چرا روغن هیدرولیک داغ می کند؟ راهنمای عیب یابی قدم به قدم

 داغ شدن روغن هیدرولیک معمولا یک علت واحد ندارد. ممکن است پمپ بیشتر از حالت عادی حرارت تولید کند، Relief Valve بخشی از جریان را دائما به مخزن برگرداند، دبی روغن کم شده باشد یا مبدل حرارتی دیگر نتواند حرارت تولید شده را به اندازه کافی از مدار خارج کند.

مشکل از جایی جدی تر می شود که فقط به عدد دمای روغن نگاه کنیم. مثلا اگر روغن در شروع کار 45 درجه باشد و بعد از چند ساعت به 65 درجه برسد، باید بفهمیم در این مدت چه چیزی تغییر کرده است. بار دستگاه بیشتر شده؟ دبی کم شده؟ مبدل کثیف شده؟ دمای سیال خنک کننده بالا رفته؟

بنابراین برای عیب یابی داغ شدن روغن هیدرولیک بهتر است از اندازه گیری شروع کنیم، نه از تعویض قطعه.

اولین مرحله در عیب یابی داغ شدن روغن هیدرولیک، اندازه گیری دما است

اول دمای روغن را در چند نقطه ثبت کنید. دمای مخزن، دمای ورودی مبدل و دمای خروجی مبدل اطلاعات متفاوتی به ما می دهند.

اگر روغن قبل از مبدل بسیار داغ شده ولی مبدل هنوز اختلاف دمای مناسبی ایجاد می کند، ممکن است حرارت اصلی قبل از مبدل تولید شده باشد.

ولی اگر روغن وارد مبدل می شود و تقریبا بدون کاهش دمای قابل توجه از آن خارج می شود، باید سراغ ظرفیت مبدل، دبی، وضعیت انتقال حرارت و سمت خنک کننده رفت.

در این مرحله بهتر است شرایط عادی و شرایطی که مشکل اتفاق می افتد هر دو ثبت شوند. این کار در کارگاه خیلی بیشتر از حدس زدن درباره خرابی یک قطعه کمک می کند.

جدول سریع بررسی دمای روغن

دبی روغن را اندازه بگیرید

بعد از دما، نوبت دبی است.

این قسمت گاهی ساده گرفته می شود. روی کاتالوگ پمپ یک دبی نوشته شده و همان عدد را برای محاسبات در نظر می گیرند. اما دبی واقعی مدار به شرایط کاری، فشار، شیرها، فیلترها و مقاومت مسیر وابسته است.

اگر دبی تغییر کرده باشد، عملکرد حرارتی مبدل هم می تواند تغییر کند. ضمن اینکه افت فشار در مسیر نیز ممکن است افزایش پیدا کند.

برای درک بهتر ارتباط اجزای مدار، خنک کاری روغن هیدرولیک را می توان به عنوان مرجع اصلی این بخش در نظر گرفت.

وقتی دبی واقعی مشخص شد، مقایسه آن با شرایط طراحی خیلی راحت تر است. اگر اختلاف زیادی وجود داشته باشد، قبل از اینکه مبدل را تعویض کنیم باید علت تغییر دبی را پیدا کنیم.

فشار مدار را بررسی کنید

فشار هم مثل دما یک سرنخ مهم است.

در عیب یابی، فشار ورودی و خروجی مبدل را در شرایطی که روغن گرم شده ثبت کنید. اگر اختلاف فشار نسبت به حالت عادی زیاد شده باشد، احتمال وجود محدودیت در مسیر جریان وجود دارد.

این محدودیت ممکن است از گرفتگی، آلودگی، افزایش ویسکوزیته روغن یا شرایط نامناسب جریان ایجاد شده باشد.

یک اشتباه رایج این است که فقط فشار کلی سیستم خوانده می شود. برای بررسی مبدل، فشار قبل و بعد از خود تجهیز اطلاعات بهتری می دهد.

