Khi nào sử dụng chất lỏng thủy lực chống cháy đó là câu hỏi chung cho các bạn? Dầu nhớt cho các thiết bị công nghiệp có nhiệm vụ với nhiều chức năng khác nhau, bao gồm bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn, chuyển các chất gây ô nhiễm đến các bộ lọc hoặc tản nhiệt từ các cục nóng. Hầu hết các chất bôi trơn có các điều kiện cụ thể mà chúng có thể trở nên dễ cháy, chẳng hạn như khi xảy ra ngọn lửa, tia lửa hoặc các điều kiện bề mặt nóng.
Điều này chủ yếu bắt nguồn từ đặc tính dầu gốc của chất bôi trơn. Vì lý do này, các đặc tính chất bôi trơn cụ thể và điều kiện môi trường phải được hiểu và kiểm soát. Quan trọng hơn, chất bôi trơn phải được lựa chọn phù hợp với các đặc tính cần thiết để giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn. Đây là nơi chất bôi trơn được gọi là chất lỏng chống cháy được đưa vào sử dụng.
Môi trường yêu cầu chất lỏng chống cháy
Lửa luôn phải được xem xét khi thiết bị hoạt động với bộ phận được bôi trơn. Tuy nhiên, nguy cơ hỏa hoạn có thể cao nhất khi chất bôi trơn đang sử dụng có điểm chớp cháy kém và nguồn đánh lửa hoặc các bề mặt nóng ở gần đó.
Khi chất bôi trơn được điều áp, chẳng hạn như trong các đường thủy lực, có nguy cơ rò rỉ nhỏ và phun chất bôi trơn nhỏ vào không khí. Những rò rỉ này có thể là kết quả của lỗi linh kiện tại các điểm như khớp nối, ống bị mòn và vòng đệm, đặc biệt nếu hệ thống mới trải qua bảo dưỡng hoặc đã hoạt động trong một thời gian dài.
Khi xảy ra rò rỉ và phun chất lỏng, hệ thống trở nên dễ gặp các rủi ro liên quan đến hỏa hoạn hơn. Nếu các hệ thống điều áp này hoạt động trong khu vực có ngọn lửa trần hoặc gần thiết bị chạy ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong nhà máy thép, máy sấy trống hoặc lò nướng, một cơn bão hoàn hảo có thể dẫn đến hỏa hoạn thảm khốc.
Khả năng cháy ban đầu có thể bắt nguồn từ chất lỏng hoặc hơi do chất lỏng tạo ra. Trong những môi trường có nguy cơ cao này, chất lỏng bôi trơn được thiết kế và chỉ định để đáp ứng các tiêu chuẩn chống cháy.
Ví dụ về các ngành công nghiệp và thiết bị được khuyến nghị sử dụng các chất lỏng chống cháy này bao gồm đúc khuôn (máy ép, lò nung thiết bị di động và máy đúc khuôn); xưởng đúc (điều khiển lò, máy đúc và luyện kim); gia công kim loại (điều khiển lò, máy cán, máy hàn và thiết bị thủy lực); hoạt động rèn / đùn (máy ép và thiết bị di động); khai thác (băng tải, thiết bị ô tô và thiết bị khai thác liên tục); và các nhà máy điện (hệ thống điều khiển điện thủy lực và tua bin hơi / khí).
Các loại chất lỏng thủy lực
Các loại chất lỏng thủy lực được phân loại và xác định trong tiêu chuẩn ISO 6743-4: 2015. Những chất có đặc tính chống cháy, thường được gọi là chất lỏng thủy lực chống cháy (FRHF), được lồng trong tiêu chuẩn này và chia thành sáu loại: HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR và HFDU. Các chất lỏng thủy lực chống cháy này, cùng với các loại HFDS và HFDT, được hiển thị trong bảng bên phải.
Nhũ tương dầu trong nước
Các nhũ tương này được pha chế để duy trì các giọt dầu nhỏ phân tán trong nước với thành phần là 95% nước và 5% dầu. Với phần lớn công thức có chứa nước, có những sự cân bằng đặc biệt so với dầu thủy lực thông thường.
Hàm lượng nước ở mức này có thể mang lại khả năng chống cháy và truyền nhiệt tuyệt vời, nhưng điều này dẫn đến tính chất bôi trơn kém và mất khả năng chống ăn mòn tự nhiên.
Nhũ tương dầu trong nước có xu hướng dựa vào các chất phụ gia để cung cấp mức độ bảo vệ chống ăn mòn thích hợp hơn. Do độ nhớt thấp và khả năng chống mài mòn hạn chế, chúng có xu hướng chỉ được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt có yêu cầu về độ bôi trơn thấp.
