1. Beschreibung der Problematik und Anwendungsbereich
Überhitzung der hydraulischen Anlage ist eine der häufigsten kritischen Störungen in industriellen Anlagen ukrainischer Unternehmen (Stahlindustrie, Maschinenbau, Pressen- und Gießereiwesen). Wenn die Betriebstemperatur des Hydrauliköls den zulässigen Grenzwert von +60...+65 °C (für standardmäßige mineralische Öle der Klasse HL/HLP gemäß DIN 51524) überschreitet, sinkt die Viskosität der Flüssigkeit stark ab, was zu inneren Lecks, Verlusten des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpen, Verschleiß von Präzisionspaaren und Zerstörung von Dichtungen führt.
Dieses Handbuch umfasst stationäre und mobile industrielle hydraulische Systeme mit einem Betriebsdruck von 50 bis 350 bar und einem Durchfluss von 20 bis 500 l/min. Klassifizierung der Schwere des Vorfalls:
- Kritisch (Notstop): Die Öltemperatur ist höher als +80 °C. Gefahr der Blockierung der Ausführungseinrichtungen, thermischen Zerstörung der Dichtungen (NBR/FKM) sowie vollständigem Ausfall des Pumps. Sofortige Stilllegung gemäß dem LOTO-Protokoll ist erforderlich.
- Erhöht (Warnstufe): Öltemperatur im Bereich +70...+80 °C über mehr als 30 Minuten. Die Systemleistung ist reduziert, die Zylinderbewegungen sind verlangsamt und die Sicherheitsklappen schlagen periodisch aus.
- Moll (Frühdiagnose): Die Temperatur bleibt stabil bei +65...+70 °C. Merkbarer Rückgang der Viskosität des Öls, erhöhter Lärmpegel der Pumpe bei Spitzenlasten.
2. Schutzmaßnahmen und Sicherheit
<група-попереджень> ACHTUNG! GEFAHRE HOHER DRUCK UND HOHER TEMPERATUR!
Vor der Durchführung jeglicher diagnostischer oder wartungstechnischer Arbeiten führen Sie die folgenden obligatorischen Schritte aus:
1. Führen Sie die Blockierungs-/Kennzeichnungsprozedur (LOTO — Lockout/Tagout) am Hauptstromschalter der Pumpenstation durch.
2. Stellen Sie sicher, dass der Restdruck im hydraulischen Kreislauf vollständig abgelassen wird, indem Sie Druckmesserventile oder Handablassleitungen öffnen. Beachten Sie: Hydraulikflüssigkeit unter einem Druck über 50 bar kann die Haut durchschlagen und schwere Vergiftungen oder Amputationen verursachen.
3. Verwenden Sie den vollständigen Schutzanzug (EN 407), Schutzbrille mit seitlichem Schutz (EN 166), Schutzkleidung aus feuerfesten Materialien.
4. Vermeiden Sie Berührung mit heißen Oberflächen der Hydraulikverteiler, Leitungen und des Tanks. Temperatur über +65 °C verursacht sofortige Verbrennungen der Haut. Lassen Sie die Systeme bis zu einer sicheren Temperatur (+35 °C) abkühlen, bevor Sie Aggregate zerlegen. група-попереджень>
3. Notwendige Diagnosegeräte
Für die präzise Lokalisierung der Ursachen von Überhitzung und zur Prüfung der Konformität mit den Standards ISO und EN wird folgende Liste von Messgeräten verwendet:
| Gerätename | Spezifikation / Modell | Messbereich | Zweck in der Diagnose | траса>
|---|---|---|---|
| Thermograf (Thermale Bilderzeuger) | Temperaturbereich -20 °C bis +350 °C, Auflösung ab 320x240 Pixel | -20 °C ... +350 °C | Kontaktloses Scannen von Temperaturgradienten an Pumpen, Ventilen, Wärmeaustauschern und Rohrleitungen. |
| Digitaler Druckmesser / Satz Druckmessgeräte | Klass Genauigkeit 0,5, Anschluss G1/4" | 0 - 400 bar | Messung des Betriebsdrucks auf der Ansaugleitung, Auslaufleitung und in der Abwärtsleitung von Pumpen. |
