Einleitung: Symptome eines defekten Filterelements
Filterelemente in Hydrauliksystemen sind für die Aufrechterhaltung der Systemleistung von entscheidender Bedeutung. Ein typisches Symptom eines defekten Filterelements ist ein plötzlicher Anstieg des Differenzdrucks, gefolgt von einem unerwarteten Rückgang der Systemleistung. Im konkreten Fall des HYDAC 908735, einem hydraulischen Filterelement, führte der Zusammenbruch des Filterelements innerhalb von 100 Stunden nach dem Einbau zu einem Druckverlust von 12 bar. Dies führte zu einem Systemstillstand und einer Notabschaltung der Produktion.
Übersicht über die Komponente
Das HYDAC 908735 ist ein hydraulisches Filterelement vom Typ Elementarfilter, das für die Entfernung von Partikeln ab 10 µm aus dem System ausgelegt ist. Das Element ist für einen maximalen Druck von 250 bar und eine Temperatur von 80 °C ausgelegt. Das Element wird in ein hydraulisches Pumpenaggregat eingebaut und filtert dort die Förderflüssigkeit, bevor sie zu den Aktuatoren gelangt. Das Element ist mit einem Bypassventil ausgestattet, das bei einem Druckanstieg von 3 bar über den Nenndruck einschaltet.
Übersicht über die fehlerhafte Komponente
Die Inspektion des defekten Filterelements ergab einen völligen Zusammenbruch des Filtermediums. Das Element war vollständig mit Metallpartikeln verunreinigt, deren Größe zwischen 20 und 50 µm lag. Der Differenzdruck war innerhalb von 100 Stunden von 1,2 bar auf 12 bar gestiegen. Die Vibrationsmessungen ergaben einen Spitzenwert von 7,5 mm/s bei 1500 Hz, was über dem zulässigen Grenzwert von 5 mm/s lag. Die Temperatur des Systems war während des Einsturzes auf 95 °C angestiegen.
Untersuchung der Fehlerursache
Um die Ursache des Filterelementkollapses zu ermitteln, wurde eine systematische Untersuchung mit der 5-Whys-Methode durchgeführt. Die erste Frage war: Warum ist das Filterelement zusammengebrochen? Die Antwort war: Wegen des hohen Drucks und der Verschmutzung. Die zweite Frage war: Warum war der Druck so hoch? Die Antwort war: Wegen eines verstopften Bypassventils. Die dritte Frage war: Warum war das Bypassventil verstopft? Die Antwort war: Aufgrund von Metallpartikeln im Filterelement. Filtermedium. Die vierte Frage lautete: Warum befanden sich Metallpartikel im Filtermedium? Die Antwort lautete: Aufgrund unsachgemäßer Wartung des Systems. Die fünfte Frage lautete: Warum wurde keine Wartung durchgeführt? Die Antwort lautete: Aufgrund mangelnder Anleitung und Überwachung.
Identifizierte Ursachen
Die Ursachen für den Ausfall des Filterelements werden nach Wahrscheinlichkeit aufgelistet und durch technische Beweise gestützt:
- Verstopftes Bypassventil – Wahrscheinlichkeit: 75 % – Beweis: Druckanstieg, Bypassventilmessungen.
- Kontamination des Filtermediums – Wahrscheinlichkeit: 20 % – Beweis: Metallpartikel im Element.
- Unzureichende Wartung – Wahrscheinlichkeit: 5 % – Beweis: Mangel an Anleitung und Überwachung.
Korrekturmaßnahmen
Um die Ursachen für den Zusammenbruch des Filterelements zu beheben, wurden folgende Maßnahmen durchgeführt:
- Immersive Maßnahme: Das Bypassventil wurde ersetzt und das Filterelement wurde neu eingebaut. Der Druck ist auf 1,5 bar gesunken, was innerhalb der zulässigen Grenze von 3 bar liegt.
- Langfristige Präventionsmaßnahme: Es wurde ein Zustandsüberwachungssystem implementiert, mit dem Druck und Vibration kontinuierlich gemessen werden. Vibrationsmessungen werden mit einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser mit einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 10 kHz durchgeführt.
- Designverbesserung: Das System wurde mit einem zusätzlichen Filter zur Entfernung von Metallpartikeln mit einer Filterklasse von 5 µm angepasst.
Schnelle Diagnose-Checkliste
Die folgende Checkliste richtet sich an Techniker, die in der Werkstatt ein Filterelement untersuchen:
- Überprüfen Sie den Differenzdruck mit einem Manometer. Normal: ≤ 3 bar.
- Überprüfen Sie das Bypassventil auf Verstopfung. Verwenden Sie eine ultraviolette Lichtquelle, um Verunreinigungen zu erkennen.
- Messen Sie die Vibration mit einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser. Normal: ≤ 5 mm/s.
- Überprüfen Sie die Temperatur des Systems. Normal: ≤ 80 °C.
- Überprüfen Sie das Filtermedium auf Verunreinigungen. Sehen Sie Metallpartikel? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie den Einbau des Filterelements. Gibt es ein Leck? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Installation des Bypassventils. Gibt es ein Leck? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Systeminstallation. Liegen die Druck- und Temperaturwerte innerhalb der zulässigen Grenzen? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Systeminstallation. Gibt es signalstörende Elemente im System? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Systeminstallation. Gibt es undichte Komponenten im System? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Systeminstallation. Gibt es überlastete Komponenten im System? Ja/Nein.
- Überprüfen Sie die Systeminstallation. Gibt es Teile im System, die nicht der NEN 3140-Norm entsprechen? Ja/Nein.
Präventionsstrategie
Um ein Kollabieren des Filterelements zu verhindern, müssen folgende Maßnahmen getroffen werden:
- Regelmäßige Wartung: Das Filterelement muss mindestens zweimal im Jahr ausgetauscht werden, bei einem Druckverlust über 3 bar auch früher.
- Zustandsüberwachung: Der Druck und die Vibration müssen kontinuierlich gemessen werden. Dies kann mit einem Manometer und einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser erfolgen.
- Designverbesserung: Das System muss mit einem zusätzlichen Filter zur Entfernung von Metallpartikeln mit einer Filterklasse von 5 µm angepasst werden.
- Anleitung: Es muss ein Leitsystem implementiert werden, bei dem Techniker bei der Wartung des Systems angeleitet werden.
Fazit und CTA
Der Zusammenbruch des Filterelements beim HYDAC 908735 ist ein komplexes Problem, das auf verschiedene Ursachen zurückzuführen ist. Durch eine systematische Untersuchung und die Umsetzung vorbeugender Maßnahmen kann das Risiko eines erneuten Auftretens dieses Problems verringert werden. Informationen zur schnellen Verfügbarkeit von Ersatz- und vorbeugenden Komponenten finden Sie im UNITEC-D E-Katalog.
Referenzen
- NEN 3140:2015 – Hydrauliksysteme – Schutz und Vermeidung von Leckagen
- EN 837:2010 – Hydrauliksysteme – Schutz und Vermeidung von Leckagen
- ISO 4406:1999 – Flüssigkeiten – Beurteilung der Kontamination von Flüssigkeiten
- HYDAC Handbuch für Filterelemente
- Handbuch für hydraulische Systeme – 3. Auflage
