Hồi tưởng lại khoảng 40 năm trước. Bơm cánh gạt trong hệ thống thủy lực đang hoạt động ở dưới mức 1.000 Psi. Bạn có biết dầu thủy lực được ưa chuộng trong thời điểm đó là gì không? Đó là dầu động cơ đơn cấp các Bạn ạ, nó chứa số lượng phụ gia và hóa chất thông thường. Tại sao lại là dầu động cơ vậy? Một trong những chất phụ gia trong dầu, đó là kẽm Dithiophosphat (ZnDTP), nó cung cấp khả năng chống mài mòn cho các bơm cánh gạt rất cần thiết thời điểm đó.
Bây giờ, chúng ta tua nhanh qua một thập kỷ hoặc lâu hơn nữa thì ta thấy ngành công nghiệp đã phát hiện ra rằng một số hóa chất khác trong cùng loại dầu động cơ, trên thực tế cho thấy, nó gây bất lợi cho hiệu suất hoạt động của bơm. Dầu động cơ chứa nhiều chất phân tán, chất tẩy rửa và các chất phụ gia khác so với dầu thủy lực, khiến đặc tính của dầu không thể tách nước dễ dàng được như dầu thủy lực. (dầu thủy lực: đặc biệt là những loại dầu được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp trong nhà máy thì lại yêu cầu cần có khả năng tách nước một cách nhanh chóng, nhanh hơn so với dầu động cơ).
Nước gây ra sự hình thành cặn lắng, cặn bẩn và các chất không phù hợp khác. Ngoài ra, công suất đầu ra của bơm cánh gạt bắt đầu tăng lên với áp suất đạt từ 3.000 đến 4.000 psi. Với công suất đầu ra cao hơn, nhiệt độ hoạt động cao hơn như này thì bơm vận hành sẽ khó khăn hơn và nóng hơn, các bộ phận bắt đầu bị mài mòn và ăn mòn. Thực tế, một số bơm đã bị hỏng
Trong khi đó, ở 1 loại bơm khác. Bơm piston có áp suất cao hơn thì câu chuyện lại khác, nhưng cái kết thường giống nhau. Không giống như bơm cánh gạt, bơm piston không cần lớp bảo vệ chống mài mòn ZnDTP của loại dầu động cơ. Vì trên thực tế, trong một số trường hợp, hóa chất chống mài mòn lại có hại. Bơm piston sử dụng dầu động cơ cho thấy tỷ lệ mài mòn cao hơn đối với các vật liệu bằng đồng được sử dụng trong các đế, chốt piston và ống lót xi lanh của bơm.
Phải có một cách tốt hơn. Năm 1980, Công ty Lubrizol có trụ sở tại Cleveland, Ohio đã đi tiên phong trong việc phát triển hóa học ổn định ZnDTP. Ổn định đơn giản có nghĩa là ZnDTP được điều chỉnh lại về mặt hóa học để cải thiện cả độ ổn định nhiệt và tính thủy phân của nó.
Làm việc với các nhà sản xuất bơm và thiết bị lớn, Lubrizol đã phát triển các chất hóa học ZnDTP ổn định này để đáp ứng các thông số kỹ thuật Thủy lực như tiêu chuẩn Denison HF-0, vẫn còn hiện hành (Hình 1). Gần 90% chất lỏng thủy lực đang được sử dụng ngày nay vẫn dựa trên ZnDTP và hầu hết dựa trên ZnDTP ổn định.
Tổng quan thị trường và xu hướng Dòng thời gian
Dầu thủy lực không có phụ gia?
Câu hỏi này xuất hiện khá thường xuyên. Tuy nhiên, rất ít dầu thủy lực được bán mà không có phụ gia, và vì những lý do chính đáng.
Đầu tiên, nó đã được chứng minh qua nhiều thập kỷ rằng dầu thủy lực phải có cả chất chống mài mòn và chất chống oxy hóa để kéo dài tuổi thọ bơm và thiết bị. Đó là nơi các Nhà sản xuất chất phụ gia kiếm được tiền.
Ngoài ra, phụ gia có đặc tính là bảo vệ cho bơm nhiều hoen; chúng cũng có tính năng tự bảo vệ dầu gốc. Một chất phụ gia là một vật liệu hy sinh. Nó được đưa vào một hệ thống bôi trơn để sử dụng hết, do đó dầu gốc sẽ không được sử dụng hết trong cùng 1 chất bôi trơn. Mặc dù các chất phụ gia có thể được bổ sung và đôi khi được bổ sung trong cùng một hệ thống, nhưng nó không phải là một giải pháp tốt.