Nhũ tương nước trong dầu
Chúng được gọi là nhũ tương nghịch đảo trong đó dầu chiếm đa số. Các giọt nước nhỏ được phân tán trong dầu với thành phần là 40% nước và 60% dầu. Công thức này cung cấp một gói cân bằng hơn với khả năng chống cháy tốt và khả năng truyền nhiệt tuyệt vời.
Mặc dù các loại nhũ tương này có khả năng bôi trơn và chống ăn mòn tốt hơn so với các loại nhũ tương dầu trong nước, các chất phụ gia vẫn cần thiết để đáp ứng các yêu cầu bôi trơn tối thiểu cho hầu hết các ứng dụng.
Nhũ tương nước trong dầu có dạng trắng đục và thường được sản xuất với độ nhớt từ 100-120 centistokes và trọng lượng riêng là 0,92. Giống như các chất lỏng thủy lực chống cháy, gốc nước khác, khả năng chống cháy chủ yếu được thực hiện bởi nước trong công thức.
Khi gặp nhiệt độ cao, nước sẽ chuyển thành hơi nước làm giảm khả năng bắt cháy của dầu. Các nhũ tương này cũng duy trì các giọt nước ở kích thước đủ nhỏ để lọc vẫn là một lựa chọn.
Giải pháp nước-glycol
Thường được gọi là dung dịch polyme nước, chúng được pha chế với 60% glycol và 35% nước. Chất bôi trơn gốc glycol trong các dung dịch này mang lại một số lợi ích, chẳng hạn như điểm đóng băng thấp hơn, trong khi khả năng chống cháy và truyền nhiệt được cung cấp bởi nước.
Chúng cũng yêu cầu các chất phụ gia để cung cấp đủ độ bôi trơn và bảo vệ khỏi bị ăn mòn và mài mòn. Glycol có thể mang lại chỉ số độ nhớt và tẩy rửa tự nhiên cao hơn hầu hết các loại dầu gốc khác. Tuy nhiên, có nguy cơ không tương thích với các chất lỏng, sơn và chất phủ khác, cũng như xu hướng mỏng khi cắt khi sử dụng các chất cải thiện chỉ số độ nhớt .
Các loại chất lỏng thủy lực chống cháy
3 Mức độ Yêu cầu về Tính Dễ cháy đối với Dầu nhờn Theo
Tiêu chuẩn FM 6930
Este photphat
Dầu gốc tổng hợp photphat-este là một số công thức bôi trơn chống cháy tốt nhất. Chúng có được khả năng chống cháy vốn có từ các đặc tính của cấu trúc phân tử của chúng. Các este photphat không ăn mòn, có tính ổn định oxy hóa và chống mài mòn tuyệt vời, và cung cấp khả năng hoạt động lên đến 150 độ C.
Chúng cũng có khả năng bôi trơn tốt, đặc biệt là trong các điều kiện biên và thường được sản xuất với độ nhớt từ 22 đến 100 ISO VG. Trọng lượng riêng của chúng cao hơn nước. Tuy nhiên, các este photphat có chỉ số độ nhớt rất thấp (nhỏ hơn 60) và dễ bị thủy phân . Chúng thường được sử dụng cho các máy đúc nhôm, lò nung chảy và các ứng dụng nhà máy thép.
| 51% | của các chuyên gia bôi trơn sử dụng chất lỏng thủy lực chống cháy trong các hệ thống tại nhà máy của họ, dựa trên một cuộc thăm dò gần đây tại MachineryLubrication.com |
Các chất lỏng thủy lực chống cháy dựa trên tổng hợp khác
Các chất tổng hợp khác, chẳng hạn như polyolester và polyether glycol, có các khả năng khác nhau như chất lỏng thủy lực chống cháy. Đối với mục đích chống cháy, những chất này có thể không phổ biến như các chất lỏng chính thống khác, mặc dù chúng có thể mang lại những ưu điểm độc đáo, chẳng hạn như chỉ số độ nhớt cao hơn và khả năng bôi trơn tuyệt vời.
Một số lựa chọn thay thế được pha chế với các este tự nhiên để tăng cường khả năng phân hủy sinh học, đặc tính độc tính thấp và điểm chớp cháy cao hơn so với các chất lỏng chống cháy không chứa nước khác. Các chất lỏng đặc biệt như thế này thường được cung cấp với mức độ sạch cao, điều này rất quan trọng khi cố gắng đáp ứng các mục tiêu về độ sạch tiêu chuẩn cho các hệ thống thủy lực điều khiển bằng servo .
