Dầu thủy lực vô cùng quan trọng đối với phần lớn máy móc công nghiệp hiện đại. Dầu thủy lực cho phép truyền 1 lực lớn đến kinh ngạc thông qua hệ thống nén chất lỏng. Sau đó lực này được truyền đến các bộ phận khác của hệ thống.
Phải chắc chắn rằng bạn đang sử dụng dầu thủy lực phù hợp cho mục đích sử dụng. Chủ yếu đến từ việc phải am hiểu kỹ càng về chất lượng khác nhau của loại dầu thủy lực bạn đang sử dụng. Vì vậy, bài viết sau đây sẽ giúp bạn đi sâu và tìm hiểu kỹ về các vấn đề của dầu thủy lực.
I – Dầu thủy lực là gì?
- Sơ lược về dầu thủy lực:
Các hệ thống thủy lực đã gắn bó với nhân loại trong một thời gian dài. Có những bằng chứng về việc sử dụng chúng từ khá sớm. Nhưng những tiến bộ lớn nhất đã phải đợi đến thế kỷ XIX – XX mới được đưa vào sử dụng.
Các hệ thống thủy lực hoạt động theo định luật Pascal. Về cơ bản thì chất lỏng gần như hoàn toàn không thể nén, tạo ra áp suất trong một hệ thống để dẫn truyền năng lượng gần như ngay lập tức qua môi trường lỏng. Đây là 1 cách rất hiệu quả để truyền 1 lực cực lớn bằng 1 lực đầu vào rất nhỏ.
Hãy nghĩ về thủy lực như là một phương pháp di chuyển vật dựa trên tính chất truyền động của chất lỏng. Thay thế cho phương pháp cơ học thông thường. Nó hơi phức tạp để đi vào chi tiết ở đây.
Bước tiến lớn nhất trong ngành thủy lực kể từ lúc bắt đầu. Ngoài nguồn điện đầu vào, thì chắc chắn là việc sử dụng dầu thủy lực.
Trong khi các hệ thống thủy lực lúc ban đầu sử dụng nước để hoàn thành công việc. Nước có điểm sôi tương đối thấp và do đó cần một bể chứa cực lớn hoặc nhiều công nghệ tản nhiệt khác nhau được áp dụng để giữ nước ở dạng lỏng.
Dầu có điểm sôi cao hơn nhiều. Chúng cũng có xu hướng ít ăn mòn hơn nước và đồng thời có thể cung cấp sự bôi trơn cho máy móc mà chúng cung cấp năng lượng. Khiến việc sử dụng các loại dầu khác nhau trong máy móc có lợi thế rất lớn so với việc sử dụng nước làm chất lỏng thủy lực.
Tuy nhiên, vấn đề là có rất nhiều loại dầu có sẵn trên thị trường. Điều này có thể khiến việc chọn đúng loại dầu là một vấn đề rắc rối ngay cả đối với những người có nhiều kinh nghiệm.
- Cấu tạo của dầu thủy lực:
Dầu thủy lực có nguyên lý hoạt động khác với hầu hết các loại dầu tồn tại trên thị trường. Mặc dù dầu nhờn là một loại chất lỏng bôi trơn được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới. Dầu thủy lực có một số đặc tính khác mà các dầu bôi trơn thông thuờng không có.
Dầu thủy lực phải có khả năng hoạt động dưới lực nén áp suất cao. Theo nghĩa đen, dầu là một phương tiện truyền tải lực trong hệ thống thủy lực. Điều này có nghĩa là dầu được sử dụng phải có module khối lớn (có nghĩa là nó không thay đổi thể tích dước áp suất). Và chỉ số độ nhớt cao (có nghĩa là nó vẫn giữ nguyên độ “đậm đặc” khi ở biên độ nhiệt lớn).
II – Độ nhớt là yếu tố hàng đầu khi chọn mua dầu thủy lực
Tuy nhiên, bạn cũng cần phải tính đến loại hệ thống mà dầu được sử dụng. Môi trường hoạt động cũng rất quan trọng để đảm bảo rằng bạn có hiệu suất tốt nhất có thể.
- Độ nhớt:
Dầu cho hệ thống thủy lực được đo khác với nhớt cho động cơ xe. Thay vì được đánh giá bằng thang SAE (Society of Automotive Engineers – Hiệp hội kỹ sư ô tô), Dầu thủy lực được đo theo thang ISO (International Organization for Standardization – Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế).
