Tính tương thích của dầu thuỷ lực

 “Thiết bị ” của Mike Vorster trong tạp chí “Case for a Fluids Czar”, cho thấy việc quản lý chất lỏng cho các máy móc tiên tiến hiện nay có thể yêu cầu một số đơn vị thực hiện nhiệm vụ đó. có kinh nghiệm, hiểu biết cá nhân. Một người quản lý máy gần đây đã trả lời, đồng ý với Vorster và cũng nói rằng, theo ý kiến ​​của ông, các công thức thủy lực có thể trở thành một thách thức khác liên quan đến chất lỏng (cùng với những người khác). 

Về cơ bản, người quản lý đã nói với chúng tôi rằng một vấn đề mà anh ta nhìn thấy trước khi xem xét các máy mới là các loại máy khác nhau - ngay cả những máy từ cùng một nhà sản xuất trong một số trường hợp - có thể sử dụng chất lỏng thủy lực không tương thích, một số công thức có phụ gia kẽm. sử dụng các công thức không chứa kẽm. Khi anh ta hỏi những người hiểu biết liệu những chất lỏng này có thể trộn lẫn hay không, một số nói có, những người khác nói hoàn toàn không. Anh ta có quan điểm rằng "một lĩnh vực mới của thông tin mâu thuẫn và nhầm lẫn là chúng ta."

Mối quan tâm chính của người quản lý là tránh làm hại cho các hệ thống thủy lực bằng cách trộn các chất lỏng không tương thích - nhưng ông cũng lo ngại về tình hình hoạt động chống lại các thương hiệu thiết bị và chất lỏng tiêu chuẩn vì lợi ích hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

“Khi khách hàng tiềm năng trong tổ chức trộn chất lỏng thủy lực không tương thích và gây hao mòn và nhiệt dư thừa trong một hệ thống, những lo ngại của tôi về  máy và quản lý chất bôi trơn tăng theo cấp số nhân.”

Larry Ludwig, giám đốc hóa học / kỹ thuật của Schaeffer Oil, nhà sản xuất dầu động cơ tổng hợp, chất lỏng thủy lực và phụ gia nhiên liệu diesel, tổng hợp thách thức đối với các nhà quản lý đội tàu đối phó với vấn đề kẽm-kẽm. "Cố gắng để có được một chất lỏng để làm việc trên bảng là khó khăn."

Vấn đề được xác định

Tuy nhiên, khó khăn đó vượt xa vấn đề kẽm / không-kẽm, và áp dụng cho chất lỏng thủy lực nói chung, Dan Holdmeyer, giám đốc thương hiệu công nghiệp và làm mát tại Chevron nói. “Luôn luôn kiểm tra khả năng tương thích của chất lỏng khi chuyển đổi hoặc đứng đầu. Hai chất lỏng chứa kẽm có thể không tương thích, vì có thể có hai chất lỏng không chứa kẽm. Chúng tôi đã tìm thấy chất lỏng thủy lực không tro, không chứa kẽm của Chevron để tương thích với chất lỏng thủy lực chứa kẽm cụ thể — nhưng điều đó không có nghĩa là chúng tương thích với tất cả các chất lỏng. ”

Tiến sĩ Kenneth Chao, kỹ sư nhân viên cao cấp, chất bôi trơn, cho nhóm kỹ thuật vật liệu của John Deere, cũng có cùng ý kiến. “Các chất lỏng dựa trên kẽm khác nhau có thể không tương thích, vì có thể có các chất lỏng không chứa kẽm khác nhau, nếu các hóa chất của chúng không giống nhau. Mặt khác, các sản phẩm trong cùng một gia đình hóa học, cho dù là kẽm hoặc không chứa kẽm, có thể tương thích. ”

"Khả năng tương thích" thường có nghĩa là hai chất lỏng có thể được trộn lẫn với nhau mà không tạo thành các sản phẩm phụ có hại cho hệ thống - và các gói phụ gia trong chất lỏng hỗn hợp sẽ không bị pha loãng bởi hóa chất của nhau và quá yếu để thực hiện các chức năng của chúng.

 "Khả năng tương thích phụ thuộc vào hóa học chất lỏng", Ludwig nói. “Bạn có thể chọn một gói phụ gia từ một nhà cung cấp phụ gia có hóa chất loại kẽm ổn định sao cho nó có thể được trộn với chất lỏng không chứa kẽm. Hầu hết các nhà cung cấp chất lỏng cố gắng chọn một gói phụ gia tương thích trên bảng — nhưng người quản lý hạm đội không biết ai đang sử dụng cái gì. ”

Một hậu quả tiềm năng của sự không tương thích, Ludwig nói, là sự hình thành một kết tủa giống như gel có thể cắm các bộ lọc và dẫn đến dòng chảy thủy lực bị giảm đi.