Tính dễ cháy
Factory Mutual (FM) cung cấp các phê duyệt và chứng nhận cho các thiết bị phòng cháy chữa cháy khác nhau. Chất lỏng công nghiệp được kiểm tra bằng cách sử dụng tiêu chuẩn FM 6930 để phân loại các đặc tính dễ cháy của chúng.
Những đánh giá này có thể làm rõ những hạn chế của một số chất lỏng thủy lực được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu các đặc tính chống cháy. Tiêu chuẩn FM 6930 phê duyệt chất bôi trơn đáp ứng một trong ba cấp độ yêu cầu đánh giá, được xác định là nhóm 0, 1 hoặc 2 (được trình bày ở trên). Hãy nhớ rằng tiêu chuẩn này chỉ giới hạn ở tính dễ cháy và không bao gồm bất kỳ cân nhắc nào khác về chất lỏng hoặc chất bôi trơn.
Các đặc tính dễ cháy này được kiểm tra bằng cách sử dụng các tiêu chí hiệu suất sau: xác định tốc độ tỏa nhiệt hóa học của chất lỏng phun được nguyên tử hóa cao, đo thông lượng nhiệt tới hạn để bắt lửa chất lỏng và tính toán thông số khả năng bắt lửa phun của chất lỏng (SFP ). Chất lỏng gốc nhũ tương cũng phải đáp ứng các yêu cầu của việc đánh giá độ bền tách.
Bảo dưỡng chất lỏng thủy lực chống cháy gốc nước
Bất kỳ công thức nào có lượng nước cao hơn sẽ dễ bị vi khuẩn và các vi sinh vật khác phát triển. Các phương pháp xử lý chất diệt khuẩn cần được cân bằng cẩn thận trong các hệ thống này, đặc biệt là đối với nhũ tương dầu trong nước với 95% nước. Trong nhũ tương, tỷ lệ giữa nước và dầu gốc nên được theo dõi để duy trì khả năng chống cháy hiệu quả.
Việc duy trì mực nước phù hợp sẽ yêu cầu kiểm tra định kỳ. Khi khôi phục lượng nước mong muốn, hãy luôn tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất chất bôi trơn và bất kỳ tiêu chuẩn công ty nào chi phối các giao thức chống cháy.
Chất lỏng thủy lực chống cháy gốc nước cũng cần được kiểm tra định kỳ về mức độ pH, độ ăn mòn, khả năng chống mài mòn, điều kiện bảo quản được kiểm soát và thời hạn sử dụng.
Kiểm soát ô nhiễm
Như với hầu hết các chất bôi trơn trong các ứng dụng công nghiệp, chất lỏng thủy lực chống cháy phải được giữ sạch, mát và khô. Độ bền oxy hóa và nhiệt sẽ khác nhau rất nhiều giữa các loại chất lỏng khác nhau. Cần chú ý giữ dầu trong phạm vi nhiệt độ chấp nhận được.
Việc phân tích dầu thường cần thiết để kiểm tra mức độ ô nhiễm bất thường, nồng độ nước không mong muốn, sự dao động số axit , mảnh vụn mòn hoặc những thay đổi khác về tính chất vật lý hoặc hóa học của dầu gốc và các chất phụ gia.
Các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét khi quản lý hồ chứa và các điểm xâm thực khác. Các chất bẩn có thể dễ dàng xâm nhập vào hệ thống khi chất lỏng được rút ra từ bình chứa trong quá trình vận hành. Những chất gây ô nhiễm này không chỉ có thể làm giảm chức năng của thiết bị mà thậm chí có thể làm thay đổi một số đặc tính chống cháy.
Các ống thở có chất hút ẩm và bộ lọc hạt phải có kích thước phù hợp để bảo vệ dầu khỏi các chất gây ô nhiễm trong không khí này. Đừng quên niêm phong các điểm nhập không gian đầu. Nếu không, không khí sẽ chỉ đơn giản chảy theo con đường có ít lực cản nhất, có thể không qua phần tử thở.
Bộ lọc là rất quan trọng để duy trì tuổi thọ của hầu hết các hệ thống thủy lực, đặc biệt là van, phớt bộ truyền động và máy bơm. Chất lỏng thủy lực chống cháy có thể được quản lý theo nhiều cách giống nhau, ngay cả những chất lỏng gốc nước.
