8 علت هوا گرفتن پمپ هیدرولیک | ۲ روش هواگیری پمپ هیدرولیک

در سیستم‌های هیدرولیک، عملکرد دقیق و سریع وابسته به سلامت اجزای مختلف، به‌ویژه پمپ هیدرولیک است. یکی از مشکلات رایج، ورود هوا به داخل سیستم و هوا گرفتن پمپ است که می‌تواند باعث افت فشار، زوزه کشیدن پمپ و کاهش راندمان شود. در این مقاله، ضمن بررسی کامل علت هوا گرفتن پمپ هیدرولیک، به معرفی روش‌های استاندارد هواگیری و تأثیر آن بر عملکرد قطعات هیدرولیک می‌پردازیم.

همچنین برای تامین تجهیزت هیدرولیک، می‌توانید از تامین کننده معتبر یعنی آمازون ابزار، مشاوره و خریدی مطمئن را داشته باشید

ماهیت سیال هیدرولیک و اهمیت عدم وجود هوا

سیال هیدرولیک برخلاف هوا، غیرقابل فشرده‌سازی است. این ویژگی باعث انتقال سریع فشار و عملکرد دقیق عملگرها می‌شود. اما وقتی هوا وارد سیستم می‌شود، چون قابل فشرده‌سازی است، باعث ایجاد تأخیر در عملکرد، حرکت «اسفنجی» عملگرها، و افزایش خطرات ایمنی می‌شود. همچنین ورود هوا موجب نوسانات فشار، کاهش بهره‌وری انرژی و نارضایتی اپراتورها خواهد شد.

انواع هوا در سیستم هیدرولیک

به طور کلی، هوا در سیستم‌های هیدرولیک به سه شکل اصلی وجود دارد:

1. هوای محلول (Dissolved Air)

همه روغن‌های هیدرولیک، به طور طبیعی، حاوی مقداری هوای محلول هستند. این هوا به صورت مولکولی در روغن حل شده است و معمولاً حدود 7 تا 10 درصد حجمی از روغن را تشکیل می‌دهد.

در این حالت، هوا با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست و روغن روشن به نظر می‌رسد.

تأثیرات: تا زمانی که این هوا محلول باشد، مشکل خاصی ایجاد نمی‌کند. اما اگر شرایط فشار یا دما تغییر کند (مثلاً فشار به شدت کاهش یابد یا دما بالا برود)، این هوای محلول می‌تواند از فاز مایع جدا شده و به شکل حباب‌های آزاد درآید که منجر به مشکلات جدی‌تر می‌شود.

1. هوای آزاد (Free Air) یا حباب‌های معلق (Entrained Air)

این نوع هوا به صورت حباب‌های کوچک یا بزرگ در روغن معلق است و ظاهری کدر، شیری‌رنگ یا حتی کف‌آلود به روغن می‌دهد.

این حباب‌ها از طریق نشتی در خط مکش، برگشت نامناسب روغن به مخزن، یا از طریق جدا شدن هوای محلول در اثر افت فشار (کاویتاسیون) وارد سیستم می‌شوند.

تأثیرات:

هوا به شدت تراکم‌پذیر است. وجود حباب‌های هوا در روغن باعث کاهش مدول حجمی (Bulk Modulus) روغن می‌شود و در نتیجه، روغن خاصیت تراکم‌ناپذیری خود را از دست می‌دهد. این امر به معنای کاهش دقت و سرعت عملگرها، حرکت‌های پرشی یا لرزش‌های نامنظم در سیستم است.