Các tiêu chuẩn ISO đo độ nhớt ở 104°F (40°C). Ví dụ, dầu thủy lực ISO 32, nó sẽ chảy nhanh hơn nhiều so với dầu thủy lực ISO 68. Độ nhớt khác nhau được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Thông thường, tốt nhất sử dụng loại dầu được khuyến cáo trong bản hướng dẫn sử dụng của máy móc. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng các loại dầu thủy lực được khuyến cáo cho các điều kiện vận hành lý tưởng. Thực tế, hoạt động của máy thì có thể khắc nghiệt và cường độ cao hơn nhiều.
Với các loại máy móc được sử dụng trong nhà, như máy ép thủy lực. Dường như không có bất kỳ vấn đề nào để bạn phải thay đổi độ nhớt của dầu thủy lực.
Nhưng nếu bạn đang vận hành các loại máy hạng nặng ở nhiệt độ lạnh. Bạn có thể cần phải sử dụng loại dầu loãng hơn vì thật sự khó để máy đạt đến mức chuẩn 40 °C. Ví dụ, độ nhớt của dầu thủy lực ISO 46 ở nhiệt độ tối ưu sẽ là 46 cSt (centi-stoke, 1cSt = 1 mm2/s). Nếu nhiệt độ thấp hơn nữa, thì dầu sẽ trở nên “đặc” hơn. Thì bạn cần một loại dầu với độ nhớt thấp hơn để đảm bảo máy vận hành tốt mà không bị mài mòn nhanh chóng.
- Phụ gia chống mài mòn:
Trong khi hầu hết các loại dầu thủy lực được đo đơn giản bằng thang độ nhớt ISO. Thì các loại dầu có đặc tính chống mài mòn được đo riêng. Lấy ví dụ, dầu thủy lực AW 46. Các loại dầu này và các loại cùng cấp ISO hoạt động giống nhau. Một loại dầu thủy lực AW 32 sẽ ở mức 32 cSt, ở 40°C.
Sự khác biệt ở đây là có các chất phụ gia có trong dầu. Chúng có nhiệm vụ làm giảm sự ăn mòn. Và được thiết kế để đảm bảo rằng kim loại không tiếp xúc trực tiếp với nhau. Hầu hết các chất phụ gia chống ăn mòn được sử dụng có gốc kẽm. Mặc dù có một số tác dụng phụ vì kẽm là một kim loại nặng và khá có hại. Song nó có khả năng kéo dài tuổi thọ của máy khá nhiều.
Lý do sử dụng các chất phụ gia gốc kẽm, như kẽm dithiophosphates. Là bởi vì chúng có cả chất chống oxy hóa và chống mài mòn. Khi sử dụng loại dầu khác không có các loại phụ gia trên, đòi hỏi phải thêm vào hai chất phụ gia khác nữa để đạt được những lợi ích tương tự so với các chất phụ gia gốc kẽm.
Trong trường hợp thiết bị vận hành trong điều kiện khắc nghiệt hoặc yêu cầu độ chính xác cao. Thì loại AW (anti-wear) là lựa chọn phù hợp. Cho dù bạn đang sử dụng dầu thủy lực AW 48 hay dầu thủy lực AW 68. Các chất phụ gia này giúp giảm hao mòn và kéo dài tuổi thọ của máy.
III – Các vấn đề thường gặp của dầu thủy lực
Dầu thủy lực, không giống các loại dầu sử dụng thông thường khác, chúng phải đối mặt với rất nhiều thách thức khác nhau khi được sử dụng trong các hệ thống máy móc. Trên thực tế, phần lớn máy móc được sử dụng ngoài trời với biên độ nhiệt khác nhau. Do đó dầu được pha chế theo công thức khác nhau để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật:
- Tạo bọt:
Tạo bọt là một vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống thủy lực. Chúng sẽ ăn mòn máy móc. Đó là lý do tại sao chúng phải được giữ kín hơi (air-tight). Bọt hình thành khi không khí được đưa vào chất lỏng của hệ thống thủy lực. Và có thể được làm giảm bằng việc bảo trì thiết bị đều đặn đúng kỹ thuật. Nhưng vì nhiều hệ thống thủy lực hoạt động liên tục trong điều kiện không được kiểm soát. Nên cần phải có một chất phụ gia chống tạo bọt được thêm vào.
Những phụ gia này giúp giữ bọt ở mức tối thiểu. Vì quá nhiều bọt sẽ làm cho hệ thống máy móc của bạn bị hư hại nặng nề. Các nguyên nhân tạo bọt khác bao gồm:
–Nước trong hệ thống
–Chất rắn trong hệ thống
–Làm mất chất khử bọt do quá trình lọc quá mức.