اگر افت فشار به مرور زمان افزایش پیدا کرده باشد، باید وضعیت داخلی مبدل و مسیر عبور سیال بررسی شود.

Relief Valve را در عیب یابی فراموش نکنید

یکی از علت های مهم افزایش دمای روغن، تبدیل انرژی هیدرولیکی به حرارت است.

اگر Relief Valve در شرایطی قرار داشته باشد که بخشی از جریان به صورت مداوم از آن عبور کند، انرژی زیادی می تواند به حرارت تبدیل شود. در این حالت مبدل باید حرارتی را دفع کند که شاید در محاسبات اولیه برای آن در نظر گرفته نشده است.

پس وقتی روغن داغ می شود، فقط مبدل را بررسی نکنید. فشار تنظیمی شیر، شرایط عملکرد آن و اتفاقی که هنگام بار واقعی سیستم می افتد را هم ببینید.

این موضوع به خصوص در ماشین هایی که ساعت کاری بالایی دارند مهم است. ممکن است سیستم در حالت بی بار ظاهرا کاملا طبیعی باشد ولی در زمان کار اصلی، Relief Valve شرایط متفاوتی پیدا کند.

آیا مشکل از پمپ هیدرولیک است؟

پمپ یکی دیگر از نقاط مهم بررسی است.

خرابی یا فرسودگی پمپ همیشه با صدای غیرعادی خودش را نشان نمی دهد. تغییر شرایط کاری پمپ می تواند باعث افزایش تولید حرارت شود و در نهایت دمای روغن را بالا ببرد.

اگر دمای روغن بعد از افزایش بار دستگاه بالا می رود، بهتر است شرایط پمپ، فشار کاری و دبی واقعی در همان لحظه ثبت شوند.

در واقع باید دنبال ارتباط بین سه چیز باشیم:

بار دستگاه، انرژی هیدرولیکی و حرارت تولید شده.

اگر حرارت بیشتری تولید شود ولی ظرفیت خنک کاری همان مقدار قبلی بماند، بالا رفتن دما طبیعی خواهد بود.

روش های طراحی و انتخاب خنک کن روغن هیدرولیک در مدارهای هیدرولیکی

چه زمانی باید خود مبدل روغن را بررسی کنیم؟

بعد از بررسی دما، دبی، فشار و پمپ، حالا می توان با اطمینان بیشتری سراغ مبدل رفت.

اگر مبدل به اندازه کافی حرارت را از روغن نمی گیرد، چند احتمال وجود دارد. ممکن است ظرفیت مبدل برای بار واقعی کم باشد، سطح انتقال حرارت کثیف شده باشد یا شرایط سیال خنک کننده با شرایط طراحی فرق کرده باشد.

اینجا پارامترهای انتخاب مبدل حرارتی صنعتی اهمیت پیدا می کند.

در انتخاب مبدل فقط توان حرارتی مطرح نیست. دبی روغن، دمای ورودی و خروجی، نوع روغن، فشار کاری، افت فشار مجاز و شرایط سیال خنک کننده باید با هم بررسی شوند.

به همین دلیل اگر یک مبدل در پروژه دیگری خوب جواب داده، نمی توان بدون بررسی شرایط آن را برای یک مدار دیگر انتخاب کرد.

اگر ظرفیت مبدل کم باشد چه اتفاقی می افتد؟

فرض کنیم پمپ سالم است، Relief Valve مشکلی ندارد، دبی واقعی مشخص شده و افت فشار هم طبیعی است. ولی روغن همچنان در بار کاری بالا بیش از حد گرم می شود.

در این شرایط باید ظرفیت خنک کاری دوباره بررسی شود.

این کار باید با داده واقعی انجام شود، نه فقط بر اساس اندازه فیزیکی مبدل. ممکن است یک مبدل از نظر ظاهری بزرگ باشد ولی به دلیل شرایط جریان یا اختلاف دمای نامناسب، عملکرد مورد انتظار را نداشته باشد.

در چنین شرایطی بررسی سایزینگ خنک کننده روغن می تواند مرحله بعدی بررسی باشد.

