ความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดในกระบอกสูบไฮดรอลิกคือการรั่วไหลของของเหลวไฮดรอลิกคิดเป็น 40-60% ของการหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับกระบอกสูบทั้งหมดในการใช้งานอุตสาหกรรมและมือถือ ความล้มเหลวนี้ส่วนใหญ่เกิดจากซีลที่สึกหรอหรือเสียหายการจัดตำแหน่งผิดตำแหน่งหรือการย่อยสลายของพื้นผิวและส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของระบบการใช้ของเหลวและการปฏิบัติตามสิ่งแวดล้อม ด้านล่างนี้คือการแยกย่อยโครงสร้างของโหมดความล้มเหลวหลักนี้สาเหตุที่แท้จริงของมันความล้มเหลวรองที่เกี่ยวข้องและกลยุทธ์การป้องกันระดับอุตสาหกรรม  

 

 

1. ความล้มเหลวของแกน: การรั่วไหลของของเหลวไฮดรอลิก  

การรั่วไหลของไฮดรอลิกเกิดขึ้นเมื่อของเหลวหลุดออกจากห้องที่ปิดสนิท (ปลายฝา ปลายก้าน) ของ กระบอกขัดขวางการกักเก็บแรงดันและแรงส่งออก มันถูกจัดหมวดหมู่ตามสถานที่และสาเหตุที่แท้จริงโดยมีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับตราประทับเป็นที่แพร่หลายมากที่สุด  

 

1.1 ตำแหน่งและสาเหตุการรั่วไหลที่สำคัญ  

| ตำแหน่งการรั่วไหล | สาเหตุรากหลัก |  

| -------------------------| -------------------------------------------------------------------------------------|  

| ปลายก้าน (ซีลไดนามิก) | - ซีลก้านที่สวมใส่ (โพลียูรีเทน / PTFE) เนื่องจากแรงเสียดทานหรือการปนเปื้อนมากเกินไป <br> - พื้นผิวก้านลูกสูบที่มีรอยขีดข่วน / เสียหาย (จากเศษหรือการจัดตำแหน่งไม่ตรงแนว) ทำลายหน้าสัมผัสของซีล <br> - การติดตั้งซีลที่ไม่เหมาะสม (โอริงบิด ความลึกของร่องที่ไม่ถูกต้อง) |  

| ปลายหมวก (ซีลคงที่) | - ซีลคงที่ที่เสื่อมสภาพ (โอริง วงแหวนสำรอง) จากอายุความร้อน (±80 °C) หรือความไม่ลงรอยกันทางเคมีกับของเหลวไฮดรอลิก <br> - สลักเกลียวหน้าแปลนหลวม / ฝาท้าย (ลดการบีบอัดของซีล) <br> - ร่องซีลแบบมีสาย (สร้างช่องว่างระหว่างซีลและกระบอก) |  

| อินเทอร์เฟซบาร์เรล-ลูกสูบ | - ซีลลูกสูบที่สวมใส่เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้านข้างของลูกสูบมากเกินไป (เกิดจากการไม่จัดตำแหน่ง) <br> - กระบอกนอกรอบ (จากความล้าของแรงดัน) ทำลายการสัมผัสเส้นรอบวงของซีล |  

 

1.2 ผลกระทบของการรั่วไหล  

- การสูญเสียประสิทธิภาพ: อัตราการรั่วไหล 10% สามารถลดแรงดันของระบบได้ 15-20% กำลังขับของกระบอกสูบตัดและความเร็วของจังหวะที่ช้าลง (เช่น กระบอกสูบเจาะ 100 มม. อาจสูญเสียแรงต่อขยาย 7-10 kN)  

- ของเสียจากของเหลว: การรั่วไหลของปลายก้านขนาดเล็ก (0.1 ลิตร/ชม.) สามารถสิ้นเปลืองของเหลวไฮดรอลิกได้ 876 ลิตรต่อปี ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้น  

- ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย: ของเหลวที่รั่วไหลจะปนเปื้อนพื้นที่ทำงาน (เช่น การรั่วไหลของน้ำมันบนพื้นโรงงานหรือสถานที่ก่อสร้าง) และละเมิดมาตรฐานการกำกับดูแล (เช่น ขีดจำกัดการรั่วไหลของ EPA ในสหรัฐอเมริกา)  

 

 

2. ความล้มเหลวทั่วไปรอง (เชื่อมโยงกับการรั่วไหลหรือการบำรุงรักษาไม่ดี)  