Nicolas Huber, kỹ sư vật liệu cao cấp thuộc nhóm kỹ sư vật liệu gốc của John Deere, đã nêu ra một sự cân nhắc khác. “Chúng ta cũng phải phân biệt giữa vấn đề tương thích chất lỏng và vấn đề liệu một chất lỏng cụ thể có thể chấp nhận được để sử dụng trong một hệ thống hoặc ứng dụng cụ thể hay không. Đây là hai đôi giày khác nhau. Trong một số trường hợp, [việc lựa chọn chất lỏng] là một câu hỏi về các thành phần trong một hệ thống mạnh mẽ như thế nào - và làm cách nào các thành phần này tương tác với nhau. "

Các nhà sản xuất thiết bị Nhật Bản thường ủng hộ các công thức không chứa kẽm, Chao nói, cả về lo ngại về môi trường (kẽm là kim loại nặng có liên quan đến độc tính thủy sinh) và củng cố điểm Huber về tính phù hợp của chất lỏng. thúc đẩy sự ăn mòn kim loại màu vàng (đồng, đồng, đồng) trong một số hệ thống của chúng.

“Một số thiết kế [hệ thống thủy lực] dễ bị ăn mòn kim loại màu vàng hơn các thiết kế khác”, Chao nói. “Kim loại màu vàng có thể hoạt động như một chất xúc tác và phản ứng. Đó là một vấn đề liên quan đến thiết kế. ”

Ludwig của Schaeffer Oil phỏng đoán rằng dòng thiết bị Nhật Bản ở đây đã nâng cao nhận thức về vấn đề kẽm / kẽm, nhưng ông nhắc nhở các chủ máy rằng chất lỏng thủy lực có khả năng phân hủy sinh học thân thiện với môi trường luôn không có kẽm.

Hóa học cơ bản / thiết kế hệ thống

Chất chống oxy hóa và chống oxy hóa tuyệt vời của kẽm dialkyl dithio photphat, hoặc ZDDPs, từ lâu đã làm cho các hợp chất này chủ yếu phụ gia trong chất lỏng thủy lực. Theo các nhà hóa học, ba hợp chất ZDDP cơ bản có thể được sử dụng trong chất lỏng thủy lực, mỗi chất có tính chất đặc biệt góp phần vào tính chất tổng thể của chất lỏng, cho dù chịu mài mòn, ổn định nhiệt hoặc ổn định thủy phân (kháng phân hủy hóa học khi có nước). )

Nếu không sử dụng ZDDP, một thay thế phổ biến là tricresyl phosphate thân thiện với môi trường hơn (TCP).

Hệ thống thủy lực di động nói chung đã trở nên ngày càng "mạnh mẽ" - sử dụng thuật ngữ được áp dụng cho các hệ thống được thiết kế để kéo thêm sức mạnh từ các hệ thống nhỏ hơn. Trong một số biện pháp, sự cần thiết phải kiểm soát khí thải thải đã đẩy nhanh chuyển động này sang các hệ thống thủy lực dày đặc; phần cứng sau khi xử lý cồng kềnh thường chiếm không gian có giá trị dưới mui xe, và các nhà sản xuất máy đã kêu gọi các nhà cung cấp thành phần thủy lực bảo tồn không gian.

Và họ có. Trong nhiều trường hợp, máy bơm và động cơ thủy lực nhỏ hơn, nhưng chạy ở áp suất cao hơn nhiều (theo lý thuyết, áp suất gấp đôi cho phép dịch chuyển được giảm đi một nửa). Các gói van và xylanh có thể nhỏ hơn, như các bình chứa chất lỏng.

Tuy nhiên, các bể nhỏ hơn có nghĩa là lượng chất lỏng giảm phải hoạt động mạnh hơn bằng cách lưu thông nhanh hơn, giảm thời gian lưu của chất lỏng trong bể để làm mát, cho phép nước và chất gây ô nhiễm lắng xuống, và cho không khí bị cuốn trôi. Hệ quả là các hệ thống có thể chạy nóng hơn và dễ bị mất độ nhớt và quá trình oxy hóa, làm giảm chất lỏng và tạo ra bùn.

