku silników hydraulicznych widać znaczne trudności z obracaniem się wału, co wiąże się ze zmniejszeniem dyspozycyjnego momentu obrotowego.

Innymi częstymi objawami są hałasy i wibracje spowodowane kawitacją, której przyczyną jest powstawanie pęcherzyków pary np. w przewodzie ssawnym pompy, gdy króciec ssawny nie jest w pełni zanurzony w oleju. Towarzyszy temu dławienie się pompy i spadek jej wydajności.

Występowanie problemów ze sterowaniem zaworami i prędkością ruchu odbiornika również mogą świadczyć o problemach z ciśnieniem. To znaczy spadek różnicy ciśnień na zaworze dławiącym (Δp) powoduje zmniejszenie natężenia przepływu, co bezpośrednio przekłada się na mniejszą prędkość ruchu odbiornika (siłownika lub silnika). A w rozdzielaczach i zaworach sterowanych hydraulicznie (pilotach), spadek ciśnienia sterującego poniżej wymaganej wartości minimalnej może spowodować brak przesterowania suwaka głównego lub jego niepełne przesunięcie.

Widocznym objawem są zwiększone przecieki. Spadek lepkości oleju (często towarzyszący przegrzaniu wynikającemu z dławienia ciśnienia) prowadzi do zwiększenia przecieków wewnętrznych w pompie i innych elementach, co objawia się spadkiem sprawności objętościowej i rzeczywistej wydajności układu.

Dobrą praktyką w znajdowaniu przyczyny jest rozpoczęcie diagnostyki od najprostszych i najszybszych do sprawdzenia możliwych przyczyn zbyt niskiego ciśnienia w układzie. Dlatego w tym akapicie przedstawimy możliwe problemy od tych, które najłatwiej znaleźć i naprawić.

Przed rozpoczęciem prac naprawczych, sprawdź schemat hydrauliczny maszyny i wytypuj elementy, które mogą powodować problemy ze spadkiem ciśnienia. Ważne jest też odnotowanie dokładnych objawów spadku ciśnienia: czy utrata ciśnienia była stopniowa i trwała przez dłuższy czas, czy układ stracił ciśnienie nagle?; czy towarzyszył temu hałas, wzrost temperatury i jeśli tak, to w którym miejscu?

Sprawdź wizualnie układ pod względem wycieków, czyli np. czy na przewodach hydraulicznych są widoczne krople oleju, czy nie ma plam oleju na podłożu w okolicach zaworów itp.

Krok I: Odizolowanie napędu hydraulicznego w agregacie

Jeśli odizolowanie zasilania nic nie zmieniło w układzie i ciśnienie nadal jest niskie w małym obiegu pompa - zawór przelewowy - zbiornik, to mamy 3 głównych podejrzanych:

• Filtr i olej: Jeśli słychać hałas, “wycie”, to prawdopodobnie w pompie hydraulicznej nastąpiła kawitacja. Przyczyną tego może być zapchany filtr ssawny, zbyt niski poziom oleju w zbiorniku, zbyt płytko zanurzony króciec ssawny pompy, który zasysa olej razem z powietrzem.  Rozwiązanie: Wymiana filtra ssawnego, uzupełnienie oleju (nawet świeży olej wymaga filtracji przed wlaniem go do zbiornika!), odpowietrzenie zbiornika przez korek wlewowy z odpowietrzeniem.
• Zawór przelewowy: Jeśli nie słychać dźwięków, to być może zaciął się zawór przelewowy. W takim wypadku należy spróbować odkręcić lub zakręcić śrubę nastawczą zaworu przelewowego i jeśli zawór nie zamyka się, to znaczy, że zawór został zablokowany. Rozwiązanie: Należy spuścić całe resztkowe ciśnienie z zaworu, wymontować go z układu i zajrzeć do środka zaworu w poszukiwaniu zanieczyszczeń, ułamanej sprężyny lub innej wady, która uniemożliwia zamknięcie zaworu. Należy sprawdzić wszystkie otwory w zaworze pod względem ewentualnych zanieczyszczeń. Jeśli po wyczyszczeniu zaworu i zamontowaniu nowej sprężyny, ten nadal nie działa, wtedy należy rozważyć zamontowanie całkiem nowego zaworu przelewowego.
• Pompa: Przy odcięciu dalszych części układu hydraulicznego za pomocą zamkniętego zaworu kulowego, można sprawdzić pod jakim ciśnieniem pracuje pompa, wykorzystując zawór przelewowy oraz przepływomierz. Najlepiej zamontować przepływomierz na wylocie z zaworu przelewowego lub jeśli to niemożliwe, tuż za pompą w linii ciśnieniowej. Skręcając śrubą zaworu w przeciwnym kierunku do wskazówek zegara, ciśnienie nastawy zmniejszy się do minimum. W takim wypadku cały przepływ oleju z pompy powinien trafiać do zbiornika przez otwarty zawór przelewowy. Zwiększając ciśnienie nastawy na zaworze przelewowym (obrót śrubą w prawo), można sprawdzić czy pompa utrzymuje stałe natężenie przepływu mimo wzrostu ciśnienia. Jeśli tak jest, to oznacza, że pompa jest sprawna. W przeciwnym razie należy wymienić pompę lub ewentualnie spróbować wymienić uszczelnienia wewnątrz pompy.

Krok II: Sprawdzenie i naprawa najprostszych elementów w zasilaniu

W przypadku gdy odizolowanie zasilania sprawia, że pompa i zawór przelewowy działają poprawnie, należy szukać przyczyny w dalszych częściach układu. 

Tutaj znowu warto rozpocząć od najprostszych rzeczy, czyli od sprawdzenia zaworu kierunkowego (rozdzielacza) i jego cewek. Czy z cewek elektrozaworu “strzelają” iskry? Jaki jest schemat rozdzielacza, szczególnie pozycja środkowa (neutralna)? 

Dopóki żadna z cewek nie jest włączona, to za elektrozaworem nie powinno występować ciśnienie. W trakcie zasilania elektrozaworu, sprawdź próbnikiem napięcia czy występuje ono w każdej z cewek. Jeśli w cewkach nie występuje napięcie, przetestuj działanie zaworu włączając cewki ręcznie (należy wcisnąć pin, który jest pośrodku średnicy cewki). Ciśnienie powinno utrzymywać się przez co najmniej jedną minutę bez omijania zbiornika. Jeśli ciśnienie natychmiast spadnie, cały zawór jest do wymiany. Jeśli jednak ciśnienie utrzyma się, spróbuj wymienić cewki.

Po całkowitym wysuwie siłownika wyłącz zasilanie i upuść całe ciśnienie przy stale wysuniętym tłoczysku. Zainstaluj przepływomierz po stronie tłoczyska. Włącz zasilanie układu i przyłóż nacisk od strony tłoka siłownika. Na przepływomierzu nie powinno być odczytu przepływu i nie powinno być widać przepływającego oleju wewnątrz przepływomierza.
 

Diagnostyka może obejmować wiele etapów: od prostej kontroli poziomu oleju i czystości filtrów, po zaawansowane testy wydajności pompy i szczelności rozdzielaczy. Choć wiele usterek, takich jak zapowietrzenie układu czy poluzowane złącza, można usunąć we własnym zakresie , poważniejsze problemy z komponentami wymagają specjalistycznej wiedzy.

Pomożemy Ci przywrócić pełną sprawność Twoich maszyn, oferując zarówno niezbędne podzespoły, jak i wiedzę techniczną naszych inżynierów.