1. Problembeschreibung und Anwendungsbereich
Kavitation von Hydraulikpumpen ist eine kritische Fehlfunktion, die sich durch die Bildung und Zerstörung von Dampf- oder Gasblasen in der Hydraulikflüssigkeit äußert, wenn der Druck in bestimmten Strömungsbereichen unter den Sättigungsdampfdruck der Flüssigkeit fällt. Dieser Prozess führt zu starkem Lärm, Vibrationen, Erosion der internen Komponenten der Pumpe, einer erheblichen Verringerung des Wirkungsgrads und einer Verkürzung der Lebensdauer der Ausrüstung. Längere Kavitation führt dazu, dass sich die Flüssigkeit katalytisch abnutzt, ihre Temperatur steigt und schließlich oft ohne Vorwarnung zum vollständigen Ausfall der Hydraulikpumpe führt.
Gefährdete Ausrüstung:
- Hydrauliksysteme von Werkzeugmaschinen, Pressen und Spritzgussmaschinen in der Metallurgie-, Maschinenbau- und Lebensmittelindustrie.
- Hydraulische Antriebe in mobilen Arbeitsmaschinen, Baumaschinen und Landmaschinen.
- Hydraulische Steuerungssysteme in der Luft- und Raumfahrttechnik.
Schweregradeinteilung:
- Kritisch: Unmittelbare Gefahr einer Beschädigung der Pumpe und der zugehörigen Systemkomponenten. Hohes Risiko eines plötzlichen Geräteausfalls, der zu erheblichen Ausfallzeiten und Unfällen führen kann. Muss sofort beseitigt werden.
- Bedeutsam: Auffällige Geräusche (Knirschen, Knistern), Vibrationen, ein spürbarer Rückgang der Pumpenleistung oder ein Anstieg der Flüssigkeitstemperatur. Wenn es unbehandelt bleibt, kommt es schnell zu einem kritischen Verschleiß.
- Unwesentlich: Die Anfangsstadien der Kavitation, die sich durch ein leichtes Geräusch oder einen leichten Temperaturanstieg bemerkbar machen. Erfordert eine ständige Überwachung und vorbeugende Maßnahmen, um eine Verschlechterung zu verhindern.
Anwendbare Normen:
- DSTU EN ISO 4406: Reinheit von Hydraulikflüssigkeiten.
- DSTU ISO 2901: Hydraulikpumpen und -motoren – Parameter und Betriebseigenschaften.
- DSTU EN ISO 3498: Hydrauliksysteme – Anforderungen an Hydraulikflüssigkeiten.
2. Sicherheitsmaßnahmen
BEVOR SIE MIT DIAGNOSE- ODER REPARATURARBEITEN AN HYDRAULIKSYSTEMEN BEGINNEN, BEACHTEN SIE UNBEDINGT DIE FOLGENDEN KRITISCHEN SICHERHEITSREGELN:
- Lockout and Tagout (LOTO): Schalten Sie immer die Stromversorgung des Hydrauliksystems aus und wenden Sie Lockout- und Tagout-Verfahren gemäß den internen Anweisungen und DSTU EN ISO 14118 an. Stellen Sie sicher, dass das System nicht versehentlich aktiviert werden kann.
- Restenergieentladung: Hydrauliksysteme können einen erheblichen Druck in Speichern (Akkumulatoren) und Rohrleitungen aufrechterhalten, selbst nachdem der Strom abgeschaltet wurde. Entladen Sie alle Hydraulikspeicher und entlasten Sie alle Hydraulikkreise auf Null (0 bar), bevor Sie Komponenten trennen. Überprüfen Sie den Druck mit einem Manometer.
- Persönliche Schutzausrüstung (PSA): Verwenden Sie eine Schutzbrille oder einen Gesichtsschutz (CE EN 166), Schutzhandschuhe (Nitril oder chemikalienbeständig EN 374), Gehörschutz (Ohrenschützer oder Kopfhörer EN 352) und geeignete Arbeitskleidung.
- Heiße Oberflächen und Flüssigkeiten: Hydraulikflüssigkeit und Komponenten können sehr heiß sein (bis zu 90 °C und mehr). Lassen Sie das System vor dem Betrieb abkühlen. Bei Bedarf Hitzeschutzhandschuhe verwenden.
- Hochdrucklecks: Hydraulikflüssigkeitsstrahlen unter hohem Druck (bis zu 400 bar oder mehr) können die Haut durchdringen und schwere Verletzungen, Infektionen oder den Tod verursachen. Benutzen Sie NIEMALS Ihre Hände, um nach Lecks zu suchen. Benutzen Sie immer ein Stück Pappe oder einen Holzstab. Wenn Flüssigkeit unter die Haut gelangt, suchen Sie sofort einen Arzt auf und informieren Sie ihn über die Art der Flüssigkeit und den Druck.
- Hebemechanismen: Verwenden Sie beim Arbeiten mit schweren Bauteilen (Pumpen, Hydraulikmotoren) geeignete, nach DSTU EN 13155 zertifizierte Hebegeräte und beachten Sie beim Heben die Sicherheitsregeln.
