När man talar om renlighet kopplat till hydrauliksystem är det oftast partiklar i oljan som nämns som problematiska.

När man talar om renlighet kopplat till hydrauliksystem är det oftast partiklar i oljan som nämns som problematiska. Dock finns betydligt fler typer av föroreningar som skapar problem och minskar livslängden på både hydrauloljan och systemen. Ett exempel är den kemiska nedbrytningen av oljan som påskyndas av närvaron av metallpartiklar.

Det förklarar Anders Pettersson, universitetslektor på Luleå Tekniska Universitet med fokus på maskinelement och tribologi.

– För att maximera livslängden på ett hydrauliksystem behöver man minimera föroreningarna i oljan, alla föroreningar är skadliga vare sig de är fysiska eller kemiska. Det viktigaste man kan göra för att undvika dem är att ha koll på hela kedjan från tillverkning till slutmontering och användning. Det räcker med att en del av kedjan försummas så förstör man för hela kedjan.

Han konstaterar vidare att det inte heller hjälper att övergöra på ett moment, att ha en väldigt hög nivå på renheten på ett ställe, om man missar i andra moment.

– Det gäller att ha tillräckligt rent i samtliga led för att få en väl fungerande nivå på renheten för den applikation där hydrauliksystemet används.

Oxidering av metallpartiklar

En förorening som sällan diskuteras är den kemiska föroreningen som orsakas när metallpartiklar i oljan fungerar som katalysatorer och vilket i sin tur leder till snabbare nedbrytning av oljan.

– Järn och koppar är vanliga metaller i hydrauliksystem och dessvärre så fungerar de även som katalysatorer för nedbrytning av oljan. Det innebär att om det vid slitage frigörs små partiklar av metaller som järn och koppar och det finns luft i oljan så kommer partiklarna påskynda reaktionerna mellan syre och oljan och det sura föreningar. Det syns bland annat på att syratalet, (TAN) ökar när oljan bryts ner.

Sådana föreningar påverkar oljan negativt på flera sätt. Kemiskt sett så blir de långa kolmolekylerna som oljan består av polära vilket bland annat innebär att de lättare fäster mot ytor.

– En ren hydraulikolja fäster inte på ytor den strömmar förbi, men med ökad polaritet hos de nedbrutna oljemolekylerna till följd av förhöjt syratal fastnar oljan lättare och kan bilda varnish. Surare olja blir även aggressiv mot ytor och får förändrade egenskaper. Viskositeten förändras och oljan kan bli tjockare vilket i sin tur kan orsaka problem som kärvande ventiler. Så metallpartiklar i oljan orsakar inte bara ökat slitage utan kan även ge kemiska föroreningar som fungerar som katalysatorer för nedbrytning av oljan.

Högtryckstvätt kan orsaka problem

Föroreningar kan även tillföras utifrån utan att man tänker på det, exempelvis om man tvättar en maskin med högtryckstvätt.

– Använder man alkaliska tvättmedel i en sådan så räcker det med att bara några droppar tränger in och blandas med hydrauloljan för att det ska leda till problem. Det kan bland annat leda till additivutfällning, en kemisk nedbrytning som gör att oljan påverkas negativt och blir grumlig.

Luftbubblor kan brinna under tryck

En av de föroreningar som enligt Anders Pettersson kan orsaka ett flertal olika problem för både hydrauliksystemet och oljan är luft. Ett problem är att det kan påverka själva stabiliteten hos systemet.

– Eftersom luft är mer kompressibelt än olja så skapar luft ett ”mjukare” system, ger en gummibandskänsla, systemet blir liksom mer fjädrande och inte så stabilt som utan luft i oljan.

Ett annat problem med luft i oljan är att det ger upphov till en dieseleffekt.

– Har man luftbubblor i oljan i ett system som trycksätts hastigt så blir luftbubblorna otroligt varma och börjar brinna. Då oljan blir helt nedbruten runt den brinnande luftbubblan så bildas sot som förorenar oljan och det luktar bränt. Sotet bildar partiklar som strömmar runt i systemet med oljan och orsakar problem.

Imploderande bubblor skapar jetstrålar

En annan effekt som luftbubblor i oljan kan ha är att de kan implodera vilket skapar en jetstråle av luften inne i bubblan som i sin tur skadar ytor i hydrauliksystemet och orsakar kavitationer.

– Jetstrålen ger fysiska skador som gör att små metallpartiklar slits loss från ytan och blandas med oljan och förorenar den med ökat slitage som följd. Man kan jämföra med en båtpropeller där bladen ibland kan bli så skadade att delar slits av. Sitter luftbubblorna på tätningar i hydrauliksystemet så kan delar av tätningen slitas loss vilket orsakar läckage.

Att minimera luftförekomsten i en olja är därför av avgörande betydelse för både hydrauliksystemets effektivitet och livslängd.

10 graders höjning halverar oljans livslängd

En annan förorening, som inte alla tänker på som en förorening, är värme i oljan som kan uppstå av olika anledningar under drift.

– Med en högre driftstemperatur oxiderar oljan snabbare. En tumregel man brukar ha är att med varje ökning av temperaturen med 10 grader så halverar man livslängden på oljan. Så har man ett hydrauliksystem med en driftstemperatur på ca 80 grader och lyckas sänka den till 70 får det stora positiva konsekvenser. Samma sak fast åt andra hållet blir det om drifttemperaturen ökar till 90 grader.

Flera negativa konsekvenser av värme

Förutom att alla kemiska processer i oljan går betydligt snabbare så händer även andra saker vid ökad värme.

– Värme påverkar viskositeten i oljan så oljan blir tunnare vilket kan öka friktionen i systemet det ökar i sin tur slitaget. Det finns ett viskositetsfönster man behöver hålla sig inom för att undvika alltför negativa konsekvenser och värme påverkar det fönstret.

Dessutom åldras material som gummi och polymerer snabbare med ökad temperatur så komponenter som tätningar kan behöva bytas oftare.

– Att ha bra koll på temperaturen i hydrauloljan är därför en bra investering för hög effektivitet och lång livslängd. För att hålla nere temperaturen kan en lösning vara att byta till en esterbaserad eller helsyntetisk olja. De genererar mindre värme och är även bättre på att göra sig av med värme.