Hidraulika tömlők felépítése, felhasználási alapok

Jelen blogcikkünkben a hidraulika tömlők általános felépítéséről és felhasználásáról szeretnénk áttekintést adni.

Hidraulika tömlőnek nevezünk minden olyan textil vagy acélszövet erősítésű, gumi vagy termoplaszt (hőre lágyuló műanyag) alapanyagú tömlőt, amelyeket magasnyomású hidraulikus rendszerekben használnak az erőátvitelt végző hidraulikus folyadék (általában ásvány vagy szintetikus olaj) továbbítására. Minden esetben szükséges a beépítésük, amikor komolyabb rezgést, illetve mozgást kell lekövetni, áthidalni egy adott rendszerben.

Legfőbb funkciók:

• a rendszer maximális üzemi nyomásával szembeni megfelelő ellenállás
• a vezetett közeggel való kompatibilitás
• külső környezetnek történő ellenállás, a cső anyagának integritásának megőrzése
• rezgéscsillapítás, mozgáskompenzáció

Előnyök -és hátrányok a merev, hidegen húzott precíziós acélcsöves rendszerépítéshez képest:

• Előnyök: flexibilitás, könnyebb szerelés, rezgés - és ütéselnyelés. Könnyebben pótolható meghibásodás esetén
• Hátrányok: egyedül hajlítási igénybevételt tud felvenni a tömlő, sérülékenyebb, rövidebb élettartam jellemzi, magasabb bekerülési árral

A hidraulika tömlő az alábbi rétegekből áll:

Belső cső (tube) - lélek:

Funkció: kompatibilitás hidraulika olajjokkal (illetve munkaközeggel), gátolja a permeációt, sima belső felülettel rendelkezik minimális surlódási ellenállással.

Anyagok: általában olajálló szintetikus gumi (NBR — nitril, HNBR, EPDM ritkábban), PTFE speciális alkalmazásoknál (magas hőmérséklet, agresszív közegek).

Megerősítés (reinforcement):

Feladat: nyomásfelvétel, hajlítási jellemzők befolyásolása. Acélbetétes rétegek: 1, 2, 3, 4, 6 acélbetét (steel wire braid/spiral wire braid) — acélsodrony fonat vagy spirális szövés.

Anyagok: nagyszilárdságú textilbetét vagy Kevlar (aramid szövés), horganyzott vagy rozsdamentes acél (316/304), különleges acélok magas nyomásszintekhez, egyedi alkalmazásokhoz.

Elválasztó közbenső szintetikus gumiréteg (layer stock): feladata az erősítő acélrétegek egymástól történő elválasztása, belső súrlódás és kopás csökkentése a rétegek között, illetve a tömlő integritásának biztosítása

Külső burkolat (cover):

Feladat: mechanikai védelem, ózon- és UV-állóság, kopás- és olajállóság.

Anyagok: szintetikus gumi (CR, NBR, SBR), poliuretán bevonatok különleges kopásálló igény esetén.

A hidraulika tömlők legfőbb paraméterei, amelyeket tervezésnél, illetve kiválasztásnál figyelembe kell venni:

• Munkanyomás (Pn . névleges nyomás), maximális repesztési nyomás (burst pressure), statikus nyomáspróba (általában 1,5-2× Pn vagy szabvány specifikus). BAR – ban, psi – ben vagy MPa – ban megadott értékek
• Belső átmérő (ID), külső átmérő (OD), falvastagság, mm – ben megadott értékek
• Erősítő rétegek mennyisége és anyaga: ez a nyomásszintek miatt fontos
• Minimális hajlítási sugár (min. bending radius) — fontos szerelésnél, mobil alkalmazásoknál. Ezt az értéket nem lehet kisebbre venni, mert a koncentrikus tömlő keresztmetszet megtörik, lecsökkentve az áramlást és a nyomásfelvevő képességét a tömlőnek
• Egységnyi tömeg: általában kg/m értékben adják meg. Gépépítés esetén rendkívül fontos adat lehet bizonyos iparágak vonatkozásában (pl. emelőgépek)
• Hőmérsékleti alkalmazhatósági tartomány (folyadék és környezeti)
• Kémiai kompatibilitás (használt hidraulikaolaj vagy szállított egyéb közeg típusa).
• Fatigue/élettartam követelmények: dinamikus rendszerek esetén releváns, teszteléssel lehet megállapítani

A hidraulika tömlők esetében folyamatosan jellemzőek vizsgálatok, minőség-ellenőrzési lépések a gyártási részfolyamatoknál, és beépítést követően karbantartási lépések is szükségesek annak érdekében, hogy ezen kritikus komponensek élettartama a lehető leghosszabb legyen és ne következzenek be nem várt, esetleg katasztrofális és drága meghibásodások.

Gyártási vizsgálatok:

• Burst test (erősítő szövet szakítószilárdsági vizsgálata), nyomáspróba (általában 1,5×-2x munkanyomás vagy szabvány szerint).
• Fáradási vizsgálat (hajlítási ciklusok, impulzus vizsgálat)
• olaj- és hőállósági tesztek
• Koptató próba – külső burkolat koptató hatással szembeni ellenállását mérik vele
• Ellenőrzés külső burkolat, jelölés, dimenzió.

Telepítési ellenőrzések:  ez egy szerelési ellenőrző lista, mely során az alábbi paramétereket szükséges ellenőrizni a tömlő beépítésekor: megfelelő típus, hossz, hajlítási sugár, csatlakozók helyes kivitele és préselése, tisztaság, csavarásmentes beépítés, szabad mozgás lehetősége

Karbantartás:

• Rendszeres vizuális ellenőrzés repedésekre, kidudorodásokra, kopásra, olajszivárgásra.
• Csereintervallum tervezése: dinamikusan változó rendszereknél gyakoribb csere; kritikus rendszerekben nyomonkövetés és kötelező csereidő előírása.
• Javítás helyett csere: sérült tömlőt mindig cserélni kell (nem ajánlott javítani).