3. Notwendige Diagnosewerkzeuge
Für eine effektive Kavitationsdiagnose ist die Verwendung der richtigen Instrumente mit geeigneten Bereichen und Genauigkeit von entscheidender Bedeutung.
| Werkzeug | Spezifikation/Modell | Messbereich | Zweck |
|---|---|---|---|
| Vakuummanometer (für die Saugleitung) | Genauigkeitsklasse 1,0 (EN 837-1), Skala -1 bis 0 bar | -1 bis 0 bar (-100 bis 0 kPa) | Messung des Vakuums (Unterdruck) am Pumpeneingang. Der zulässige Wert liegt in der Regel bei -0,1 bis -0,3 bar, abhängig von der Flüssigkeit und dem Pumpentyp. |
| Manometer (für Ausgangsleitung) | Genauigkeitsklasse 1,0 (EN 837-1), Skala 0 bis 400 bar | 0 bis 400 bar | Kontrolle des Arbeitsdrucks des Systems. Hilft bei der Erkennung von Druckinstabilität. |
| Infrarot-Thermometer | Bereich 0–400 °C, Genauigkeit ±1 °C | 0-200°C | Messung der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit im Tank und an der Oberfläche der Pumpe. Notfallschwelle: > 70°C (abhängig von der Art der Flüssigkeit). |
| Schwingungsanalysator (Vibrometer) | Bereich 0–50 mm/s RMS (gemäß ISO 10816-1) | 0-25 mm/s (RMS) | Bewertung des Vibrationspegels des Pumpengehäuses. Notfallschwelle: > 7,1 mm/s RMS für Kategorie II (mittlere Maschinen). |
| Schallmesser (Sonometer) | Bereich 30–130 dB(A) (DSTU EN 61672-1) | Bis zu 130 dB(A) | Messung des Geräuschpegels der Pumpe. Anormaler Geräuschpegel > 85 dB(A) unter normalen Betriebsbedingungen deutet häufig auf Kavitation hin. |
| Flüssigkeitsprobenset | Gemäß DSTU EN ISO 4406 | - | Analyse des Zustands der Hydraulikflüssigkeit, Bestimmung des Verschmutzungsgrades (ISO-Reinheitscode), Wasser- und Luftgehalt, Bestimmung der Viskosität. |
| Viskosimeter (für Laboranalysen) | - | - | Genaue Bestimmung der kinematischen Viskosität von Hydraulikflüssigkeit bei 40 °C und 100 °C (DSTU ISO 3104). |
| Taschenlampe und Rückspiegel | Hochleistungs-LED-Taschenlampe | - | Visuelle Prüfung schwer zugänglicher Stellen auf äußere Lecks und Rohrleitungsschäden. |
| Stoppuhr | Digital mit einer Genauigkeit von 0,01 s | - | Messung der Tankfüllzeit oder des Arbeitszyklus zur Bewertung der Pumpenleistung (volumetrischer Effizienztest). |
4. Checkliste für die Erstbewertung
Bevor Sie mit einer systematischen Diagnose beginnen, führen Sie eine gründliche Erstbeurteilung durch. Dies wird dazu beitragen, potenzielle Probleme einzugrenzen und ein Verständnis für den aktuellen Zustand des Systems zu vermitteln.
| Artikel | Aktion / Was Sie sehen sollten | Erwarteter Wert / Hinweise |
|---|---|---|
| Hydraulikflüssigkeitsstand im Tank | Sichtkontrolle an der Füllstandsanzeige (Schlitzglas, Schwimmer). | Er sollte innerhalb der vom Hersteller angegebenen Grenzen liegen (normalerweise zwischen den MIN/MAX-Markierungen). Niedriger Füllstand ist eine häufige Ursache für Kavitation. |
| Aussehen der Flüssigkeit | Bewerten Sie Farbe, Transparenz, Vorhandensein von Blasen, Schaum, Fremdeinschlüssen und Schwebeteilchen. | Die Flüssigkeit sollte klar und durchsichtig sein, ohne Schaum oder nennenswerte Blasenzahl. Eine trübe Flüssigkeit, Verfärbung oder übermäßige Blasen/Schaum weisen auf Zersetzung, Kontamination oder Lufteinschlüsse hin. |
| Geruch nach Flüssigkeit | Riechen Sie an der Flüssigkeitsprobe (vorsichtig, Hautkontakt vermeiden). | Verbrannter Geruch weist auf Überhitzung und Oxidation hin, die sowohl Ursache als auch Wirkung von Kavitation sein können. |
| Flüssigkeitstemperatur | Messen Sie mit einem Infrarot-Thermometer an der Tankoberfläche und in der Rücklaufleitung. | Muss die empfohlene Betriebstemperatur erfüllen (normalerweise 40–60 °C). Übermäßiger Temperaturanstieg (>70 °C) kann auf Kavitation, Kontamination oder einen Ausfall des Kühlsystems hinweisen. |
| Pumpengeräusche und Vibrationen | Visuelle und akustische Beurteilung während des Betriebs. Mit einem Stethoskop können Sie das Geräusch in verschiedenen Bereichen der Pumpe besser lokalisieren. | Ungewöhnliche Geräusche (Knarzen, Knacken, „Kies in der Pumpe“), übermäßige Vibration. Vergleichen Sie es mit dem normalen Geräusch einer funktionierenden Pumpe. |
| Betriebsdruck des Systems | Lesen Sie die Messwerte von Manometern am Pumpenauslass und an wichtigen Punkten im System ab. | Muss dem normalen Betriebsdruck der Anlage entsprechen. Instabiler oder niedriger Druck kann mit Kavitation und verminderter Leistung verbunden sein. |
| Filterstatus | Überprüfen Sie die Filterverschmutzungsanzeigen (falls vorhanden) an der Saug- und Rücklaufleitung. | Die Anzeige sollte einen sauberen Filter anzeigen. Ein verstopfter Saugfilter ist die Hauptursache für eine Einlassverstopfung. |
| Letzte Wartungsarbeiten | Wartungsprotokolleinträge anzeigen. | Wurden Komponenten, Flüssigkeiten und Filter ausgetauscht? Wurden am Hydrauliksystem Arbeiten durchgeführt, die sich auf die Dichtheit oder die Konfiguration der Saugleitung auswirken könnten? |
| Verlauf der Alarme/Warnungen | Überprüfen Sie das Steuerungssystem auf frühere Fehler oder Warnungen im Zusammenhang mit der Hydraulik. | Wiederholte Warnungen vor niedrigem Druck, hoher Temperatur, ungewöhnlichen Geräuschen oder dem Auslösen von Filterverschmutzungssensoren. |
| Saugleitungskonfiguration | Vergleichen Sie die tatsächliche Lage der Saugleitungskomponenten mit dem Original-Anlagenplan. | Überprüfen Sie, ob übermäßige Biegungen, eine zu lange Leitung, ein verringerter Rohrdurchmesser, eine übermäßige Anzahl an Anschlüssen oder ein Versagen von Antivibrationselementen vorliegen. |
5. Systematischer Diagnosealgorithmus
Dieser Schritt-für-Schritt-Algorithmus hilft dabei, die Grundursache der Kavitation zu finden. Befolgen Sie die Reihenfolge für eine effiziente und sichere Diagnose. Bedenken Sie vor jedem Eingriff die Sicherheitsmaßnahmen!
