In de maakindustrie worden hydraulische aandrijvingen ingezet voor applicaties die grotere krachten vereisen; bijvoorbeeld persen. Om de processen efficiënt, veilig en nauwkeurig te laten verlopen, is een optimale conditie van het overdrachtsmedium – meestal olie – van groot belang. Kernwoorden om dit te bereiken zijn monitoring, filtratie en kennis. Hoe houd je een hydraulische aandrijving in optimale conditie?

Een complete hydraulische installatie voor het aandrijven van bijvoorbeeld een pers, bestaat in de basis uit:

• de pompgroep (inclusief reservoir en eventueel een accumulator)

•  de motorgroep (inclusief hydraulische cilinders)

• de conditioneringsgroep (waartoe de filters behoren maar ook koelers en verwarmers)

• de besturingsgroep (kleppen en elektronica)

• de olie zelf

De verschillende onderdelen staan met elkaar in verbinding door leidingwerk inclusief koppelingen en afdichtingen.

Vervuiling

Het onderhouden van de verschillende componenten is essentieel voor een goed en veilig werkend systeem. Dat de olie zelf als medium ook behoort tot deze componenten, is niet bij iedereen bekend. Toch vereist ook deze component alle aandacht omdat vooral vervuilde olie kan leiden tot een onnauwkeurige en onbetrouwbare werking met in het ergste geval een complete stilstand van de machine.

De conditie van een hydraulische olie neemt in veel gevallen af door vervuiling in de vorm van water, lucht of deeltjes. Deze verschillende soorten vervuiling kunnen de olie aantasten waarbij deze degradeert en er afbraakproducten worden gevormd waaronder zuren en ‘varnish’ (een plakkerige substantie). De olie verliest daarbij deels de eigenschappen die nodig zijn om vermogen over te dragen, te smeren, en warmte en vuil af te voeren.

Deeltjesvervuiling is vooral funest omdat deze deeltjes slijtage veroorzaken aan de pompen, motoren en kleppen maar in het geval van cilinders ook aan keringen, afdichtingen en lagers. Daarbij is deeltjesvervuiling extra ‘gevaarlijk’ omdat reeds aanwezige deeltjes tijdens hun transport door het systeem langs de wanden van leidingen, pompen en motoren steeds nieuwe deeltjes ‘afschrapen’. De vervuiling zal hierdoor snel toenemen.

Monitoring

Een eerste stap in het onderhoud van hydraulische olie is vaststellen hoe het gesteld is met de reinheid van de olie. Hiervoor zijn verschillende methoden die variëren van een de inzet van een eenvoudige ‘deeltjesteller’ tot het opsturen van een oliemonster naar een laboratorium voor uitgebreide analyse. Een deeltjesteller telt – zoals de naam al doet vermoeden – het aantal en de grootte van de deeltjes in de olie. Het voert te ver om dit helemaal uit te leggen, maar op basis van de resultaten van de deeltjestelling is de zogenaamde reinheidsklasse te bepalen via de ISO 4406:2017 of SAE AS4059 norm. Afhankelijk van de applicatie moet de olie voldoen aan een bepaalde reinheidsklasse waarbij het aantal zeer kleine deeltjes een opvallend grote rol speelt.

Een analyse in het laboratorium levert veel meer informatie op waaronder de viscositeitsindex, de chemische samenstelling van de olie, de zuurtegraad en ook van welk materiaal de vuildeeltjes precies zijn. Dit kan weer extra informatie opleveren over de bron van de vervuiling: wordt dit intern gegenereerd in het systeem en is er sprake van overmatige slijtage of is er een open verbinding met ‘buiten’ waardoor vervuiling naar binnen kan treden?

Een schoon systeem

Een zwaar vervuild systeem is in de meeste gevallen alleen te ‘redden’ door de oude olie te verwijderen, het systeem te spoelen met schone olie en het vervolgens te vullen met nieuwe olie. Het is dan wel van belang dat de oorzaak van de vervuiling eerst is opgelost en er maatregelen zijn genomen om nieuwe vervuiling – in die mate – te voorkomen.

Om een hydraulisch systeem in conditie te houden, zijn verschillende maatregelen van belang. In eerste instantie moet het ontwerp van de installatie kloppen. Zo speelt de grootte van de olietank een rol als het gaat om het afkoelen en tot rust komen van de olie. Verder moet het systeem geschikt zijn voor een specifieke omgeving die zich kenmerkt door een bepaalde temperatuur, luchtvochtigheid en reinheid.

Filters

Componenten om de reinheid van de hydraulische olie te handhaven zijn uiteraard de fi lters. Een groot aantal bedrijven levert hydrauliekfilters met verschillende soorten filterelementen voor het verwijderen van verschillende soorten vervuiling. Beluchtingsfilters zijn bijvoorbeeld uitgevoerd met silicagel die water uit de ingaande lucht filtert evenals stofdeeltjes. Daarnaast zijn er vulfilters die vooral bij kleinere aggregaten in de vulopening zijn aangebracht; bij grotere aggregaten passeert nieuwe olie eerst het retourfi lter zodat deze olie schoon in het systeem komt. Dit retourfilter reinigt tevens de olie naar zijn rondgang in het hydraulisch systeem en is hiermee het ‘vangnet’ voor alle vuildeeltjes die in het systeem worden gegenereerd. Op deze manier komt de olie zo schoon mogelijk in de tank terug. Persfilters bevinden zich in het hogedruk gedeelte van het systeem en voor het stuurcircuit. Deze filters worden vooral gebruikt om vuilgevoelige componenten zoals proportionele en servokleppen te beschermen.

Tot slot het bypass filter dat letterlijk bypass aan het systeem wordt geplaatst en waar voortdurend een relatief kleine oliestroom doorheen loopt. Bij een schoon systeem is dit type filter in staat om de minimale hoeveelheid vuil die in alle gevallen intern wordt gegenereerd, afdoende uit de olie te filteren. Zonder calamiteiten is hiermee de standtijd van de olie sterk te vergroten.

Onderhoud

De conditie van hydraulische systemen is op diverse manieren te monitoren in het kader van conditieafhankelijk of zelfs voorspellend onderhoud. Een online deeltjesteller is in deze een goede optie omdat hiermee voortdurend het aantal en de grootte van de deeltjes in de gaten wordt gehouden. Een plotselinge stijging duidt op overmatige slijtage als voorbode voor problemen. Ook het monitoren van temperatuur en zelfs geluidsniveau is zinvol. Een stijging van de lekolietemperatuur in combinatie met een verhoogd geluidsniveau kan duiden op een kapotte pomp terwijl een toenemende drukval over het filter aangeeft dat het tijd wordt om het filter uit te wisselen.

Bij de hoofdafbeelding: Als topspeler in de maakindustrie moet de hydrauliek bij TataSteel onder extreme omstandigheden functioneren. De onderhoudsafdeling houdt daarom de conditie van de olie goed in de gaten (foto: TataSteel).