Diagnose en eliminatie van oververhitting van hydraulische systemen: analyse van storingen, thermische beeldcontrole en inspectie van koelcircuits

1. Beschrijving van het probleem en toepassingsgebied

Oververhitting van het hydraulische systeem is een kritieke storing van industriële apparatuur, wat leidt tot verlies van viscositeit van de werkvloeistof, vernietiging van afdichtingen, cavitatie van pompen en voortijdige slijtage van precisieassemblages. Deze handleiding heeft betrekking op stationaire en mobiele hydraulische systemen van persen, gieterijmachines, metaalbewerkingsdraaibanken met CNC, mijnbouw- en hef- en transportapparatuur van Oekraïense industriële ondernemingen.

Ernstclassificatie:

• Kritiek (Klasse A): De olietemperatuur in de tank is hoger dan 70 °C (of meer dan 20 °C boven de berekende bedrijfstemperatuur). Vereist onmiddellijke uitschakeling van de apparatuur vanwege het risico op catastrofale defecten aan componenten.
• Belangrijk (Klasse B): Temperatuur tussen 60 en 70 °C. De apparatuur kan een beperkte tijd werken, maar tijdens de dienst is diagnostiek vereist.
• Minder (Klasse C): Temperatuurstijging tot 55–60 °C bij piekbelasting. Een geplande controle van filters en warmtewisselaars is noodzakelijk.

2. Veiligheidsmaatregelen

VEILIGHEIDSWAARSCHUWING: Diagnostische en reparatiewerkzaamheden aan hydraulische systemen moeten worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel in overeenstemming met de arbeidsgezondheids- en veiligheidsvoorschriften in overeenstemming met NPAOP 0.00-1.81-18 en de vereisten van EN ISO 4413 (Vloeistofhydrauliek. Algemene regels en veiligheidseisen voor systemen).

STROOMVERTRAGING EN LOTO: Voordat u met het verbreken van de lijn begint, voert u een Lockout/Tagout-procedure (LOTO) uit: schakel de hoofdschakelaar van het pompstation uit, hang deze op slot en plaats een waarschuwingsbord. Reset de restdruk in het systeem naar 0 bar met behulp van manometers of speciale aftapkranen. Blokkeer mechanisch bewegende delen van cilinders en actuatoren tegen ongeoorloofde beweging door zwaartekracht of restenergie.

PERSOONLIJKE BESCHERMINGSUITRUSTING (PBM): Zorg ervoor dat u een veiligheidsbril (EN 166), beschermende handschoenen voor het werken met hete oppervlakken en olieproducten, een oliebestendige overall en beschermende schoenen met metalen neuzen gebruikt.

RISICO OP BRANDWONDEN: De werkvloeistof en componenten van het hydrostation (hydropompen, pijpleidingen, warmtewisselaars) kunnen tijdens oververhitting een temperatuur bereiken van 85 °C of hoger. Controleer vóór contact met oppervlakken de temperatuur ervan op een contactloze manier.

3. Noodzakelijke diagnostische hulpmiddelen

4. Controlelijst voor initiële conditiebeoordeling

Vul deze checklist ONMIDDELLIJK VOORDAT u met de diepgaande diagnose begint. Alle parameters moeten worden vastgelegd in het onderhoudslogboek.