แม้ว่าการรั่วไหลจะเป็นปัญหาที่พบบ่อยที่สุด แต่ความล้มเหลวอื่นๆ มักเกิดจากสาเหตุที่แท้จริง (เช่น การปนเปื้อน การไม่จัดตำแหน่ง) หรือการบำรุงรักษาที่ถูกละเลย  

 

2.1 การสึกหรอและความเสียหายของก้านลูกสูบ  

ความล้มเหลวนี้เกิดขึ้นใน 25-30% ของปัญหากระบอกสูบและก่อให้เกิดการรั่วไหลของปลายก้านโดยตรง:  

- สาเหตุราก:  

  1. การปนเปื้อน: ฝุ่น อนุภาคโลหะ หรือกรวดในของเหลวไฮดรอลิกทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวชุบโครเมียมของแท่ง (ความแข็ง ±50 HRC) ทำลายการสัมผัสที่แน่นหนาของซีล  

  2. การจัดตำแหน่งไม่ตรง: โหลดแบบเรเดียล (จากการติดตั้งนอกศูนย์) ทำให้ก้านถูกับบูชไกด์ของก้าน สวมพื้นผิวของก้านและบูช  

  3. การกัดกร่อน: การสัมผัสกับความชื้น เกลือ หรือสารเคมี (เช่น ในการใช้งานทางทะเลหรือทางการเกษตร) กัดเซาะการชุบโครเมียม ทำให้เกิดหลุมที่ดักจับเศษซาก  

- ผลกระทบ: แท่งที่สึกหรอช่วยเร่งความล้มเหลวของซีล นำไปสู่การรั่วไหลที่รุนแรงยิ่งขึ้นและการดัดก้านในที่สุดภายใต้โหลด  

 

2.2 การปนเปื้อนของของเหลวไฮดรอลิก  

การปนเปื้อน (อนุภาคของแข็ง น้ำ อากาศ) เป็น "ตัวคูณสาเหตุที่แท้จริง" - มันกระตุ้น 30-40% ของความล้มเหลวของกระบอกสูบทั้งหมด (รวมถึงการรั่วไหลและการสึกหรอของก้าน):  

- อนุภาคแข็ง (±10 ไมโครเมตร): ร่องซีลอุดตัน พื้นผิวถัง/ลูกสูบขีดข่วน และชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (เช่น อนุภาคโลหะ 20 ไมโครเมตรสามารถให้คะแนนพื้นผิวขัดเงาของถัง ทำลายความสมบูรณ์ของซีลลูกสูบ)  

- น้ำ (±0.1% โดยปริมาตร): ย่อยสลายสารเติมแต่งของเหลวไฮดรอลิก ทำให้เกิดการกัดกร่อนของส่วนประกอบเหล็ก และทำให้ซีลโพลียูรีเทนนุ่มขึ้น (ลดอายุการใช้งานลง 50%)  

- อากาศ: สร้าง "การเติมอากาศ" ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ของลูกสูบที่เอาแน่เอานอนไม่ได้ (เช่น การขยาย/การหดตัวของกระตุก) และโพรงอากาศ (ฟองอากาศยุบบนพื้นผิวลูกสูบ ทำให้เกิดหลุมขนาดเล็ก)  

 

 

3. ความล้มเหลวในกระบอกสูบเฉพาะ: โครงสร้างรีดและเชื่อม  

กระบอกรีดและเชื่อม (ใช้สำหรับการใช้งานที่มีรูขนาดใหญ่ เช่น ±200 มม. ID) มีโหมดความล้มเหลวที่ไม่เหมือนใครซึ่งเชื่อมโยงกับโครงสร้าง:  

- ข้อต่อเชื่อมที่อ่อนแอ: การเจาะรอยเชื่อมที่ไม่ดี (พบได้ทั่วไปในการผลิตคุณภาพต่ำ) สร้างความเข้มข้นของความเครียดที่รอยเชื่อมฝาถัง รอบแรงดันซ้ำ ๆ (การขยาย / การหดตัว) ทำให้เกิดการแตกร้าวทำให้เกิดการรั่วไหลอย่างรุนแรง  

- การเสียรูปของถัง: ถังรีดผนังบาง (ความหนา ≤10 มม.) อาจเสียรูปภายใต้แรงดันสูง (±30 MPa) กลายเป็นรอบด้าน สิ่งนี้จะทำลายการสัมผัสซีลลูกสูบและทำให้เกิดการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ  