- Erkennen Sie die ersten Symptome von Kavitation?
- (Übermäßiger Lärm – Knirschen, Knacken, Zischen, „Kies in der Pumpe“, Vibration, verringerte Pumpenleistung, erhöhte Flüssigkeitstemperatur, Schaum im Tank)
- Wenn JA: Fahren Sie mit Schritt 2 fort.
- Wenn NEIN: Das Problem hängt wahrscheinlich nicht mit Kavitation zusammen. Weitere Informationen finden Sie in anderen Anleitungen zur Fehlerbehebung.
- Überprüfen Sie den Hydraulikflüssigkeitsstand im Tank.
- Überprüfen Sie den Flüssigkeitsstand visuell anhand der Anzeige (Schlitzglas, Schwimmer) bei ausgeschalteter Pumpe und abgekühlter Flüssigkeit.
- Der Füllstand liegt unter der Mindestmarkierung oder liegt die Flüssigkeit an der Saugdüse?
- Wenn JA (Füllstand niedrig):
- Füllen Sie die Hydraulikflüssigkeit auf und verwenden Sie dazu eine Flüssigkeit mit der entsprechenden Spezifikation und Reinheit (DSTU EN ISO 3498, DSTU EN ISO 4406).
- Überprüfen Sie das gesamte System auf externe Lecks. Beseitigen Sie sie.
- Wenn keine Lecks vorhanden sind, prüfen Sie, ob die Pumpe Luft durch die Wirbeltrichter ansaugt (dies kann auf einem niedrigen, aber immer noch „akzeptablen“ Niveau liegen).
- Starten Sie das System und wiederholen Sie den Kavitationstest.
- Wenn NEIN (Wert ist normal): Fahren Sie mit Schritt 3 fort.
- Wenn JA (Füllstand niedrig):
- Saugleitung auf Verstopfungen prüfen.
- Sichtprüfung: Saugfilter/Sieb auf Verschmutzung prüfen, Saugleitung/Schlauch auf Knicke, Verengungen, Knicke oder teilweise Überlappung prüfen.
- Vakuum messen:
- Installieren Sie ein Vakuummessgerät an der Saugleitung (so nah wie möglich am Pumpeneinlass).
- Starten Sie das System und zeichnen Sie die Messwerte unter normaler Betriebslast auf.
- Leckagewert > -0,3 bar? (Zum Beispiel -0,4 bar oder -0,5 bar oder höher als der vom Pumpenhersteller empfohlene Wert).
- Wenn JA (übermäßige Verdünnung):
- Saugfilter/-netz waschen oder ersetzen.
- Überprüfen Sie den Durchmesser der Saugleitung und deren Länge: Ein zu kleiner oder zu langer Durchmesser erhöht den Widerstand. Stellen Sie sicher, dass der Durchmesser der Saugleitung mindestens dem Durchmesser des Pumpeneinlasses entspricht, vorzugsweise größer.
- Beseitigen Sie Knicke, Verengungen oder teilweise Überlappungen der Rohrleitung.
- Stellen Sie sicher, dass nichts den freien Fluss der Flüssigkeit im Tank behindert (z. B. Fremdkörper oder abgelöste Teile des Filters).
- Wiederholen Sie nach der Eliminierung die Vakuummessung und den Kavitationstest.
- Wenn NEIN (Ausdünnung ist normal): Fahren Sie mit Schritt 4 fort.
- Überprüfen Sie, ob in der Saugleitung Luft angesaugt wird.
- Sichtprüfung: Schalten Sie die Pumpe ein und beobachten Sie die Flüssigkeit im Tank durch das Sichtfenster (falls vorhanden) oder direkt am Flüssigkeitsrücklauf: Sind erhebliche Blasen oder Schaum vorhanden? (Dies erfordert die Einhaltung der Sicherheit).
- Dichtheitsprüfung (VORSICHT! PSA!):
- Alle Verbindungen an der Saugleitung festziehen: Flansche, Armaturen, Klemmen.
- Überprüfen Sie die Pumpenwellendichtung auf Flüssigkeitslecks (ein Zeichen für Lufteinschlüsse) oder durchdringende Luftblasen.
- Sie können eventuelle Lecks vorsichtig mit Seifenlauge reinigen (aus Sicherheitsgründen bei laufender Pumpe). Das Auftreten von Blasen bestätigt das Ansaugen von Luft.
- Luftansaugung erkannt?
- Wenn JA:
- Beschädigte Dichtungen, Dichtungen oder Rohrleitungen ersetzen.