Nhiệt độ, quá trình oxy hóa (ăn mòn tiềm ẩn do nước và axit), mài mòn và các yếu tố khác hạn chế tuổi thọ của dầu thủy lực. Các chất phụ gia cải thiện rõ ràng các đặc tính hoạt động và kéo dài thời gian sử dụng. Ngày nay, hầu hết tất cả các chất bôi trơn thương mại đều chứa các chất phụ gia để nâng cao hiệu suất làm việc của nó, với lượng phụ gia dao động từ 0,5% đến hơn 15%.
Kẽm Dithiophosphate
Ngày nay, hóa chất ZnDTP là một nghệ thuật, ngoài ra còn là một khoa học. Nó được tạo ra thông qua phản ứng giữa oxit kẽm và axit thiophosphoric hữu cơ. ZnDTP đưa các đặc tính đặc biệt vào nhiều loại chất bôi trơn, bao gồm chất bôi trơn chống mài mòn như dầu thủy lực.
Khi được thêm vào dầu gốc, ZnDTP mang lại khả năng bảo vệ đa năng cho cả bơm cánh gạt và bơm piston. Chức năng chính của chất phụ gia này là như một chất chống mài mòn; mục đích thứ 2 của nó là như một chất chống oxy hóa.
Ngày nay, có ba dẫn xuất ZnDTP cơ bản được sử dụng trong dầu thủy lực và các chất bôi trơn khác: Aryl, Alkyl sơ cấp và Alkyl thứ cấp. Mỗi loại đều có điểm mạnh riêng của chúng (Bảng 1).
Cả hai dẫn xuất Aryl và Alkyl đều được sử dụng cho mục đích thương mại. Các dẫn xuất Aryl có mức độ ổn định nhiệt cao hơn, trong khi các dẫn xuất alkyl nói chung có hiệu quả hơn như các chất phụ gia chống mài mòn. Cả đặc tính chống mài mòn và ổn định nhiệt của các hợp chất alkyl có thể thay đổi bằng cách sử dụng các loại rượu khác nhau.
Dầu thủy lực gốc kẽm tiếp tục hoạt động tốt. Đó là lý do tại sao chúng được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ứng dụng:
- Máy ủi trong địa hình phức tạp, máy san, máy xúc đào gầu thuận- ngược, máy vận chuyển vật liệu di động
- Lâm nghiệp và nông nghiệp - máy thu hoạch trái cây, máy kéo
- Vận tải - tàu thủy, máy bay, xe tải, xe ben, xe kéo
- Máy móc tại nhà máy - bất kỳ hệ thống thủy lực nào yêu cầu điều khiển chính xác, chẳng hạn như trong sản xuất thép, sản xuất giấy và sản xuất ô tô và lốp xe
Lợi ích lớn hơn rủi ro
Các hệ thống thủy lực ngày nay khá hiệu quả, nhưng không hoàn hảo. Người vận hành thiết bị và nhân viên bảo trì cũng không hoàn hảo. Do đó, dầu thủy lực đôi khi tìm thấy đường vào các cánh đồng và đường thủy của chúng ta, chủ yếu là do tình cờ, nhưng đôi khi do sơ suất.
Có một động thái trong ngành là “non-zinc” và nó dựa trên thực tế rằng kẽm là một kim loại nặng. Các nhà máy xử lý nước thì coi “kẽm” là một vấn đề. Tuy nhiên, hiện tại không có điều gì bắt buộc chống lại việc sử dụng ZnDTP. Đơn giản là nó có quá nhiều ưu điểm. Bằng cách tuân theo các thông lệ bảo trì, sử dụng và thải bỏ thông thường, các vấn đề môi trường sẽ không lớn hơn bất kỳ chất lỏng công nghiệp nào khác.
Thứ nhất, các chất phụ gia gốc kẽm có lịch sử sử dụng thành công dài. Ngoài ra, ZnDTP là một chất phụ gia đa chức năng. Với ZnDTP, chỉ cần một chất phụ gia để bổ sung các đặc tính chống oxy hóa và chống mài mòn.
Nếu không có ZnDTP, để đạt được các đặc tính cần thiết tương tự cần có hai chất phụ gia riêng biệt: một chất chống oxy hóa và một chất phụ gia chống mài mòn riêng biệt. Hơn nữa, hai chất phụ gia này phải được thêm vào ở mức cao hơn phụ gia gốc kẽm. Tất cả điều này làm tăng thêm chi phí đáng kể.