5. Systematisch blokdiagram van diagnostiek

1. Stap 1: Schat de algehele thermische balans en lokaliseer de warmtebron
   • Gebruik een warmtebeeldcamera om het gehele hydraulische systeem te scannen tijdens de werklast.
     • ALS de maximale temperatuur wordt waargenomen op het hydropomphuis → CHECK STAP 2 (Pomp en interne lekkages).
     • ALS de hoogste hitte wordt geregistreerd bij de veiligheids- of omloopkleppen/smoorkleppen → CHECK STAP 3 (Hydraulische steunen en drukinstellingen).
     • ALS de hele leiding heet is en de temperatuur bij de inlaat naar de koeler hoog is, maar de uitlaat niet daalt → CHECK STAP 4 (koelcircuit en warmtewisselaar).
     • ALS de verwarming gelijkmatig is over het hele tankvolume, zonder lokale vlekken → CHECK STAP 5 (Tankvolume, olieviscositeit en continue smering).
2. Stap 2: Diagnose van de hydraulische pomp en aandrijfmotor
   • Meet de werkelijke pompopbrengst met een draagbare debietmeter en vergelijk deze met de nominale specificatie bij werkdruk.
     • ALS de toevoerdaling > 15-20% is bij nominale druk → Oorzaak: Slijtage van de pompeenheid (plunjers, verdelerring van de axiale zuigerpomp) of overmatige interne afvoerlekken.
     • ALS de afvoerleiding van de pomp een temperatuur heeft van meer dan 75 °C of het volume van de afvoer groter is dan 5-10% van de toevoer → Oorzaak: Vernieling van de lagers of slijtage van de afdichtingen van de zuigergroep.
3. Stap 3: Klephardware en bypass-modi controleren
   • Voer stuurdrukmetingen uit in de drukleiding tijdens inactiviteit en onder belasting.
     • ALS de stationaire druk meer is dan 15-20 bar (met losschema) → Reden: Overmatige weerstand van de afvoerleiding, verstopt fijnfilter of onvolledige opening van de losklep.
     • ALS de warmtebeeldcamera een plaatselijk plekje op de veiligheidsklep laat zien → Reden: De klep "vreet" voortdurend een deel van de stroom naar de afvoer op als gevolg van voortijdig openen of ophangen van de spoel.
4. Stap 4: Analyse van de efficiëntie van het koelsysteem
   • Meet de temperatuur van het koelmedium (water of lucht) bij de inlaat en uitlaat van de warmtewisselaar.
     • IF voor temperatuurverschil waterkoeler $\Delta T_{water} < 3 ext{ }^\circ ext{C}$ → Reden: Onvoldoende stroom koelwater of kalkaanslag op warmtewisselaarbuizen (chemisch spoelen vereist).
     • ALS bij een luchtkoeler de radiator verstopt is met stof, vuil of spaanders en de rotatiesnelheid van de ventilator normaal is → Reden: Het rendement van de lamellen is met > 40% verminderd.

6. Matrix "Symptoom - Oorzaak"

7. Gedetailleerde analyse van de grondoorzaken

7.1. Overmatige interne lekkages in hydraulische pompen en hydraulische motoren

Waarom dit gebeurt: Na verloop van tijd vergroot de schurende slijtage van de werkoppervlakken (plunjers in het cilinderblok, verdeleruiteinden, tandwielen in externe aangrijpingen) de openingen in de wrijvingsparen van nominaal 5–15 μm naar 40–60 μm. Volgens de wet van Poiseuille is de stroom door de opening evenredig met de derde macht van de breedte ervan. Olie onder hoge druk begint vanuit de hogedrukzone in de afvoerholte te stromen.

Hoe u dit kunt bevestigen: Sluit een debietmeter aan op de afvoerleiding van de pomp. Als het afvoervolume bij inactiviteit > 2% van de nominale toevoer bedraagt ​​en onder belasting > 8-10% bereikt, is de oorzaak bevestigd. De warmtebeeldcamera toont lokaal een hete ring op het pomphuis in de buurt van de afvoerfitting.

Gevolgen: de drukenergie wordt volledig omgezet in warmte-energie zonder enig nuttig werk te doen. De temperatuur van de olie stijgt exponentieel, de viscositeit daalt tot onder de minimaal toegestane waarde van 10 cSt, wat leidt tot vastlopen van de pomp.

7.2. Verkeerde keuze van de viscositeit van de werkvloeistof (ISO VG)

Waarom dit gebeurt: Het gebruik van olie met een te lage viscositeitsindex of een ongepaste ISO VG-klasse (bijvoorbeeld ISO VG 32 in plaats van de aanbevolen ISO VG 46 of 68 voor werk bij hoge omgevingstemperaturen in werkplaatsen van Oekraïense bedrijven) leidt tot een afname van de dikte van de oliefilm.

Hoe u dit kunt bevestigen: neem een ​​oliemonster en voer een laboratoriumanalyse uit of meet de kinematische viscositeit met een draagbare viscometer bij bedrijfstemperatuur. Vergelijk met ISO 3448 standaardvereisten en hydraulische OEM-aanbevelingen.

Gevolgen: een afname van de gladheid veroorzaakt extreme wrijving in glijdende paren, intense warmteontwikkeling en versnelde vernietiging van knooppunten.

7.3. Stromingsbeperking en constante bypass via veiligheidskleppen

Waarom dit gebeurt: Hydraulische energie ($P imes Q$) wordt bij smoren of drukontlasting via een veiligheidsklep direct omgezet in warmte. Als de apparatuur in een zodanige cyclus wordt gezet dat de pomp op volle capaciteit draait tegen gesloten smoorkleppen, of als de ontlastklep gedurende meer dan 15-20% van de totale cyclustijd wordt geactiveerd, zal het systeem onvermijdelijk oververhitten.

Hoe bevestigen: Gebruik een meerkanaals datalogger (datalogger) om tegelijkertijd de druk in de drukleiding en het stroomverbruik van de elektromotor van de pomp te registreren. Vergelijk de grafieken met de bedrijfscyclus van de actuatoren.

Gevolgen: Thermische afbraak van olie (oxidatie, vorming van lakachtige afzettingen op klepspoelen, wat leidt tot bevriezing ervan).