- Ziehen Sie alle Verbindungen mit dem empfohlenen Drehmoment fest an.
- Stellen Sie sicher, dass alle Elemente der Saugleitung (einschließlich Schweißnähte) abgedichtet sind.
- Starten Sie das System und wiederholen Sie den Kavitationstest.
- Wenn NEIN: Fahren Sie mit Schritt 5 fort.
- Wenn JA:
- Überprüfung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit.
- Optische Beurteilung: Bei kalten Temperaturen kann die Flüssigkeit zu „dickflüssig“ oder bei hohen Temperaturen im Gegenteil zu „flüssig“ erscheinen.
- Temperaturmessung: Stellen Sie sicher, dass die Flüssigkeit die empfohlene Betriebstemperatur erreicht hat (z. B. 40–60 °C).
- Flüssigkeitsanalyse: Nehmen Sie eine Flüssigkeitsprobe und senden Sie sie zur genauen Bestimmung der kinematischen Viskosität (DSTU ISO 3104) und des Viskositätsindex an ein Labor.
- Die Viskosität der Flüssigkeit überschreitet die für diese Pumpe empfohlenen Grenzwerte (normalerweise 10–100 cSt bei Betriebstemperatur)?
- Wenn JA:
- Ersetzen Sie die Hydraulikflüssigkeit durch die vom Pumpen- und Systemhersteller empfohlene Flüssigkeit (gemäß DSTU EN ISO 3498) mit der richtigen Viskositätsklasse (ISO VG).
- Überprüfen Sie den Betrieb des Flüssigkeitskühlers/-heizers: Stellen Sie sicher, dass die Flüssigkeit im optimalen Temperaturbereich gehalten wird.
- Vermeiden Sie zu niedrige Starttemperaturen, die die Viskosität erhöhen. Stellen Sie sicher, dass die Flüssigkeit auf Arbeitstemperatur erwärmt ist.
- Starten Sie das System und wiederholen Sie den Kavitationstest.
- Wenn NEIN: Fahren Sie mit Schritt 6 fort.
- Wenn JA:
- Prüfung des internen Zustands der Pumpe.
- Verringerte Pumpenleistung trotz aller vorherigen Kontrollen und Fehlerbehebungen? (Erscheint als Verlangsamung des Antriebs, Verringerung des Maximaldrucks trotz normaler Systemparameter).
- Wenn JA:
- Wahrscheinliche Ursache ist interner Verschleiß der Pumpe: Schäden an Arbeitselementen (Zahnräder, Flügel, Kolben), Verschleiß von Endplatten oder Dichtungen.
- Führen Sie einen volumetrischen Effizienztest der Pumpe durch. Dies kann mit einem tragbaren Durchflussmesser oder durch Messen der Füllzeit eines kalibrierten Behälters in der Rücklaufleitung erfolgen. Ein Wirkungsgradabfall unter 70–80 % weist auf erheblichen Verschleiß hin.
- Planen Sie den Ausbau und Defekt der Pumpe.
- Ersetzen oder reparieren Sie die Pumpe mit Original-UNTEC-Ersatzteilen.
- Wenn NEIN: Sind die Kavitationssymptome trotz der Diagnose immer noch vorhanden und sind alle Parameter normal? Wenden Sie sich für eine ausführliche Diagnose an den Gerätehersteller oder einen qualifizierten UNITEC-Techniker, da die Ursache möglicherweise nicht dem Standard entspricht.
6. Matrix „Fehler-Ursache“
Diese Matrix hilft Ihnen, anhand der beobachteten Symptome und diagnostischen Testergebnisse schnell wahrscheinliche Grundursachen für Kavitation zu identifizieren.
| Symptom | Wahrscheinliche Ursachen (in absteigender Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit) | Diagnosetest | Erwartetes Ergebnis bei der Bestätigung der Ursache |
|---|---|---|---|
| Lautes Geräusch (Knirschen, Knistern, Zischen), Vibration, Schaum im Tank, Überhitzung der Flüssigkeit, verminderte Leistung. | 1. Einschränkungen am Eingang (verstopfter Filter, kaputter Schlauch, zu kleiner Durchmesser der Leitung). 2. Niedriger Flüssigkeitsstand im Tank. 3. Luftansaugung in der Saugleitung. |
Messung des Vakuums am Pumpeneingang (Vakuummanometer). Sichtprüfung des Filters und der Saugleitung. Kontrolle des Flüssigkeitsstands. Dichtheit der Saugleitung prüfen. | Einlassvakuum > -0,3 bar; verstopfter Filter; sichtbare Knicke/Verengungen. Flüssigkeitsstand unter MIN. Erkennung von Blasen oder Luftlecks. |
| Geräusche und Vibrationen, erhöhter Widerstand beim Kaltstart, langsame Systemreaktion, übermäßige Überhitzung der Flüssigkeit. | 1. Die Viskosität der Flüssigkeit ist zu hoch (falscher Typ, niedrige Temperatur). 2. Einschränkungen am Eingang (Leitungsdurchmesser zu klein, zu lang). |
Messung der Flüssigkeitstemperatur. Analyse der Flüssigkeitsviskosität. Vakuum am Pumpeneingang messen. | Die Flüssigkeitstemperatur ist niedriger als die Arbeitstemperatur; Die Viskosität der Flüssigkeit ist höher als empfohlen (>100 cSt). Vakuum > -0,3 bar. |
| „Weicher“ Betrieb des Systems, instabiler Druck, die Flüssigkeit wird trüb, Schaum im Tank, Kreischen oder Zischen. | 1. Luftansaugung in der Saugleitung. 2. Niedriger Flüssigkeitsstand im Tank. |
Sichtprüfung (Blasen in der Flüssigkeit), Prüfung der Dichtheit der Verbindungen mit Seifenlauge, Prüfung der Pumpenwellendichtung. Kontrolle des Flüssigkeitsstands. | Sichtbare Blasen in der Flüssigkeit im Tank; Erkennung von Luftlecks an Anschlüssen oder Wellenabdichtungen. Flüssigkeitsstand unter MIN. |
| Lange, ständige Geräusche und Vibrationen, fortschreitender Leistungsabfall, erhöhte Temperatur des Pumpengehäuses, Metallpartikel in der Flüssigkeit (bei Analyse). | 1. Interner Verschleiß der Pumpe (Schaufeln, Zahnräder, Kolben, Dichtungen). 2. Langfristige, nicht behobene Kavitation. |
Test des volumetrischen Wirkungsgrads der Pumpe. Flüssigkeitsanalyse auf metallische Verschleißpartikel. Demontage und Defekt der Pumpe. | Volumetrischer Wirkungsgrad unter 70–80 %; eine erhebliche Menge an Metallpartikeln in der Flüssigkeit; sichtbarer Verschleiß interner Pumpenkomponenten. |
7. Ursachenanalyse jeder Fehlfunktion
Ein gründliches Verständnis der Grundursachen ist der Schlüssel für eine wirksame Reparatur und die Verhinderung eines erneuten Auftretens von Kavitation.