–Ô nhiễm chéo với chất lỏng không tương thích
–Quá nhiều chất khử bọt
Có rất nhiều nguyên nhân dẫn tới hư hại cho hệ thống thuỷ lực. Và một loại dầu thủy lực tốt sẽ có chất khử bọt phù hợp để giữ bọt ở mức tối thiểu. Điều này vô cùng quan trọng.
- Sự ăn mòn:
Sự ăn mòn là một vấn đề lớn khác mà dầu thủy lực phải vượt qua. Nếu bể chứa dầu quá thấp, không khí ẩm có thể xâm nhập vào hệ thống và ngưng tụ bên trong nó.
Sự ăn mòn này có thể là thảm họa nếu không được xử lý đúng cách. May mắn thay, hầu hết các loại dầu có đặc tính chống ăn mòn và có xu hướng phủ lên các bộ phận dễ bị oxy hóa. Nhưng với một số bộ phận được thiết kế kỹ thuật xơ xài thì ngay cả loại dầu tốt nhất cũng trở nên vô dụng.
- Tính tương thích:
Một vấn đề quan trọng khi chọn mua dầu thủy lực là khả năng tương thích của chúng. Trên thực tế, một số nhà máy phải có một 1 chuyên gia đặc biệt để xử lý vấn đề cụ thể này. Đối với người không có chuyên môn, thì tốt nhất là không nên trộn dầu thủy lực. Ví dụ như không bao giờ trộn dầu kẽm và dầu không kẽm.
Vấn đề chính là từ các chất phụ gia khác nhau được sử dụng trong các loại dầu khác nhau. Ví dụ tốt nhất là khả năng tách nước: 1 số chất phụ gia sẽ làm cho nước bị nhũ hóa. Một số khác sẽ khiến nước bị tách ra. Trộn những thứ này có thể là thảm họa.
Tốt nhất là nên xả và làm sạch toàn bộ hệ thống nếu bạn dự định đổi loại dầu thủy lực đang dùng.
- Tuổi thọ của dầu thủy lực:
Lẽ đương nhiên, vòng đời dầu thủy lực không kéo dài vô tận và khá giống với các loại dầu thông thường khác. Ban đầu, dầu sạch được thêm vào máy và hoạt động hiệu quả nhất. Đạt được tất cả các tính năng đã được công bố.
Về lý thuyết, dầu thủy lực có thể hoạt động vô hạn định trong một hệ thống hoàn toàn kín. Trên thực tế, điều đó là không thể. Thay vào đó, trong quá trình sử dụng, dầu sẽ tích tụ các hạt bụi bẩn. Và trong hệ thống máy móc cũng sẽ xuất hiện các vết rò rỉ nhỏ. Không khí và nước sẽ thâm nhập vào từ đó. Các mảng bụi này sẽ tích tụ từ các bộ phận cơ học trong quá trình vận hành. Bên cạnh dầu có thể phải chịu đựng nhiệt độ tăng đột biến do sử dụng cường độ cao.
Tất cả những yếu tố này góp phần vào sự phân rã của cấu trúc dầu đã được sử dụng.
- Kẻ thù chính – Sự Oxy Hóa:
Oxy hóa là kẻ thù chính của tất cả các loại dầu. Thành phần của dầu thuỷ lực cũng giúp cho quá trình oxy hoá. Các hạt vi mô, theo thời gian, sẽ bị oxy hóa do nhiệt độ. Cũng như do tiếp xúc với nước và không khí. Điều này có thể được giảm thiểu thông qua việc sử dụng các chất phụ gia và việc lọc dầu thích hợp. Nhưng nó không thể hoàn toàn bị loại bỏ.
Khi dầu bị oxy hóa, nó sẽ bắt đầu thay đổi tính chất. Điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của máy thủy lực. Những điều sau đây sẽ bắt đầu xảy ra khi thời gian vận hành:
–Sự hình thành của bùn cặn
–Tăng độ nhớt
–Giảm đặc tính bôi trơn
–Độ bền màng giảm
–Giảm khả năng chịu tải
–Làm hỏng các bộ phận và bộ lọc
Tất cả những yếu tố này cùng nhau sẽ khiến chất lỏng thủy lực không còn phù hợp để tiếp tục sử dụng. Một công nghệ phù hợp có thể giải quyết những vấn đề này. Và ý tưởng về một tái chế dầu thủy lực là rất thực tế. Nếu công nghệ này được áp dụng, một loại dầu tái chế đảm bảo chất lượng có thể được sử dụng. Điều này sẽ cho phép dầu được tái chế gần như vô thời hạn.