- สาเหตุของราก: การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมไม่เพียงพอ (เพื่อบรรเทาความเครียด) หรือการใช้เหล็กโครงสร้างเกรดต่ำ (เช่น Q235 แทน ST52) ช่วยลดความทนทานของการเชื่อมและลำกล้องปืน  

 

 

4. กลยุทธ์การป้องกันระดับอุตสาหกรรม  

การป้องกันความล้มเหลวของกระบอกสูบ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรั่วไหล - ต้องใช้วิธีการเชิงรุกที่สอดคล้องกับมาตรฐาน:  

 

4.1 การบำรุงรักษาซีลและส่วนประกอบ  

- การเปลี่ยนซีล: ทำตามช่วงเวลา OEM (โดยทั่วไปคือ 2,000-3,000 ชั่วโมงการทำงาน) เพื่อแทนที่ซีลแบบไดนามิก (ก้าน/ลูกสูบ) และซีลแบบคงที่ ใช้ซีลที่เข้ากันได้กับของเหลวไฮดรอลิก (เช่น Viton ®สำหรับอุณหภูมิสูง PTFE สำหรับความต้านทานสารเคมี)  

- การตรวจสอบพื้นผิว: ตรวจสอบก้านลูกสูบสำหรับรอยขีดข่วน / หลุมรายเดือนโดยใช้เครื่องทดสอบความหยาบผิว (Ra ≤ 0.8 ไมโครเมตรเป็นที่ยอมรับ) ซ่อมแซมความเสียหายเล็กน้อยด้วยการสัมผัสชุบโครเมียม เปลี่ยนแท่งที่มีรอยขีดข่วนลึก (> 0.1 มม.)  

 

4.2 การควบคุมการปนเปื้อน  

- การกรองของเหลว: ใช้ตัวกรองที่มีประสิทธิภาพสูง (สัมบูรณ์ 10 ไมโครเมตร) ในวงจรไฮดรอลิกและแทนที่ทุก ๆ 500 ชั่วโมง ทดสอบความสะอาดของของเหลวทุกไตรมาสต่อ ISO 4406 (เป้าหมาย: ≤18/15/12สำหรับระบบอุตสาหกรรม)  

- การกำจัดน้ำ: ติดตั้งเครื่องช่วยหายใจสารดูดความชื้นบนอ่างเก็บน้ำเพื่อป้องกันความชื้นเข้า ระบายน้ำจากก้นอ่างเก็บน้ำรายเดือน (หากปริมาณน้ำเกิน 0.1%)  

 

4.3 การติดตั้งและการจัดตำแหน่ง  

- ความแม่นยำในการติดตั้ง: สำหรับกระบอกสูบที่ติดตั้งหน้าแปลนหรือกระบอกสูบที่ติดตั้งกับกระบอกสูบ ให้แน่ใจว่ามีความเป็นสัจพจน์ระหว่างกระบอกสูบและโหลด (≤0.1 มม./ม.) โดยใช้เครื่องมือจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์ การจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงเกิน 0.2 มม./ม. จะเพิ่มการสึกหรอของก้าน 3x  

- การควบคุมแรงบิด: ขันฝาท้าย/สลักเกลียวหน้าแปลนให้แน่นกับแรงบิดที่ระบุโดย OEM (เช่น 25 N·m สำหรับสลักเกลียว M12) โดยใช้ประแจแรงบิด - ร่องซีลบิดเบี้ยวมากเกินไป การขันให้แน่นเกินไปทำให้เกิดการรั่วไหลแบบคงที่  

 

4.4 การตรวจสอบปกติ  

- การตรวจสอบด้วยภาพ: ตรวจสอบการรั่วไหล การกัดกร่อนของก้าน หรือคราบน้ำมันทุกสัปดาห์ ใช้การทดสอบสีย้อมยูวี (เพิ่มสีย้อมลงในของเหลวไฮดรอลิก สแกนด้วยแสงยูวี) เพื่อตรวจจับการรั่วไหลที่ซ่อนอยู่  

- การทดสอบแรงดัน: ทดสอบกระบอกสูบทุกปีที่ 110% ของแรงดันที่กำหนด (ต่อ ISO 10099) เพื่อระบุรอยเชื่อมที่อ่อนแอหรือการย่อยสลายของซีลก่อนเกิดความล้มเหลว