اگر این URL در سایت نهایی وجود ندارد، باید قبل از انتشار مقاله URL واقعی جایگزین شود و لینک شکسته ایجاد نشود.

نوع مبدل هم روی نتیجه اثر دارد

برای همه مدارهای روغن یک نوع مبدل مناسب نیست.

در بعضی پروژه های صنعتی، مبدل حرارتی پوسته و لوله به دلیل ساختار و شرایط سرویس گزینه قابل بررسی است.

اما اگر مشکل اصلی فضای نصب باشد، ممکن است گزینه دیگری مناسب تر باشد. در این شرایط پارامترهای واقعی پروژه تعیین می کنند کدام ساختار منطقی است.

نکته مهم این است که انتخاب نوع مبدل را از عیب یابی جدا نکنیم. اگر مشکل اصلی کاهش دبی یا تولید حرارت بیش از حد باشد، تغییر نوع مبدل لزوما مشکل را حل نمی کند.

در این مرحله هنوز نباید نتیجه بگیریم که مبدل خراب است.

اول باید بدانیم:

• دمای روغن چقدر است؟

• این دما در چه بار کاری ایجاد می شود؟

• دبی واقعی چقدر است؟

• فشار قبل و بعد مبدل چقدر است؟

• Relief Valve چه شرایطی دارد؟

• پمپ چه وضعیتی دارد؟

• مبدل در شرایط واقعی چقدر حرارت دفع می کند؟

وقتی این اطلاعات جمع شد، عیب یابی از حالت حدس خارج می شود و می توان سراغ مرحله بعد یعنی بررسی Fouling، نوع مبدل، مدار خنک کننده و شرایط سرویس رفت.

وقتی مشکل از خود روغن هیدرولیک است

گاهی همه چیز در نگاه اول درست به نظر می رسد. پمپ کار می کند، فشار مناسب است و مبدل هم ظاهرا مشکلی ندارد. ولی دمای روغن باز هم بالا می رود.

در این شرایط باید خود روغن را بررسی کرد.

ویسکوزیته روغن با دما تغییر می کند و انتخاب روغن نامناسب یا تغییر وضعیت روغن می تواند روی عملکرد مدار اثر بگذارد. آلودگی روغن هم موضوع جداگانه ای است و نباید نادیده گرفته شود.

اگر روغن شرایطی غیر از شرایط طراحی داشته باشد، ممکن است افت فشار، رفتار پمپ و انتقال حرارت مبدل هم تغییر کند.

بنابراین در عیب یابی افزایش دمای روغن، مشخصات روغن مصرفی را با اطلاعات طراحی مقایسه کنید. برای بررسی اطلاعات دقیق درباره روغن هیدرولیک مقاله نقش خواص حرارتی روغن در عملکرد مبدل حرارتی رو مطالعه نمایید.

Fouling چطور باعث افزایش دمای روغن می شود؟

یکی از حالت هایی که در پروژه های صنعتی زیاد دیده می شود این است که مبدل در ابتدای کار عملکرد خوبی دارد ولی بعد از چند ماه یا حتی چند هفته، دمای روغن آرام آرام بالا می رود.

اینجا باید Fouling را بررسی کرد.

وقتی سطح انتقال حرارت با رسوب یا آلودگی پوشیده می شود، انتقال حرارت مثل روز اول انجام نمی شود. اگر همزمان مسیر عبور سیال محدود شود، افت فشار هم می تواند افزایش پیدا کند.

در این وضعیت، Fouling مبدل حرارتی باید در کنار داده های دما و فشار بررسی شود.

یک نکته مهم این است که فقط تمیز کردن مبدل کافی نیست. اگر آلودگی دوباره خیلی زود برگردد، باید علت ورود آلودگی یا شرایطی که باعث تشکیل آن می شود پیدا شود.

چطور بفهمیم مبدل کثیف شده است؟

بهترین روش مقایسه داده هاست.