8. Stapsgewijze herstelprocedures

1. Procedure 8.1: Vervanging en afstelling van de ontlastklep
   1. Volg de veiligheidseisen en de LOTO-procedure volgens paragraaf 2 van deze handleiding.
   2. Demonteer een defecte of niet goed afgestelde veiligheidsklep van het patroon of plaattype (volgens ISO 6264).
   3. Maak de zitting schoon met een pluisvrije doek en oplosmiddel. Controleer op bramen en sporen van cavitatie-erosie.
   4. Installeer een nieuwe afdichtingsset (NBR of FKM, afhankelijk van het type werkvloeistof).
   5. Installeer de klep op de zitting en draai de montageschroeven gelijkmatig kruiselings vast met een momentsleutel tot het aanhaalmoment volgens de specificatie van de fabrikant (bijvoorbeeld voor een M10-schroefdraad, kwaliteit 10.9 - 73N·m).
   6. Sluit een digitale manometer aan op de afvoercontrolepoorten. Start het pompstation op stationair toerental, draai geleidelijk aan de stelschroef van de klep totdat de nominale werkdruk van het systeem is bereikt (bijvoorbeeld 160 bar ± 2 bar) en borg de borgmoer.
2. Procedure 8.2: Chemisch spoelen en onderhoud van de oliewarmtewisselaar
   1. Stop de hydraulische installatie, sluit de afsluiters op de olietoevoer- en afvoerleidingen naar de warmtewisselaar. Laat de druk ontsnappen en tap de resterende olie en water uit de circuits af.
   2. Sluit het mobiele chemische wasstation aan op de fittingen van de warmtewisselaar.

      Spoelparameter	Betekenis / Vereisten
      Reagens voor het verwijderen van kalkaanslag	Een zwakke oplossing van citroenzuuroplossing (5-8%) of een gecertificeerd industrieel reagens (bijv. Sokalan / Descaler)
      Oplossingstemperatuur	40 °C - 50 °C
      Circulatietijd	2-4 uur in omgekeerde modus
      Voltooiingscontrole	Meting van de drukval door de warmtewisselaar: $\Delta P < 0,3 ext{bar}$ bij nominaal debiet

   3. Spoel het circuit na het wassen grondig af met schoon water of een neutraliserende oplossing.
   4. Blaas de interne holtes uit met droge perslucht (druk niet hoger dan 4 bar) voordat u de stekker weer in het stopcontact steekt.
3. Procedure 8.3: De hydraulische olie verversen en de tank reinigen
   1. Tap de oude hete olie uit de hydraulische tank via de aftapkraan in een speciale container (verwijdering volgens de milieuvoorschriften van Oekraïne).
   2. Verwijder het inspectieluik van de hydraulische tank. Verwijder slib, bezinksel en metaalslijtageproducten van de bodem van de tank met behulp van pluisvrije doekjes en speciale magnetische vallen. Gebruik geen vodden die vezels achterlaten.
   3. Vervang de filterelementen op de zuigleiding (indien geïnstalleerd), drukleiding en afvoerfilter.
   4. Vul de tank met nieuwe verse olie van de juiste viscositeitsklasse (ISO VG 46 wordt aanbevolen voor de meeste stationaire werkplaatsomstandigheden in Oekraïne) via een filterstation (offline filtratie) met een filtratiefijnheid die niet slechter is dan β10(c) ≥ 200 (ISO 4406 zuiverheidsniveau niet hoger dan 18/16/13).
   5. Voer de systeemontluchtingsprocedure uit door de pomp langzaam stationair te starten met open luchtfittingen of gedeeltelijk aangedreven cilinderaansluitingen bij minimale druk.

9. Preventieve maatregelen

10. Reserveonderdelen en componenten

Als u originele Europese reserveonderdelen en hydraulische componenten vanuit het magazijn wilt bestellen of in Oekraïne wilt bestellen, gaat u naar de elektronische catalogus UNITEC-D.

11. Koppelingen

• DSTU NL ISO 4413:2014 — Vloeistofhydrauliek. Algemene veiligheidsregels en eisen voor systemen en hun componenten.
• ISO 3448:1992 — Industriële vloeibare smeermiddelen. ISO-viscositeitsklasse.
• ISO 4406:2021 — Vloeibare hydrauliek. De methode voor het coderen van het zuiverheidsniveau van vaste deeltjes in de werkvloeistof.
• NPAOP 0.00-1.81-18 — Regels voor arbeidsbescherming tijdens het gebruik van drukapparatuur.
• UNITEC-D Onderhoudshandleiding Ref. HG-HYD-04 — Diagnostiek van cavitatie en hydraulische schokken in industriële aandrijvingen.