1. Einreisebeschränkungen (Beschränkung)
- Warum das passiert: Durch die Einschränkung des Hydraulikflüssigkeitsflusses zum Pumpeneinlass entsteht ein übermäßiges Vakuum (Unterdruck) in der Saugleitung. Diese Verdünnung senkt den Druck der Flüssigkeit unter ihren Sättigungsdampfdruck, was zur Bildung von Dampfblasen führt. Nach Eintritt in die Hochdruckzone der Pumpe kollabieren (implodieren) diese Blasen plötzlich und erzeugen Stoßwellen. Zu den häufigsten Ursachen gehören: ein verstopfter Ansaugfilter (Masche) oder ein Filter mit einer zu kleinen Mikrometerzahl, ein geknickter oder teilweise verstopfter Ansaugschlauch/-rohr, ein zu kleiner Durchmesser der Ansaugleitung (für den gepumpten Durchfluss), eine zu große Ansaugleitungslänge, zu viele Bögen, Anschlüsse oder Ventile in der Ansaugleitung, ein verstopfter Tankeinlass.
- So bestätigen Sie: Messen Sie das Vakuum mit einem Vakuummanometer direkt am Pumpeneinlass. Ein Vakuumwert über -0,3 bar (oder über dem vom Pumpenhersteller empfohlenen Wert) bestätigt das Problem. Darüber hinaus erfolgt eine Sichtkontrolle des Filters und der Rohrleitung auf sichtbare Schäden oder Verschmutzungen.
- Welcher Schaden entsteht: Ständige Erosion der Arbeitsflächen der Pumpe durch Implosion von Blasen. Zerstörung der Hydraulikflüssigkeit (Degradation), Überhitzung, erhöhte Geräusche und Vibrationen, vorzeitiger Ausfall der Pumpe, was zu einem katalytischen Ausfall des gesamten Hydrauliksystems führen kann.
2. Niedriger Flüssigkeitsstand im Tank
- Warum das passiert: Ein unzureichendes Volumen an Hydraulikflüssigkeit im Tank führt dazu, dass das Saugrohr der Pumpe teilweise frei liegt oder ein Niveau erreicht, auf dem sich Wirbeltrichter bilden, die atmosphärische Luft direkt in die Saugleitung saugen. Dies kann auch zu einer unzureichenden Absetzzeit der Flüssigkeit zum Entfernen von Luft und zu einer unzureichenden Kühlung der Flüssigkeit führen.
- So bestätigen Sie: Visuelle Kontrolle des Flüssigkeitsstandes durch den Indikator (Schlitzglas, Schwimmer). Überprüfen Sie das System auf externe Lecks, die zu einem Absinken des Füllstands geführt haben könnten.
- Welche Schäden werden verursacht durch: Luftporen (eine Form der Kavitation), Überhitzung der Hydraulikflüssigkeit, Verringerung ihrer Schmiereigenschaften, Schäden an der Pumpe aufgrund von Stoßbelastungen und erhöhter Verschleiß.
3. Die Viskosität der Flüssigkeit ist zu hoch
- Warum das passiert: Wenn die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit zu hoch ist (z. B. aufgrund der Verwendung einer falschen Flüssigkeitsart, einer zu niedrigen Umgebungstemperatur, insbesondere bei einem Kaltstart, oder einer Fehlfunktion des Flüssigkeitsheizsystems), wird die Flüssigkeit zu „dick“, um ungehindert durch die Saugleitung zur Pumpe fließen zu können. Dadurch erhöht sich der hydraulische Strömungswiderstand erheblich, wodurch am Pumpeneinlass ein übermäßiger Unterdruck entsteht, der zu Kavitation führt.
- So bestätigen Sie: Messen Sie die Flüssigkeitstemperatur im Tank und in der Rücklaufleitung. Laboranalyse von Flüssigkeiten zur genauen Bestimmung der kinematischen Viskosität (DSTU ISO 3104) und des Viskositätsindex. Vergleich der erhaltenen Werte mit den Empfehlungen des Pumpen- und Hydrauliksystemherstellers.
- Welche Schäden werden verursacht durch: Übermäßige Belastung der Pumpe und des Antriebsmotors, Überhitzung der Flüssigkeit, verringerte Systemeffizienz, erhöhter Verschleiß interner Pumpenkomponenten aufgrund von Abriebreibung und Stoßbelastungen durch Kavitation.