اگر از زمان نصب مبدل اطلاعات دمای ورودی و خروجی، فشار و دبی ثبت شده باشد، بعد از مدتی می توان عملکرد فعلی را با حالت اولیه مقایسه کرد.

مثلا ممکن است دبی تقریبا ثابت باشد ولی اختلاف دمای دو طرف مبدل کمتر شده باشد. این یک نشانه مهم است.

یا ممکن است دمای روغن بالا رفته و همزمان افت فشار هم بیشتر شده باشد. این ترکیب اطلاعات می تواند احتمال گرفتگی را بیشتر کند.

هیچ کدام از این موارد به تنهایی تشخیص قطعی نیستند، ولی کنار هم مسیر عیب یابی را روشن تر می کنند.

بررسی ۱۰ خطای رایج در انتخاب و نصب مبدل حرارتی پوسته و لوله در سیستم های صنعتی

آیا مبدل هوا خنک می تواند برای روغن مناسب باشد؟

در بعضی پروژه ها خنک کاری روغن با هوا انجام می شود. این روش مخصوصا زمانی اهمیت پیدا می کند که آب خنک کننده در دسترس نباشد یا استفاده از آن برای پروژه منطقی نباشد.

در چنین سیستمی مبدل حرارتی هوا خنک باید با شرایط محیط بررسی شود.

دمای هوای ورودی، وضعیت فن، تمیزی سطح فین ها و جریان هوا همگی روی عملکرد اثر دارند.

پس اگر یک سیستم هواخنک در تابستان عملکرد ضعیف تری دارد، نباید فورا نتیجه گرفت که مبدل خراب شده است. دمای محیط خودش یکی از متغیرهای اصلی سیستم است.

مبدل صفحه ای چه زمانی وارد بحث می شود؟

اگر فضای نصب محدود باشد یا به یک تجهیز فشرده نیاز داشته باشیم، مبدل صفحه ای هم می تواند در مرحله انتخاب بررسی شود.

اما اینجا هم همان داستان قبلی وجود دارد. فشار کاری، دما، نوع روغن، کیفیت سیال و امکان سرویس باید مشخص باشند.

برای همین مبدل حرارتی صفحه ای را نباید فقط بر اساس کوچک تر بودن یا سطح انتقال حرارت بالا انتخاب کرد.

نوع اتصال، جنس صفحات، گسکت و شرایط کاری واقعی هم مهم هستند.

در یک پروژه صنعتی ممکن است پوسته و لوله انتخاب مناسب تری باشد و در پروژه دیگر صفحه ای. پاسخ را شرایط پروژه مشخص می کند.

وقتی چیلر در مدار خنک کاری وجود دارد

اگر خنک کاری روغن از طریق یک مدار متصل به چیلر انجام می شود، عملکرد مبدل را باید همراه با سیستم سرمایش دید.

فرض کنیم مبدل روغن سالم است ولی سیال خنک کننده با دمای بالاتر از مقدار مورد انتظار وارد مبدل می شود. در این حالت حتی یک مبدل سالم هم نمی تواند همان ظرفیت حرارتی طراحی را تحویل دهد.

اینجا چیلر صنعتی وارد مسئله می شود.

دمای سیال خروجی چیلر، دبی، شرایط بار و عملکرد سیستم سرمایش باید بررسی شوند.

این نکته مهم است چون در عیب یابی واقعی گاهی مشکل در یک تجهیز دیده می شود ولی علت در تجهیز دیگری قرار دارد.

اگر سیستم از چیلر هوا خنک استفاده کند

در سیستم های هواخنک، شرایط محیطی اهمیت بیشتری پیدا می کند.

بالا رفتن دمای محیط، کثیفی کندانسور یا مشکل در جریان هوا می تواند روی ظرفیت سرمایشی اثر بگذارد.

در چنین شرایطی چیلر هوا خنک را باید در کنار مبدل روغن بررسی کرد.