| Ultraschall-Zähler / Hydrotester | Portable hydraulischer Durchfluss- und Temperaturtester | 2 – 600 l/min, bis 420 bar | Bestimmung der tatsächlichen volumetrischen Fördermenge und der inneren Verluste in Hydraulomotoren und Zylindern. |
| Digitaler Multimeter | True RMS, CAT III 1000V / CAT IV 600V | 0 - 1000 V AC/DC, 0 - 10 A, 0 - 40 MOм | Prüfung der Versorgungsspannung der proportionalen und diskreten Ventile, Widerstand der Spulen. |
| Laser-Tachometer / Stroboskop | Optischer, kontaktloser | 10 – 99999 U/min | Prüfung der tatsächlichen Drehzahl des Elektromotors und der Hydraulikpumpe unter Last. |
4. Anfangscheckliste zur Bewertung des Zustands
Bevor Sie die Entfernung oder tiefgreifende Eingriffe durchführen, füllen Sie bitte die folgende Betriebsparameterkarte aus:
| Parameter / Messung | Normativwert (Erlaubter) | Tatsächlicher Wert | Status (Normal / Alarm) |
|---|---|---|---|
| Temperatur des Öls im Tank (T_tank) | +45 °C ... +55 °C | [Eingabe des Werts] | [Wählen] |
| Umgebungstemperatur | +15 °C ... +35 °C | [Eingeben von Wert] | [Wählen] |
| Betriebsdruck der Förderleitung (P_set) | Gemäß der Maschinen-Spezifikation (z. B. 210 Bar) | [Eingeben von Wert] | [Wählen] |
| Druck in der Abflussleitung des axialen Kolbenpumpen | < 1,5 bar (gemäß ISO 4413) | [Eingeben von Wert] | [Wählen] |
| Druckabfall am Ölfilter ($\Delta$P) | < 1,5 bar (neu: < 0,5 bar) | [Eingeben von Wert] | [Wählen] |
| Niveau der Arbeitsflüssigkeit im Tank | Min. 80% Niveau (Optic Niveau-Messgerät) | [Eingabe des Wertes] | [Wählen] |
| Reinheit der Arbeitsflüssigkeit (Klasseneinteilung nach ISO 4406) | Nicht schlechter als 18/16/13 (oder gemäß OEM-Anforderungen) | [Eingeben von Wert] | [Wählen] |
5. Systematische Diagnoseblockschaltbild
Verwenden Sie diesen Algorithmus für das schrittweise Erkennen von Störungen:
- Schritt 1: Lokalisierung der Wärmequelle mit einem Thermografen.
- Schalten Sie das System unter Betriebslast ein.
- Scannen Sie den hydraulischen Anschluss mit einem Thermovisor.
- Wenn eine heiße Stelle am Pumpen: Prüfen Sie den Druck in der Abflussleitung. Wenn der Abfluss heiß ist und der Durchfluss über 5-7 % der nominalen Fördermenge liegt — Wahrscheinlicher Verschleiß oder Schaden an den Grundplatten-/Zylinderpaaren der Pumpe (Zum Abschnitt 7.1 wechseln).
- Wenn eine heiße Stelle am Sicherheits- oder Durchflussventil vorhanden ist: Prüfen Sie den Druckeinstellung und den Sitzzustand. Das Ventil leitet den Durchfluss kontinuierlich in die Abflussleitung unter Volldruck — Wahrscheinlich Verklemmung oder falsche Einstellung des Sicherheitsventils (Zurück zum Abschnitt 7.2).
- Wenn eine heiße Stelle auf dem Öl-Kühler (Wärmeaustauscher), aber die Ausgangstemperatur der Flüssigkeit/Luft niedrig ist: Prüfen Sie den Kühlmittelverbrauch und die Verunreinigungen auf den Lamellen — Wahrscheinlich äußere oder innere Verunreinigung des Wärmeaustauschers (Gehen Sie zu Abschnitt 7.3).
- Wenn der gesamte Hydraulikbehälter und die Leitungen gleichmäßig heiß sind: Prüfen Sie den allgemeinen Leistungsverbrauch, den Druckverlust an den Ventilen und die Funktion des Entlastungskreises in den Zykluspausen — Wahrscheinlich sind übermäßige hydraulische Energieverluste in den Leitungen oder ein unzureichender Behältervolumen (Zum Abschnitt 7.4 wechseln).