4. Luftansaugung in der Saugleitung
- Warum das passiert: Auch bei normalem Flüssigkeitsstand und ohne nennenswerte Einschränkungen kann atmosphärische Luft durch undichte Verbindungen (lose oder beschädigte Anschlüsse, Flansche, Dichtungen), beschädigte Schläuche, defekte Pumpenwellendichtungen, Risse in der Rohrleitung oder fehlerhafte Schweißnähte in die Saugleitung gelangen. Luftblasen, die in die Pumpe eindringen, verdichten und dehnen sich aus, simulieren Kavitation und tragen auch zur Oxidation der Hydraulikflüssigkeit bei.
- So bestätigen Sie: Überprüfen Sie die Flüssigkeit im Tank visuell auf starke, hartnäckige Blasen oder Schaum. Überprüfen Sie die Verbindungen mit einer Seifenlösung oder speziellen Detektorsprays (das Auftreten von Blasen bestätigt die Luftansaugung). Gründliche Inspektion der Pumpenwellendichtung.
- Welche Schäden verursacht es: Lärm, Vibration, Oxidation und Zersetzung der Hydraulikflüssigkeit, Zerstörung der Schmierschicht auf den internen Komponenten der Pumpe, erhöhter Verschleiß, „weicher“ und instabiler Betrieb des Systems aufgrund der Anwesenheit von Druckluft.
5. Interner Verschleiß der Pumpe
- Warum das passiert: Im Laufe der Zeit verschleißen die inneren Komponenten der Pumpe (Zahnräder, Flügel, Kolben, Zylinder, Endplatten) aufgrund von normalem Betriebsverschleiß, abrasiver Flüssigkeitsverunreinigung (Nichteinhaltung von DSTU EN ISO 4406) oder langfristigem Betrieb unter Kavitationsbedingungen. Dadurch vergrößern sich die internen Abstände, was zu einem Rückgang des volumetrischen Wirkungsgrads und einer erhöhten internen Leckage führt und lokal Niederdruckzonen innerhalb der Pumpe erzeugen kann, was zur Entstehung von Kavitation beiträgt.
- So bestätigen Sie: Testen Sie den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe (ein Rückgang des Wirkungsgrads unter 70–80 % weist auf erheblichen Verschleiß hin). Flüssigkeitsanalyse auf Verschleißpartikel (Metalle) mittels Spektralanalyse. Demontage und gründliche Inspektion der Pumpe.
- Welche Schäden verursacht es: Fortschreitender Leistungs- und Druckabfall, erhöhter Lärm, Vibration, Überhitzung der Pumpe, Totalausfall der Pumpe aufgrund von Schäden an internen Komponenten.
8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Fehlerbehebung
ACHTUNG: VOR BEGINN DER ARBEITEN IMMER SICHERHEIT SICHERN: SPERRE/MARKIERUNG (LOTO), RESTDRUCKENTLASTUNG UND VERWENDUNG VON PSA!
1. Aufhebung der Einreisebeschränkungen:
- Messen Sie das Vakuum: Schließen Sie ein Vakuummessgerät (Bereich -1 bis 0 bar) an den Testpunkt der Saugleitung so nah wie möglich an der Pumpe an. Starten Sie das System und zeichnen Sie die Messwerte auf. Der normale Vakuumbereich liegt zwischen -0,1 und -0,3 bar. Ein Wert von >-0,3 bar weist auf ein Problem hin.
- Filter prüfen und austauschen: Schalten Sie das System aus (LOTO!). Entfernen und überprüfen Sie den Saugfilter oder das Sieb. Wenn es verstopft ist, reinigen Sie es oder ersetzen Sie es durch ein neues Element mit der empfohlenen Mikronzahl (z. B. 100–150 Mikron zum Saugen).
- Inspektion der Rohrleitungen: Untersuchen Sie Saugschläuche und Metallrohre sorgfältig auf Knicke, Knicke, Verengungen, Abblättern der inneren Gummischicht des Schlauchs oder Beschädigungen. Ersetzen Sie die beschädigten Bereiche durch Elemente mit entsprechendem Durchmesser und Material, die der DSTU EN ISO 1432 entsprechen.
- Überprüfung des Leitungsdurchmessers: Stellen Sie sicher, dass der Innendurchmesser der Saugleitung dem Durchmesser des Pumpeneinlasses entspricht oder diesen überschreitet. Die optimale Strömungsgeschwindigkeit in der Saugleitung sollte zwischen 0,6 und 1,2 m/s liegen.
- Widerstand reduzieren: Reduzieren Sie nach Möglichkeit die Anzahl der Anschlüsse, Bögen oder Ventile in der Saugleitung. Reduzieren Sie die Länge auf ein Minimum.
- Überprüfung: Nach Abschluss der Arbeiten starten Sie das System und messen das Vakuum erneut. Es sollte in den akzeptablen Bereich zurückkehren. Auf Geräusche und Vibrationen prüfen.
2. Korrektur eines niedrigen Flüssigkeitsstands im Tank:
- Stufenbewertung: Fahren Sie das System herunter (LOTO!). Überprüfen Sie den Flüssigkeitsstand an der Anzeige. Wenn es unter der Mindestmarke liegt.
- Auf der Suche nach Lecks: Überprüfen Sie das gesamte Hydrauliksystem auf äußere Lecks: Schläuche, Rohre, Armaturen, Dichtungen, Zylinder. Reparieren Sie Lecks, indem Sie beschädigte Komponenten austauschen oder Verbindungen festziehen.