Đầu tiên, đáp ứng các yêu cầu và giới hạn lọc tối thiểu được xác định bởi nhà sản xuất của cả thiết bị và chất lỏng thủy lực. Sau đó, thực hiện bất kỳ điều chỉnh thích hợp nào đối với các khuyến nghị này để đáp ứng các mục tiêu về độ sạch được thiết lập bởi chương trình độ tin cậy của bạn.
Cân nhắc trong quá trình thay đổi
Việc thay đổi chất bôi trơn trong bất kỳ ứng dụng nào sẽ không được hoàn thành nếu không xem xét cẩn thận mức độ tương thích chéo và lượng chất lỏng còn lại trong hệ thống. Việc nâng cấp lên hệ thống có chất lỏng chống cháy hoặc thay đổi sang loại dầu gốc khác sẽ cần phải chú ý thêm.
Luôn xả hết chất lỏng trong khi hệ thống vẫn còn ấm và cố gắng hết sức để hút hết chất lỏng ra khỏi mọi hốc, ngóc ngách thấp.
Thay thế tất cả các bộ lọc và bất kỳ thành phần nào khác có lượng chất lỏng còn lại bão hòa. Khi thay đổi sang một chất lỏng khác, hãy luôn xem xét tính tương thích của vật liệu bịt kín, sơn và các chất phủ khác, đặc biệt là đối với chất lỏng gốc tổng hợp.
Thông thường, nên luân chuyển một chất lỏng xả thích hợp dưới mức tối thiểu hoặc không tải để kéo càng nhiều dầu còn lại từ lần đổ đầy trước đó. Sau đó, đổ đầy chất lỏng chống cháy được chỉ định vào hệ thống đến mức chất lỏng chính xác.
Tiêu chuẩn ISO 7745 cung cấp các quy trình xả và chuyển đổi chung cũng như các cân nhắc thay đổi cụ thể đối với các mối quan tâm về độ nhớt, bôi trơn, tỷ trọng và khả năng tương thích cho mọi tổ hợp dầu gốc của chất lỏng thủy lực chống cháy. Ngoài ra, hãy luôn kiểm tra với các nhà sản xuất chất lỏng để biết thông tin về khả năng tương thích.
Lợi ích và Nhược điểm
Chất lỏng thủy lực yêu cầu một khả năng bôi trơn duy nhất có thể hoạt động dưới áp suất và giảm thiểu một loạt rủi ro, bao gồm cả hỏa hoạn. Những rủi ro này và chế độ mà chất lỏng hoạt động ở áp suất cao hơn có thể giúp dễ dàng biện minh cho việc sử dụng chất lỏng chống cháy.
Dầu gốc sẽ rất quan trọng, cho dù đó là dầu tổng hợp chẳng hạn như este photphat, có khả năng chống cháy tự nhiên hay là chất lỏng gốc nước, dựa vào sự hóa hơi của nước để tạo ra hơi nước và dập tắt mọi nguy cơ cháy sắp xảy ra.
Tuy nhiên, cá nhân lựa chọn chất lỏng cho ứng dụng vẫn có trách nhiệm xem xét cẩn thận tất cả các yếu tố cần thiết. Những điều này chắc chắn nhất sẽ bao gồm độ nhớt, chỉ số độ nhớt, độ ổn định oxy hóa , độ bền nhiệt , và bảo vệ chống mài mòn và chống ăn mòn.
Các hệ thống thủy lực hoạt động với chất lỏng chống cháy thường sẽ cần một số sửa đổi, chẳng hạn như rút ngắn hoặc mở rộng đường đầu vào để tránh xâm thực hoặc sử dụng một số loại bộ lọc cho chất lỏng gốc nước. Trong mọi trường hợp, việc lựa chọn chất lỏng thủy lực chống cháy đã được chứng minh là một quyết định quan trọng trong việc giảm thiểu rủi ro hỏa hoạn và tránh những hỏng hóc nghiêm trọng của thiết bị. ML
Người giới thiệu
Townsend, F. và Baker, P. “Các yếu tố liên quan đến việc lựa chọn và sử dụng chất lỏng chống cháy trong hệ thống thủy lực.” Năng lượng khí nén thủy lực , tháng 4 năm 1974.
Tiêu chuẩn ISO 7745. Công suất chất lỏng thủy lực – Chất lỏng chống cháy – Yêu cầu và hướng dẫn sử dụng.
Jagger, S., et. al. “Đánh giá khả năng chống cháy chất lỏng thủy lực.” Bôi trơn máy móc , tháng 9 năm 2007.
FM Global Technologies LLC, Nhà máy tương hỗ, Tiêu chuẩn phê duyệt để phân loại tính dễ cháy của chất lỏng công nghiệp. Số lớp 6930, tháng 1 năm 2002.