6. Matrix „Symptom – Ursache – Test – Erwartetes Ergebnis“
| Symptom | Wahrscheinliche Ursachen (nach Wahrscheinlichkeit) | Diagnostischer Test | Erwarteter Ergebnis, wenn die Ursache bestätigt ist |
|---|---|---|---|
| Hohe Abwärme des Pumps (> +75 °C), metallischer Geruch. | 1. Verschleiß der Kolbenpaarung des axialen Zylinderpumpens. 2. Kavitation durch Luftaufnahme. |
Die Durchflussmenge in der Abflussleitung mit einem Hydrotester messen. | Die Drainagekosten überschreiten 10 % der nominalen Fördermenge des Pumps bei nominalen Drehzahlen. |
| Lokale Heizung des Schutzklappe-Körpers über +75 °C. | 1. Ständiges Durchflussabfall durch einen defekten oder falsch eingestellten Ventil. 2. Verunreinigung des Ventilkegels mit Partikeln. |
Die Temperaturdifferenz vor und nach dem Ventil mit einem Infrarotthermografen überprüfen und den Druck am Eingang messen. | Die Temperatur der Rohrleitung nach dem Ventil ist deutlich höher (> +10 °C), der Druck am Eingang entspricht dem Schließdruck. |
| Überhitzung der gesamten Anlage bei Betrieb im Leerlauf. | 1. Verunreinigung des Luftöl-Kühlers. 2. Niedrige Kühlwassermenge (für wassergekühlte Wärmeaustauscher). 3. Falsch ausgewählter Pumpen oder langfristige Betriebszeit bei Durchfluss. |
Die Effizienz des Wärmeaustauschgers: Temperaturdifferenz des Öls und des Kühlmediums ($\Delta$T). | Effizienz des Wärmeübertragers unter 50 %, Wärmeübergangskoeffizient ist aufgrund einer Kalk- oder Schmutzschicht gesunken. |
| Schneller Öl aufheizen bei Einschalten der Ausführungszylinder. | 1. Innere Durchflüsse in Hydraulikzylindern durch abgenutzte Kolbenabdichtungen. 2. Übermäßiger Einstelldruck der Druckregelventile. |
Test auf Durchfluss: Zylinder im Endstellung blockieren und Druckabfall messen oder Stangenhohlraum aufheizen. | Schnelles Temperaturanstieg der Wand des Hydraulikzylinders in der Kolbenzone ohne Stangenbewegung. |
7. Ursachenanalyse jeder Störung
7.1. Volumenverschleiß eines axialen Zylinderpumpen
Warum das passiert: Axialkolbenpumpen mit hohem Druck hängen kritisch von der Reinheit der Arbeitsflüssigkeit ab (empfohlener Klasse gemäß ISO 4406 nicht schlechter als 18/16/13). Die Einbringung von abrasiven Partikeln führt zu Mikrokratern zwischen der Verteilerplatte und dem Zylinderblock sowie zwischen den Kolben und den Kolbenstangen. Dies erhöht die Spaltbreiten, durch welche heißes Öl unter hohem Druck in den Pumpenkörper (innere Leckagen) abfließt und ihn sofort aufheizt.
Wie bestätigen: Schließen Sie den Durchflussmesser an die Abflussleitung des Pumpenkörpers an. Laut Standard ISO 4413, wenn die Abflussmenge mehr als 8-10 % der nominalen Förderleistung der Pumpe bei nominalen Drehzahlen und Betriebsdruck beträgt, benötigt die Pumpe einen sofortigen Hauptreparatur oder Austausch.
Konsequenzen: Vollständige Blockierung der Pumpe, Zerstörung des Antriebs, Ausstoß von metallischer Schneide über den gesamten hydraulischen Kreislauf mit Ausfall aller Verteiler und Ventile.
7.2. Dauerhafte Auslösung oder Verklemmung des Sicherheitsventils
Warum das passiert: Wenn die hydraulische Anlage so gestaltet ist, dass der Pumpen ständig den gesamten Durchfluss über den Sicherheitsventil (z. B. in Anlagen mit unregelbaren Zahnradpumpen ohne Entlastungsverteiler) liefert, wird die gesamte hydraulische Energie in Wärme umgewandelt ($P \times Q$). Zudem kann das Ventil nicht vollständig schließen, wenn Fremdkörper den Sitz des Schließkegels verstopfen.