- Nachfüllen der Flüssigkeit: Füllen Sie die Hydraulikflüssigkeit bis zum empfohlenen Füllstand auf (normalerweise 2/3 - 3/4 der Tankhöhe). Verwenden Sie nur die vom Hersteller empfohlene Flüssigkeit mit der entsprechenden Reinheitsklasse (Filtration mindestens 10 μm beim Abfüllen). Vermischen Sie keine verschiedenen Arten von Flüssigkeiten.
- Überprüfung: Starten Sie das System. Stellen Sie sicher, dass sich der Füllstand stabilisiert hat und sich über dem Saugstutzen keine Wirbeltrichter befinden. Überprüfen Sie, dass keine Kavitationsgeräusche auftreten.
3. Korrektur der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit:
- Temperatur messen: Messen Sie mit dem IR-Thermometer die Temperatur der Flüssigkeit. Wenn die Temperatur unter der empfohlenen Betriebstemperatur (<40°C) liegt, schalten Sie die Heizung ein oder lassen Sie das System im Leerlauf aufwärmen, bis die optimale Temperatur erreicht ist.
- Flüssigkeitsanalyse: Nehmen Sie eine Probe der Flüssigkeit und senden Sie sie zur kinematischen Viskosität bei 40 °C und 100 °C an das Labor. Vergleichen Sie die Ergebnisse mit der Spezifikation des Pumpenherstellers.
- Flüssigkeitsaustausch: Wenn die Analyse ergibt, dass die Viskosität der Flüssigkeit nicht den Anforderungen entspricht oder sich die Flüssigkeit verschlechtert hat (der Viskositätsindex ist verringert, der Gehalt an Wasser oder Verunreinigungen ist hoch), lassen Sie die alte Flüssigkeit vollständig ab, spülen Sie das System und füllen Sie sie mit einer neuen, vom Hersteller empfohlenen Flüssigkeit (Reinheitsklasse gemäß DSTU EN ISO 4406).
- Überprüfung: Messen Sie nach dem Austausch oder Erreichen der Betriebstemperatur das Vakuum am Pumpeneinlass. Es sollte innerhalb akzeptabler Grenzen liegen. Überprüfen Sie den stabilen Betrieb und das Fehlen von Kavitation.
4. Beseitigung der Luftansaugung:
- Sichtprüfung: Starten Sie das System und beobachten Sie die Flüssigkeit im Tank auf Blasen. Achten Sie besonders auf die Abdichtung der Pumpenwelle.
- Dichtigkeitsprüfung (ACHTUNG! PSA!): Schalten Sie das System aus (LOTO!). Ziehen Sie alle Schrauben an den Flanschverbindungen und Saugleitungsanschlüssen mit dem empfohlenen Drehmoment an. Starten Sie die Pumpe und tragen Sie vorsichtig eine Seifenlösung auf alle verdächtigen Verbindungen und Wellendichtungen auf. Das Auftreten von Schaum oder Blasen deutet auf eine Saugstelle hin.
- Austausch von Dichtungen und Komponenten: Wenn Undichtigkeiten festgestellt werden, ersetzen Sie beschädigte Dichtungen, Dichtungen (einschließlich Pumpenwellendichtungen), Schläuche oder Armaturen. Verwenden Sie hochwertige UNITEC-Komponenten, die den CE- und UkrSEPRO-Standards entsprechen.
- Überprüfung: Starten Sie das System. Überprüfen Sie den Tank auf Blasen und Kavitationsgeräusche.
5. Reparatur oder Austausch einer verschlissenen Pumpe:
- Effizienztest: Wenn das Problem durch alle vorherigen Schritte nicht behoben wurde, führen Sie einen volumetrischen Effizienztest der Pumpe durch. Verwenden Sie einen tragbaren Durchflussmesser, um den tatsächlichen Durchfluss zu messen. Vergleichen Sie ihn mit dem Nenndurchfluss der Pumpe bei dem angegebenen Druck. Ein volumetrischer Wirkungsgrad unter 70 % weist darauf hin, dass eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich ist.
- Demontage (LOTO!): System abschalten, LOTO bereitstellen, Druck entlasten. Trennen Sie die Pumpe vom Hydrauliksystem und fahren Sie.
- Defektierung: Führen Sie eine vollständige Defektierung der Pumpe durch. Überprüfen Sie die Arbeitselemente (Zahnräder, Messer, Kolben, Zylinder, Endplatten) auf Verschleiß, Kratzer und Erosion. Abstände mit Fühlern prüfen.
- Reparatur/Austausch: Wenn der Verschleiß erheblich ist, ersetzen Sie die Pumpe durch eine neue oder überholen Sie sie mit Original-Reparatursätzen von UNITEC. Achten Sie auf die richtige Zentrierung der Pumpe zum Antriebsmotor (tolerierbare Abweichung <0,05 mm).
- Überprüfung: Füllen Sie die neue/überholte Pumpe nach der Installation mit Flüssigkeit. Starten Sie das System, prüfen Sie, ob Kavitation vorliegt, der Druck normal ist und die Leistung gewährleistet ist. Führen Sie einen Effizienztest durch.