Các nhà sản xuất chất bôi trơn tiếp tục tìm kiếm các giải pháp thay thế hiệu suất cao, hiệu quả về chi phí, an toàn với môi trường cho chất lỏng thủy lực gốc kẽm. Mặc dù kết quả chắc chắn đầy hứa hẹn, nhưng chất lỏng có thành phần kẽm vẫn tiếp tục là lựa chọn ưu tiên. Trên thực tế, chất lỏng không chứa kẽm hiện đại ngày nay hoạt động khá tốt, nhưng chúng đắt tiền và không được kiểm tra đầy đủ. Cho đến khi chi phí phù hợp, chất lỏng thủy lực gốc kẽm sẽ tiếp tục cung cấp sự kết hợp hiệu suất / giá trị hấp dẫn.
Bảo trì chủ động
Bạn có phải là một trong những người cố gắng làm cho dầu thủy lực của bạn sử dụng lâu nhất có thể hay không? Nếu vậy, đã đến lúc bắt đầu coi việc bảo dưỡng dầu thủy lực là một khoản đầu tư chứ không phải là một khoản chi phí.
Như đã đề cập trước đó, phụ gia dầu được sử dụng khi chúng thực hiện các chức năng của mình. Nhưng, làm thế nào để bạn biết liệu dầu thủy lực - cụ thể là các chất phụ gia - có còn hoạt động tốt hay không?
Hầu hết nếu mọi người thực sự nghiêm túc về vấn đề này thì sẽ đăng ký một chương trình bảo dưỡng hoặc làm việc với một công ty phân tích dầu chuyên nghiệp. Họ sẽ kiểm tra dầu cho Bạn và có lẽ cứ sau hàng nghìn giờ hoạt động hoặc lâu hơn hoặc theo chu kỳ bảo dưỡng. Họ sẽ xem xét phân tích hàm lượng kẽm, kim loại mòn, axit và nhiều yếu tố khác để tư vấn về tình trạng dầu đang hoạt động cho Bạn.
Tuy nhiên, cũng có khá nhiều người, nhiều công ty không bao giờ thay dầu - họ chỉ đổ dầu và bổ sung thêm dầu cho hệ thống hoặc có những đơn vị còn cho thêm một tỷ lệ phụ gia nhỏ vào trong bể dầu.
Không có gì lạ khi thấy một số loại dầu đã được sử dụng trong bốn, năm, thậm chí sáu năm và không còn chất phụ gia nào trong dầu khi phân tích dầu.
Đó là một trò chơi hoàn toàn khác trong ngành xây dựng và thiết bị đang chạy trên đường cao tốc. Những người này thay dầu thường xuyên. Mỗi công ty xây dựng đều đưa ra khoảng thời gian thay dầu riêng: - thường là mỗi 2.000, 4.000 hoặc 6.000 giờ hoạt động.
Mỗi nhà chế tạo thiết bị đều có thông số kỹ thuật về thời điểm nên thay dầu. Hầu hết các nhà chế tạo thiết bị cũng sẽ yêu cầu bạn tuân thủ chương trình phân tích của riêng họ.
Ở cấp thấp, một phần thiết bị xây dựng đường cao tốc có giá khoảng 20.000 đến 25.000 đô la. Ngược lại, một máy xúc thủy lực lớn có thể có giá lên đến nửa triệu đô la. Ngành xây dựng đã đầu tư rất nhiều tiền vào những thiết bị này và đã trở nên am hiểu và siêng năng về bảo trì.
Ở đây và trong mọi ngành công nghiệp khác, chi phí bảo dưỡng rõ ràng là một sự sụt giảm đáng kể so với chi phí thay thế máy móc. Trừ khi bạn có ngân sách thiết bị vốn không giới hạn, nếu không, bạn nên chủ động trong việc bảo trì
Sự nghiêm trọng về dầu thủy lực
Trước đây, dầu thủy lực được các nhà thiết kế và chế tạo thiết bị coi là thứ cần có để giúp bộ phận của thiết bị chuyển động.
Ngày nay, dầu thủy lực thường được xem như một thành phần quan trọng trong thiết kế của máy móc - cũng giống như bơm, động cơ hoặc các ống mềm. Nếu không có các chất phụ gia cần thiết như ZnDTP, các máy móc và thiết bị mà bạn thấy đang chạy ngày nay sẽ không hoạt động hiệu quả và năng suất như thiết kế của chúng.
Dầu thủy lực tốt hơn ngày nay cho phép chúng ta làm được nhiều việc hơn từ các thiết bị nhỏ hơn chạy ở nhiệt độ cao hơn. Một trong những loại dầu đó là dầu thủy lực gốc kẽm, với sự kết hợp của hiệu suất cao, giá trị tốt và thành tích đã được chứng minh.