Bestätigen: Messen Sie den Druck mit einem Manometer direkt vor dem Ventil und vergleichen Sie ihn mit dem nominalen Betriebsdruck des Systems. Verwenden Sie eine Infrarotkamera: Die Temperatur der Abflussrohrleitung hinter dem Ventil wird um +15...+25 °C höher sein als die Temperatur im Tank.
Konsequenzen: Chronischer Überhitzung des Öls, Degradation der Additive im Öl (Zerstörung von Molekülanhängern), Verlust der Schmierfähigkeit.
7.3. Effizienz des Wärmeübertrager unter dem berechneten Wert
Warum das passiert: Verunreinigung der Kühllamellen des Luftkühlers mit Staub, Fett oder Produktionsabfällen. In Waßerkühlern (Kochrohr- oder Plattenkühlern) — Ablagerung von Schlick, mineralischen Ablagerungen oder biologischem Schleim auf der Wärmeübertragungsfläche auf der Seite der Kühlwasserseite.
Wie bestätigen: Berechnen Sie die Effizienz des Wärmeübertrager nach der Temperaturdifferenzformel. Wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Öls am Ausgang des Kühlers und der Temperatur des Kühlmediums am Eingang weniger als 5-8 °C beträgt, ist die Wärmeverluste zu niedrig.
Konsequenzen: Die thermische Gleichgewichtslage der Anlage verschiebt sich in den Bereich gefährlicher Temperaturen (> +70 °C), was die Produktionslinie durch Nottemperatursensoren stoppt.
8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Fehlerbehebung
8.1. Wiederherstellungsverfahren für den Pumpensatz
- Führen Sie die LOTO-Prozedur durch und entladen Sie den Druck im System.
- Demontieren Sie den abgenutzten Pumpen, prüfen Sie die Ausrichtung der Pumpenwelle und des Elektromotors mit Hilfe einer Kupplung (zulässiges radiales Spiel < 0,05 mm).
- Spülen Sie die Saugleitung aus und ersetzen Sie die Filterelemente (Pumpen und Filter gemäß den Standards DIN 24550).
- Installieren Sie den neuen Pumpen (z. B. axialgeschliffene mit regelbarer Leistung der Serie A10VSO oder ein Analogprodukt aus dem Katalog UNITEC-D).
- Bevor der Betrieb gestartet wird, füllen Sie den Pumpenkörper mit reinem Öl über den Ablassschlitz, um die primäre Schmierung zu gewährleisten.
- Führen Sie einen kalten Start im „Recirculation“-Modus ohne Last für 10 Minuten durch und entleeren Sie langsam die verbliebenen Luftreste aus der Steuerungsleitung.
- Prüfen Sie den Druck in der Abflussleitung: er darf nicht mehr als 1,2 bar überschreiten.
8.2. Reinigungs- und Wartungsverfahren für Wärmeübertrager
- Führen Sie LOTO durch, blockieren Sie die Absperrventile auf der Kühlmittel- und Schmierleitungen.
- Demontieren Sie den Wärmeübertrager oder schließen Sie die chemische Spülstation (CIP) an.
- Für Luftkühler: Durchsaugen Sie mit Druck nicht mehr als 4,0 bar und spülen Sie mit weichem Spülmittel (vermeiden Sie Schäden an den Aluminiumschichten).
- Für platten- und rohrbünden Wasserkondensatoren: Durchführen Sie eine Reinigung mit einem speziellen säurehaltigen Lösung (Lösung auf Basis von Sulfaminsäure oder Zitronensäure 5–10 %) über 2–4 Stunden zur Entfernung von Kalkablagerungen (gemäß den Normen EN 13445).
- Spülen Sie mit sauberem Wasser ab, prüfen Sie die Dichtheit durch hydraulisches Prüfdrucktest 1,5-fach dem Nennwert (aber nicht weniger als 10 bar) für 15 Minuten.
- Setzen Sie die Dichtungsringe aus Material FKM (Viton) zurück, um eine Hitzebeständigkeit bis +200 °C zu gewährleisten.