9. Vorsichtsmaßnahmen
Vorbeugung ist der wirksamste Weg, Kavitation zu vermeiden und die Langlebigkeit des Hydrauliksystems sicherzustellen.
| Die Grundursache | Präventionsstrategie | Überwachungsmethode | Empfohlenes Intervall |
|---|---|---|---|
| Einreisebeschränkungen | Regelmäßige Inspektion und Austausch des Saugfilters/-netzes. Verwendung von Filtern mit geeigneter Filterfläche und Mikronzahl. Entwerfen einer Saugleitung mit minimalem Widerstand. | Sichtprüfung des Filters. Druckabfallkontrolle am Filter. Vakuum am Pumpeneingang messen. | Monatlich (Filter), vierteljährlich (Verdünnung). |
| Niedriger Flüssigkeitsstand | Regelmäßige Kontrolle des Flüssigkeitsstandes. Sofortige Beseitigung eventueller Undichtigkeiten. Korrektes Auffüllen der Flüssigkeit bis zum empfohlenen Füllstand. | Visuelle Kontrolle über die Füllstandsanzeige. Wöchentliche Lecküberprüfung. | Täglich (Stufe), wöchentlich (Quellen). |
| Die Flüssigkeitsviskosität ist zu hoch | Verwenden Sie vom Hersteller empfohlene Hydraulikflüssigkeit mit der richtigen Viskositätsklasse (ISO VG) und dem richtigen Betriebstemperaturbereich. Sicherstellung des Betriebs des Flüssigkeitsheizsystems bei kaltem Wetter. | Kontrolle der Arbeitstemperatur der Flüssigkeit. Laboranalyse der Flüssigkeit auf Viskosität. | Täglich (Temperatur), jährlich (Flüssigkeitsanalyse). |
| Luftansaugung | Regelmäßige Überprüfung der Dichtheit aller Anschlüsse der Saugleitung. Rechtzeitiger Austausch von Pumpenwellendichtungen und beschädigten Schläuchen/Rohrleitungen. | Sichtprüfung (Blasen im Tank). Überprüfen Sie die Anschlüsse auf „Schwitzen“ oder Undichtigkeiten. | Monatlich. |
| Interner Verschleiß der Pumpe | Aufrechterhaltung der Sauberkeit der Hydraulikflüssigkeit (DSTU EN ISO 4406). Verwendung einer Flüssigkeit mit optimalen Schmiereigenschaften. Regelmäßige Überwachung des Pumpenzustands (Vibration, Lärm, Temperatur). | Flüssigkeitsanalyse auf Verschleißpartikel (Metalle). Test des volumetrischen Wirkungsgrads der Pumpe. Vibrations- und Akustiküberwachung. | Jährlich (Analyse), vierteljährlich (Wirkungsgrad, Vibration/Lärm). |
10. Ersatzteile und Komponenten
Für eine schnelle und effektive Kavitationsbeseitigung ist es wichtig, die passenden Ersatzteile zur Hand zu haben. Die UNITEC-D GmbH bietet ein breites Sortiment hochwertiger Hydraulikkomponenten mit CE- und UkrSEPRO-Zertifizierung.
| Beschreibung des Teils | Spezifikation | Wann ersetzen? | Kategorie UNITEC |
|---|---|---|---|
| Saugfilter / Gitter | Mikronzahl 100–150 Mikron, Material (Edelstahl, Kunststoff). Konformität mit ISO 16889. | Je nach Verschmutzungsanzeige oder geplanter Wartung (alle 1000–2000 Stunden). Mit erheblicher Verdünnung. | Filterelemente und Gehäuse |
| Pumpenwellendichtung | Material (NBR, FKM), Größe. Beständigkeit gegen Hydraulikflüssigkeit und Temperatur. | Wenn Flüssigkeits-/Luftlecks entlang der Pumpenwelle festgestellt werden. Bei der Überholung der Pumpe. | Dichtungselemente |
| Hydraulikschläuche | Druck (bar), Innendurchmesser (mm), Material, Länge. Übereinstimmung mit EN 853, EN 857. | Wenn Risse, Knicke, Delamination, „Schwitzen“ oder Undichtigkeiten festgestellt werden. | Schläuche und Armaturen |
| Armaturen und Adapter | Gewindetyp (metrisch, BSP), Material (Stahl, Edelstahl). Konformität mit ISO 8434. | Bei Gewindeschäden, Verformungen, Undichtigkeiten. | Schläuche und Armaturen |
| Hydraulikflüssigkeit | Typ (HLP, HVLP), Viskositätsklasse (ISO VG), Hersteller. Einhaltung der DSTU EN ISO 3498. | Gemäß den Ergebnissen der geplanten Wartung oder Flüssigkeitsanalyse (alle 2000–4000 Stunden). Wenn sich die Eigenschaften verschlechtern. | Hydraulikflüssigkeiten |
| Pumpenreparatursatz | Originalsatz für ein bestimmtes Pumpenmodell (Dichtungen, Lager, Platten, Zahnräder/Schaufeln). | Bei innerem Verschleiß der Pumpe, bestätigt durch Mängel. | Reparatursätze für Pumpen |
Um die benötigten Ersatzteile zu bestellen und auszuwählen, besuchen Sie bitte unseren elektronischen Katalog: www.unitecd.com/e-catalog/
11. Links
- DSTU EN ISO 4406: Hydraulische Energie der Flüssigkeit. Flüssigkeiten Die Methode zur Kodierung des Verschmutzungsgrads durch feste Partikel.
- DSTU ISO 2901: Hydraulikpumpen und -motoren. Parameter und Betriebseigenschaften.
- DSTU EN ISO 3498: Hydrauliksysteme. Anforderungen an Hydraulikflüssigkeiten.
- ISO 10816-1: Mechanische Vibration. Bewertung von Maschinenschwingungen anhand der Ergebnisse von Messungen an stationären Teilen. Allgemeine Hinweise.
- EN 837-1: Manometer. Teil 1: Federmanometer.
- DSTU EN 61672-1: Elektroakustik. Schallmesser. Teil 1: Technische Anforderungen.
- Betriebs- und Wartungshandbücher für OEM-Geräte (Original Equipment Manufacturer).
- UNITEC-D GmbH. Weitere Handbücher zur Wartung hydraulischer Systeme.