Một bài báo kỹ thuật được công bố bởi Hiệp hội kỹ sư ô tô (SAE), “Sự phát triển của dầu thủy lực chống mài mòn không chứa kẽm: Tăng gấp đôi tuổi thọ dịch vụ hữu ích” (số 982000, ngày 14/9/98), nói rằng sự phát triển của “ hệ thống thủy lực ngày càng nhỏ gọn sử dụng máy bơm áp suất cao (> 300 kg / cm 2 ) (4.200 psi) đã dẫn đến nhiệt độ hoạt động (> 250C) (482F) đã được chứng minh là làm giảm nhiệt độ ZDDP thành bùn không hòa tan. ” nguồn cho quan sát này là Y. Matsuyama và M. Takesue, Tạp chí TriBio của Idemitsu (No.22-1996) Trang 1345-6.

Bài báo “ghi lại sự phát triển của dầu thủy lực không phải ZDDP AW [chống mài mòn], và đánh giá hiệu suất của nó liên quan đến dầu ZDDP,” kết luận rằng công thức không chứa kẽm “làm giảm bùn từ 85 đến 99,5%, giữ được độ nhớt nhiều hơn , giảm hao mòn kim loại từ 04-06% và kéo dài tuổi thọ sử dụng hữu ích lên ít nhất hai lần so với dầu thủy lực dựa trên ZDDP. ”

Ngoài việc nói rằng chất lỏng không chứa kẽm sử dụng tác nhân chống ăn mòn phốt pho / lưu huỳnh và chất ức chế oxy hóa “phenyl amin”, và nó được tạo ra từ một kho chứa gốc thủy lực bị nứt (được coi là “tổng hợp” trong một số khu vực của thế giới), các nhà điều tra đã chặt chẽ về công thức chính xác. Mặc dù không có ai nghi ngờ kết luận của bài báo, nhưng người ta có thể giả định rằng kết quả là công thức không chứa kẽm là sự lựa chọn duy nhất cho hệ thống thủy lực mạnh mẽ ngày nay và tốt hơn mọi cách so với những phụ gia có chất kẽm.

Huber có vấn đề với bất kỳ giả định chung nào như vậy. “Một số người sẽ nói rằng không có kẽm là tương lai và dựa trên kẽm là quá khứ. Đo không phải sự thật; trong thập kỷ tới, công nghệ kẽm và kẽm tự do sẽ tồn tại song song. Câu hỏi luôn là, 'chất lỏng nào phù hợp nhất với ứng dụng.' ”

Huber và đồng nghiệp của ông Chao nói rằng công thức không chứa kẽm nên được coi là một công cụ khác trong hộp công cụ của nhà thiết kế hệ thống thủy lực. “Với công nghệ không có kẽm mới,” Huber nói, “các nhà thiết kế đã thêm các công cụ để giải quyết các vấn đề liên quan đến các ứng dụng cụ thể”.

Huber quan sát thêm. “Một số người cho rằng tuổi thọ của một công thức không chứa kẽm là lâu hơn do nó không chứa kẽm. Thực tế là, tuy nhiên, chất lỏng có tuổi thọ lâu hơn là những chất có sử dụng nhiều chất nền cao cấp hoặc tổng hợp, mà nhiều công thức không chứa kẽm sử dụng. Cuộc sống lâu hơn không đến từ các chất phụ gia không chứa kẽm, mà là từ dầu gốc. ”

Cân nhắc lựa chọn chất lỏng

“Tôi có thể hiểu được tình thế tiến thoái lưỡng nan khi một chủ sở hữu thiết bị có một hạm đội hỗn hợp, với một nhà sản xuất kêu gọi một chất lỏng, và một nhà sản xuất khác gọi cho một chất lỏng khác,” Huber nói. "Thực hành tốt nhất, tất nhiên, là tuân theo khuyến nghị của mỗi nhà sản xuất, nhưng nếu giảm số lượng chất lỏng là mục tiêu, thì để tránh sự không tương thích về chất lỏng, hệ thống không chỉ được tháo ra mà còn xả - trong một số trường hợp, nhiều lần - để giảm thiểu nồng độ chất lỏng cũ. "

Ludwig Schaeffer Oil cho biết thêm rằng những suy nghĩ về việc chuyển đổi chất lỏng phải thận trọng để đảm bảo rằng các yêu cầu về độ nhớt của hệ thống cụ thể được đáp ứng.