9. Präventive Maßnahmen
| Erstursache | Präventive Strategie | Monitoring-Verfahren | Empfohlener Intervall |
|---|---|---|---|
| Schadensausmaß der Pumpen durch Verunreinigung | Kontrolle der Ölreinheitsklasse, Einführung von Feinfiltrationen (β20 ≥ 200). | Analyse von Ölproben in einer zertifizierten Laboratorium (Berechnung der Anteile nach ISO 4406). | Jede 500 Betriebsstunden (oder 1 Mal alle 3 Monate). |
| Verunreinigung der Kühler | Regelmäßige Reinigung der Lamellen von industriellen Staub und Schmiermittel. | Visueller Überblick und Temperaturdifferenz ($\Delta$T) am Wärmeaustauscher. | Jede 250 Stunden (oder monatlich in staubbelasteten Werkstätten). |
| Thermische Degradation des Öls | Kontrolle des Additivpaketes und der Viskosität (Klassifizierung ISO VG 46 / 68). | Messung des allgemeinen Säurezahlen (TAN) und des Wassergehalts (Karl Fischer). | Jede 2000 Stunden oder 1 Mal pro Jahr. |
10. Ersatzteile und Komponenten
Für ein schnelles Wiederherstellen des Temperaturgleichgewichts und der Dichtheit Ihrer hydraulischen Systeme verwenden Sie geprüfte Komponenten aus unserem Lager in Deutschland mit Lieferung nach Ukraine:
| Beschreibung des Teils | Spezifikation / Standard | Wann austauschen | Kategorie UNITEC-D |
|---|---|---|---|
| Axialkolbenpumpe mit veränderlichem Volumen | Rexroth A10VSO / Parker PVplus Serie, 28 - 140 см³/об, 280 бар | Bei Überschreitung der Abflussmenge > 10 % oder Verlust der Versorgung. | Hydraulische Hochdruckpumpen |
| Luftöl-Wärmeübertrager | Kühlleistung 5 - 50 kW, 24VDC / 380VAC Motor des Lüfters | Bei Reduzierung der Kühlleistung oder mechanischem Schaden an den Schichten. | Kühlsysteme und Wärmeübertrager |
| Druckfilterelement / Abflussfilterelement | Geflochtene Glasfasern, Filterklasse 10 Mikrometer (β10 $\\ge$ 75), DIN 24550 | Bei Auslösung des Verunreinigungsindikators ($\Delta$P > 1,5 bar) oder alle 1000 Stunden. | Hydraulische Filter und Komponenten |
| Dichtungsset für Hydraulikzylinder / Ventil | FKM (Viton) / PTFE Verbundmaterialien, Beständigkeit bis +200 °C | Bei Auftreten von äußeren Lecks oder bei jedem Hauptreparaturarbeiten am Knoten. | Dichtung und Ersatzteile |
| Sicherheitsventil mit direkter oder indirekter Wirkung | DN 10 – DN 25, Einstellung bis 315 bar, ISO 6264 / CETOP | Bei Verkleben des Kegels, Verlust der Dichtheit oder Unmöglichkeit, den Druck zu stabilisieren. | Hydraulikventile und Regler |
Bestellen Sie die benötigten Ersatzteile direkt über unseren elektronischen Katalog industrieller Anlagen: https://www.unitecd.com/e-catalog/
11. Verweisungen und normative Grundlagen
- ISO 4413: Hydraulikflüssigkeit. Allgemeine Regeln und Sicherheitsanforderungen an Systeme und ihre Komponenten.
- ISO 4406: Hydraulische Flüssigkeiten. Verfahren zur Kennzeichnung der Reinheitsklasse fester Partikel.
- DIN 51524 Teil 2 / 3: Schmierstoffe und Schmiermittel. Hydraulische Öle der Typen HLP und HVLP.
- EN 13445: Druckbehälter ohne Wärmebehandlung (Standards für Wärmeübertrager und Tanks).
- Technische Anleitungen der OEMs: Bosch Rexroth RE 92701, Parker Hannifin Hydraulic Troubleshooting Guide, Hydac Technische Dokumentation.
- Beilagen zu UNITEC-D: „Analyse und Filtration von Arbeitsflüssigkeiten in Hydrauliksystemen von Pressen“, „Prävention kavitationsbedingter Schäden an Kolbenpumpen“.