یعنی اگر دمای روغن بالا رفته، فقط دمای روغن را ثبت نکنید. دمای سیال خنک کننده ورودی به مبدل و شرایط کاری چیلر را هم ثبت کنید.

این کار کمک می کند مشخص شود افت عملکرد از کدام قسمت زنجیره خنک کاری شروع شده است.

در چیلر آب خنک چه چیزی را باید بررسی کرد؟

در سیستم های آب خنک، وضعیت مدار آب اهمیت بیشتری پیدا می کند.

دبی آب، دمای آب ورودی، دمای آب خروجی و وضعیت اجزای مدار باید بررسی شوند.

اگر آب خنک کننده نتواند حرارت لازم را دریافت کند، مبدل روغن هم نمی تواند ظرفیت مورد انتظار را ارائه دهد.

در چنین شرایطی بررسی چیلر آب خنک در کنار مبدل ضروری است.

این همان دلیلی است که می گوییم عیب یابی افزایش دمای روغن فقط یک مسئله مربوط به خود روغن نیست. گاهی کل زنجیره تولید و دفع حرارت باید بررسی شود.

سرویس مبدل را چه زمانی انجام دهیم؟

زمان سرویس را نمی توان برای همه سیستم ها یک عدد ثابت در نظر گرفت.

نوع روغن، ساعت کار دستگاه، کیفیت سیال خنک کننده، دمای کاری و میزان آلودگی محیط روی فاصله سرویس اثر دارند.

برای همین بهتر است به جای یک برنامه کاملا ثابت، داده های واقعی سیستم ثبت شود.

در برنامه نگهداری و انتخاب مبدل حرارتی روغن می توان شرایط کاری، سرویس و انتخاب تجهیز را کنار هم بررسی کرد.

بعد از سرویس هم بهتر است دما و فشار دوباره ثبت شوند. اگر عملکرد بهتر شده باشد، داده واقعی آن را نشان خواهد داد.

یک جدول کاربردی برای عیب یابی

در نهایت چه زمانی مبدل را عوض کنیم؟

تعویض مبدل باید آخر مسیر عیب یابی باشد، نه اولین اقدام.

اگر دبی، فشار، پمپ، Relief Valve و شرایط روغن بررسی شده و مشکل خاصی در آنها دیده نمی شود، اما مبدل هنوز نمی تواند حرارت لازم را از روغن بگیرد، آن وقت باید خود تجهیز را دوباره بررسی کرد.

گاهی مبدل از ابتدا برای بار واقعی سیستم کوچک انتخاب شده است. گاهی هم دستگاه در طول زمان تغییر کرده، بار کاری بیشتر شده یا شرایط محیطی با زمان طراحی فرق کرده است. در این حالت مبدلی که چند سال بدون مشکل کار می کرده ممکن است دیگر ظرفیت کافی نداشته باشد.

قبل از تصمیم برای تعویض، بهتر است معیارهای انتخاب مبدل حرارتی صنعتی دوباره بررسی شود. دبی روغن، دمای ورودی و خروجی، بار حرارتی، فشار کاری، افت فشار مجاز و شرایط سیال خنک کننده باید با وضعیت فعلی سیستم مقایسه شوند.

بعد از این بررسی می توان درباره نوع تجهیز تصمیم گرفت. بسته به شرایط پروژه، مبدل پوسته و لوله، صفحه ای، هواخنک یا فین تیوب می تواند مورد بررسی قرار بگیرد. انتخاب بین این گزینه ها باید بر اساس داده واقعی مدار انجام شود، نه صرفا شکل یا اندازه مبدل قبلی.

اگر مشخص شد ظرفیت مبدل فعلی واقعا کمتر از نیاز سیستم است، آن وقت تغییر سایز یا انتخاب یک مبدل جدید منطقی است. اما اگر مشکل از دبی، فشار، Fouling یا مدار خنک کننده باشد، تعویض مبدل ممکن است فقط هزینه ایجاد کند و مشکل اصلی همچنان باقی بماند.

عیب یابی داغ شدن روغن هیدرولیک