Jeffrey Bauer, kỹ sư nhân viên, xác minh sản phẩm thủy lực, John Deere Construction & Forestry, cho biết thêm một sự thận trọng khác. “Đối với những chủ sở hữu hạm đội nghĩ về việc chuyển đổi chất lỏng, độ bền của chất lỏng là một yếu tố quan trọng. Cho dù kẽm không chứa kẽm hay kẽm, điều quan trọng là thời gian bảo vệ chống mài mòn và chống oxy hóa của chất lỏng thay thế sẽ kéo dài trong một hệ thống cụ thể. ”

Jonathan Miller, giám đốc tiếp thị dòng sản phẩm, John Deere Merchandise, nói rằng nhà sản xuất máy biết câu trả lời cho câu hỏi về tuổi thọ của máy, bởi vì chất lỏng đó đã được nhà sản xuất lựa chọn và thử nghiệm cho máy thủy lực cụ thể đó thiết kế và ứng dụng hệ thống. Khoảng thời gian cống khuyến cáo, Miller nói, được xác định dựa trên thử nghiệm chất lỏng đã chọn.

Cũng cần lưu ý là các công thức thủy lực lỏng thay đổi rất nhiều trong chất lượng gốc và nội dung phụ gia cụ thể của chúng. Chất lỏng có thể từ những chất chứa phụ gia ức chế sự ăn mòn và quá trình oxy hóa, nhưng không có chất phụ gia chống mài mòn cụ thể, chất phụ gia chống mài mòn, chất tẩy rửa, chất phân tán nước và không khí và chỉ số độ nhớt chỉ thị duy trì độ nhớt trên nhiệt độ rộng các dãy. Lựa chọn phải phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị.

Vẫn còn câu hỏi

Người ta có thể đặt ra câu hỏi về sự cân bằng nào có thể được yêu cầu khi một nhà thiết kế hệ thống chỉ định chất lỏng dựa trên kẽm cho một máy cụ thể, chỉ để máy được đặt hàng với chất lỏng phân hủy sinh học do nhà sản xuất xử lý không có kẽm. Các nhà sản xuất rõ ràng là tự tin rằng các gói phụ gia trong hoặc chất lỏng ám bảo vệ đầy đủ.

Vì lợi ích của việc tiêu chuẩn hóa, liệu việc chuyển đổi có thể được thực hiện theo cách khác, thay thế một chất lỏng dựa trên kẽm không chứa kẽm? Một nhà sản xuất thiết bị dường như ngụ ý rằng khả năng, nói rằng "một hệ thống tuôn ra chất lỏng không chứa kẽm ở nhà máy là cần thiết trước khi sử dụng bất kỳ chất lỏng thủy lực chứa chất phụ gia chống mài mòn kẽm." Có thể giả định rằng nhà sản xuất đã xem xét các tác động đối với vàng bảo vệ -metal trong một số hệ thống nếu như một chuyển đổi được thực hiện? Đề nghị khoảng thời gian cống vẫn như cũ?

Các nhà hóa học nói rằng chất lỏng chứa kẽm cụ thể có thể hoàn toàn tương thích với các công thức không chứa kẽm cụ thể, không tạo ra các sản phẩm phụ có hại và không can thiệp vào gói phụ gia của nhau. Vì lợi ích của việc đơn giản hóa dịch vụ hậu cần cho các đội tàu với một số lượng lớn các hệ thống dựa trên kẽm, có thể sử dụng một chất lỏng dựa trên kẽm thích hợp để loại bỏ tất cả các hệ thống trong một hạm đội hỗn hợp?

Hoặc, xem xét việc đầu tư thiết bị trên đường dây trong bất kỳ hạm đội cỡ nào, tốt hơn là sử dụng chất lỏng được nhà sản xuất chỉ định cho từng máy cụ thể - mặc dù trong các hạm đội lớn, thợ lặn có thể cần một máy tính xách tay riêng biệt để giữ cho mọi thứ được sắp xếp ngoài?

Không có câu trả lời dứt khoát dường như sắp tới cho chủ sở hữu thiết bị cố gắng mang lại một số biện pháp chuẩn hóa cho các chương trình chất lỏng của họ. Chúng tôi để lại cho bạn với quan điểm của người quản lý hạm đội đáp ứng với cột Fluid Czar.

“Vấn đề về chất lỏng thủy lực dựa trên kẽm không chứa kẽm là một câu hỏi hóc búa ngày càng tăng. Để thực hiện một sự lựa chọn đầy đủ thông tin, một người quản lý hạm đội thực sự không có lựa chọn nào ngoại trừ nhận lời của OEM [Nhà sản xuất thiết bị gốc] rằng mọi thứ sẽ ổn nếu bạn sử dụng các sản phẩm dầu nhờn của họ. Có thể, do những tiến bộ kỹ thuật của sản phẩm và dầu nhờn đã được thiết kế đặc biệt cho họ, các OEM đã đóng cửa cửa cho người dùng cuối về việc cung cấp thông số kỹ thuật bôi trơn thay thế cho các mặt hàng đặc biệt? ”