- Các loại ăn mòn:
Sự ăn mòn là nguyên nhân chính gây ô nhiễm cho dầu, và có rất nhiều loại hao mòn khác nhau xảy ra theo thời gian:
–Sự mài mòn do cọ sát (Abrasive wear) – Khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau, không thể tránh khỏi việc chúng sẽ cọ sát nhau theo thời gian. Mặc dù bề mặt cứng hơn sẽ chiến thắng trong hầu hết các trường hợp. Nhưng nếu các vật liệu có độ cứng tương tự thì sẽ xuất hiện việc “cho và nhận”.
–Mòn sục khí (Aeration wear) – Xảy ra khi bọt khí trong chất lỏng thủy lực vỡ trên bề mặt tiếp xúc, gây ra những tổn hại li ti cho bề mặt kim loại.
–Mòn do sự bám dính (Adhesive wear) – Khi màng dầu vỡ trên bề mặt các bộ phận chuyển động, chúng sẽ làm mòn nhau.
–Mòn do sự tạo bọt (Cavitation wear) – Lưu lượng chất lỏng bị hạn chế thông qua các cửa nạp vào gây ra các lỗ rỗng gây sốc bề mặt.
–Sự ăn mòn (Corrosive wear) – Nước bẩn có thể oxy hóa bề mặt kim loại, làm cho các hạt mịn vỡ ra theo thời gian.
–Sự xói mòn (Erosive wear) – Chất lỏng áp suất cao chảy qua một hệ thống từ từ phá vỡ các bề mặt quan trọng.
Với tất cả những yếu tố trên, việc các mảnh vụn và hạt kim loại sẽ xâm nhập vào dầu thủy lực trong một hệ thống là điều không thể tránh khỏi.
Nếu bạn chú ý kỹ, bạn sẽ nhận ra rằng nhiều kiểu mài mòn xảy ra chồng chất lên nhau. Từ đó, nguy cơ mọi thứ bắt đầu vượt khỏi tầm kiểm soát khi dầu càng ngày càng bẩn. Điều này có nghĩa là việc theo dõi dầu trong bất kỳ hệ thống thủy lực nào là hết sức quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của thiết bị. Nếu sự hao mòn được tích tụ quá nhiều, thiết bị sẽ hỏng vĩnh viễn.
Vì vậy, hãy theo dõi thiết bị và chất lượng của dầu đang được sử dụng thì mọi việc sẽ trong tầm kiểm soát.
IV – Có giải pháp nào dầu thủy lực đã xuống cấp?
May mắn là với công nghệ hiện đại, chúng ta có một giải pháp cho chi phí xử lý và loại trừ thiệt hại cho môi trường gây ra bởi nhu cầu liên tục về dầu thủy lực.
Các công nghệ như “Công nghệ tách đôi – double separation technology” (DST Oil) cho phép dầu được tái chế và tái sinh. Thông qua việc sử dụng Công nghệ tách đôi. Hầu như bất kỳ loại dầu nào cũng có thể được làm sạch hết lần này đến lần khác. Điều này cho phép bạn tiếp tục tái sử dụng lại các loại dầu với các chất lượng tối thiểu cho phép trong một khoảng thời gian dài.
Cuối cùng, nó không chỉ đơn thuần là tiết kiệm chi phí. Đó còn là về ý thức bảo vệ môi trường. DST oil dự kiến sẽ thay đổi cách thế giới sử dụng dầu. Biến dầu thải trước đây từ một thứ chỉ có thể sử dụng cho nhựa đường thành một thứ có thể tái tuần hoàn chu kỳ, hết lần này đến lần khác.
Mặc dù việc ngăn chặn sự xuống cấp hoàn toàn đối với dầu hiện tại là không thể. Nhưng việc có thể tái tạo dầu thủy lực hết lần này đến lần khác đang là giải pháp cho tương lai.
V – Phần kết luận
Dầu thủy lực là một phần không thể thiếu trong thế giới hiện đại. Từ xây dựng đến sản xuất, hệ thống thủy lực được sử dụng hầu như trong mọi nền văn minh. Do đó, dầu thủy lực thực sự là một trong những thành phần quan trọng chưa được biết đến trong các hoạt động của xã hội.
Cho dù bạn là người vận hành hay chỉ tò mò. Hiểu những loại dầu này là một chủ đề hấp dẫn và có thể rất hữu ích nếu bạn ở vị trí muốn thay thế dầu thủy lực trong máy.