Вода в гидравлическом масле

Почему вода и масло не смешиваются и что с этим делать. Если вы какое-то время работали с гидравлическим оборудованием, скорее всего, вы сталкивались с мутным маслом. Нефть становится мутной, когда она загрязнена водой выше уровня насыщения. Уровень насыщения — это количество воды, которое может раствориться в молекулярном составе масла, и обычно составляет от 200 до 300 частей на миллион при 20°C для минерального гидравлического масла.

Вода в гидравлической жидкости:

• истощает запасы некоторых присадок и вступает в реакцию с другими, образуя коррозионные побочные продукты, которые разрушают некоторые металлы
• снижает фильтруемость и засоряет фильтры
• увеличивает способность захвата воздуха
• повышает вероятность возникновения кавитации
• уменьшает масляную пленку — уменьшает прочность, которая делает критические поверхности уязвимыми для коррозии и износа

Если это недостаточно убедительно, концентрация воды 500 ppm и выше достаточна для возникновения микробиологического загрязнения (МБК), при условии, что также присутствуют следующие условия:
• Пищевые продукты: нефть легко поставляет углерод, азот и фосфор.
• Кислород: воздух обычно присутствует в гидравлическом масле в количестве от 7% до 10% по объему.
• Умеренные температуры: Оптимальный рост бактерий происходит при температуре от 24°C до 49°C .
• Темный, застойный или слабый поток: Гидравлический резервуар обеспечивает отличные условия для размножения.
• Взвешенные частицы: они помогают при первоначальной транспортировке и колонизации.

Измерение и удаление воды

Так как же узнать, сколько воды в гидравлическом масле? Стандартным лабораторным тестом для точного определения содержания воды в минеральных маслах является объемный реагентный метод Карла Фишера, также известный как тест Карла Фишера. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) иногда упоминается как метод измерения концентрации воды в нефти. Однако FTIR эффективен только для определения концентрации воды выше 1000 частей на миллион. Это означает, что если вы серьезно относитесь к мониторингу и контролю концентрации воды на низких уровнях, содержание воды по методу Карла Фишера должно быть указано в таблице результатов анализа масла.

Учитывая негативное влияние загрязнения водой на долговечность и надежность гидравлической системы, если масло в вашей гидравлической машине действительно содержит воду в высокой концентрации, какие у вас есть варианты? В случае систем с небольшим объемом масла замена масла может оказаться наиболее экономичным решением. Для систем, содержащих большие объемы масла, фильтры для удаления воды лучше всего подходят для удаления небольшого количества воды.

Существует два типа фильтров для удаления воды: коалесцирующие и полимерные. Коалесцирующие фильтры работают, пропуская масло через плотный мат из неорганических волокон. Волокна разрывают масляную пленку, что позволяет неэмульгированной (свободной) воде прилипать к волокнам и удерживаться ими, в то время как масло проходит сквозь них. Когда капли воды накапливаются в фильтрующем мате, они сливаются в более крупные капли; они стекают по волокнам в коллектор, который периодически осушается.

Полимерные фильтры пропитаны химическими веществами (полимерами), обладающими сильным сродством к воде. Они могут быть абсорбционными, когда свободная и эмульгированная вода в масле становится частью химической структуры фильтра, или адсорбционными, когда вода удерживается элементом, не становясь частью его химической структуры. Поглощающие фильтры предпочтительнее, потому что они постоянно задерживают воду. С другой стороны, адсорбционные фильтры при определенных условиях имеют тенденцию выделять захваченную воду. Полимерные фильтры доступны в тех же конфигурациях, что и фильтры твердых частиц. Обратите внимание, что ни коалесцирующие, ни полимерные фильтры не удаляют растворенную воду — воду, растворенную в молекулярной структуре масла — ниже ее точки насыщения.

Вакуумная перегонка использует комбинацию тепла и вакуума. Вода кипит при 56°C  при частичном вакууме 846 мбар (25 дюймов ртутного столба). Это позволяет удалять воду при температуре, которая не повреждает масло или его присадки.

Осушение свободного пространства является еще одним методом снижения концентрации воды в гидравлическом масле. Он включает циркуляцию и осушение воздуха в свободном пространстве резервуара. Вода в масле мигрирует в сухой воздух в свободном пространстве и в конечном итоге удаляется осушителем. Промывка свободного пространства похожа на осушение свободного пространства; разница заключается в том, что вместо циркуляции воздуха в надпорном пространстве резервуара через осушитель по замкнутому контуру, небольшой (4-5 кубических футов в минуту) поток очень сухого сжатого воздуха (точка росы -40°C) продувается через надповерхностное пространство. в разомкнутой цепи. Здесь, опять же, вода мигрирует из нефти в сухой воздух, проходящий через свободное пространство резервуара.

Другой вариант промывки свободного пространства включает установку гигроскопического сапуна на резервуаре (он уже должен быть там, если вы серьезно относитесь к контролю загрязнения воды) и подключение вакуумного насоса к свободному пространству. Для этого требуется запасной порт в верхней части резервуара, в идеале как можно дальше от сапуна. Прелесть этого варианта в его простоте — он не требует источника чистого сухого сжатого воздуха.

Исключение дешевле удаления

Как и при всех других формах загрязнения, предотвращение проникновения воды обходится дешевле, чем удаление ее из масла. Основным местом проникновения воды является верхнее пространство водохранилища. Слишком много гидравлических резервуаров оснащены сапунными крышками, которые неэффективны для предотвращения попадания влаги (и частиц) в резервуар при изменении объема масла в результате теплового расширения и сжатия или при срабатывании цилиндров.

Три бутыли для образцов содержат гидравлическую жидкость с различной концентрацией воды. Образец слева практически не содержит воды. Образец в середине содержит эмульгированную воду, что придает ему молочный вид. Образец справа содержит платную воду, которую можно увидеть на дне бутылки.

Замена этих низкокачественных сапунов на гигроскопические сапуны устранит проникновение влаги и частиц через вентиляционное отверстие резервуара. Эти воздухоотводчики обычно сочетают в себе тканый полиэфирный материал, фильтрующий частицы размером до 3 мкм, и осушитель на основе силикагеля для удаления паров воды из поступающего воздуха. Конечным результатом является уровень относительной влажности в свободном пространстве резервуара, который делает конденсацию маловероятной и, следовательно, уменьшает проникновение воды в нефть.

Чем суше, тем лучше

Главный вывод из всего этого? Следите за тем, чтобы гидравлическое масло вашей машины было как можно более сухим и, в идеале, ниже его точки насыщения. Как и в случае с двумя другими опасными загрязняющими веществами, теплом и частицами: чем меньше число, тем выше надежность ваших гидравлических машин в долгосрочной перспективе. Хотя это может быть не подходящим или достижимым для каждой гидравлической машины, концентрация воды 100 частей на миллион или меньше является хорошей целью