• کاهش راندمان پمپ: پمپ به جای پمپاژ روغن، بخشی از انرژی خود را صرف فشرده‌سازی حباب‌های هوا می‌کند که باعث کاهش دبی واقعی و راندمان کلی سیستم می‌شود.
• افزایش دما: فشرده‌سازی سریع حباب‌های هوا باعث افزایش شدید دمای موضعی (Micro-dieseling) می‌شود که به اکسیداسیون سریع‌تر روغن و کاهش عمر آن و همچنین آسیب به آب‌بندها و قطعات حساس منجر می‌گردد.
• سایش و فرسایش: ترکیدن حباب‌های هوا در نزدیکی سطوح فلزی (مخصوصاً در پمپ‌ها و شیرها) می‌تواند سایش و خوردگی (Erosion) ایجاد کند.
• صداهای غیرعادی: وجود حباب‌های هوا باعث صداهای زوزه، تق تق یا خش خش از پمپ و سایر اجزا می‌شود.

1. فوم یا کف (Foam)

فوم به تجمع حباب‌های هوا در سطح روغن در مخزن گفته می‌شود. این حباب‌ها به دلیل حضور آلاینده‌ها، افزودنی‌های نامناسب روغن، یا طراحی غلط مخزن (مانند برگشت شدید روغن به سطح) در سطح روغن به دام می‌افتند و ترکیده نمی‌شوند.

تأثیرات:

• کاهش سطح مؤثر روغن: لایه کف می‌تواند باعث شود پمپ به جای روغن، کف را مکش کند.
• افزایش اکسیداسیون: تماس بیشتر روغن با هوا در فوم، سرعت اکسیداسیون روغن را افزایش می‌دهد.
• آسیب به پمپ: مکش کف توسط پمپ می‌تواند عملکرد آن را مختل کرده و باعث آسیب‌های مشابه هوای آزاد شود.
• ایجاد مشکل در خنک‌کاری: لایه کف به عنوان یک عایق عمل کرده و تبادل حرارت روغن با محیط را کاهش می‌دهد.

8 علت هوا گرفتن پمپ هیدرولیک

هوا گرفتن پمپ هیدرولیک، مشکلی شایع و آسیب‌زاست که می‌تواند به سیستم هیدرولیک شما صدمه بزند، کارایی آن را کم کند و منجر به صداهای غیرعادی یا حتی خرابی کامل پمپ شود. در ادامه به دلایل اصلی این اتفاق می‌پردازیم:

1. نشتی در خط مکش پمپ (Suction Line)

هرگونه نشتی در اتصالات، مهره‌های اتصال، شیلنگ‌ها، لوله‌کشی، یا صافی مکش (که روغن را از مخزن به پمپ می‌رساند) می‌تواند باعث مکش هوا به سیستم شود. از آنجایی که این خط تحت فشار منفی (وکیوم) است، هوا به راحتی از کوچکترین شکاف‌ها یا اتصالات شل به داخل کشیده می‌شود.

2. کاهش سطح روغن هیدرولیک در مخزن

هنگامی که سطح روغن هیدرولیک در مخزن پایین‌تر از حد مجاز باشد؛ پمپ به جای روغن، هوا را مکش می‌کند. این اتفاق اغلب باعث ایجاد گردابه (Vortex) در ورودی پمپ می‌شود که ورود هوا به سیستم را تسهیل می‌کند.

3. خرابی یا فرسودگی آب‌بند و اورینگ

خرابی سیل مکانیکی یا آب‌بند شفت پمپ، فرسودگی اورینگ‌ها یا رینگ‌های آب‌بندی داخلی می‌تواند باعث نشت هوا از درزهای پمپ یا اطراف شفت به داخل سیستم شود.

4. نصب نادرست پمپ

نصب پمپ در ارتفاع نامناسب (بیش از حد بالا نسبت به سطح روغن) یا زاویه نادرست می‌تواند باعث جمع‌شدن هوا در ورودی پمپ شده و راندمان آن را به شدت کاهش دهد.

5. کاویتاسیون پمپ (Cavitation)

وقتی مقدار روغن ورودی به پمپ کمتر از نیاز سیستم باشد؛ پدیده کاویتاسیون رخ می‌دهد. این وضعیت منجر به افت فشار شدید در ورودی پمپ می‌شود که باعث تشکیل و انفجار حباب‌های بخار روغن می‌گردد. کاویتاسیون معمولاً با صدای کوبشی، زوزه‌کشیدن یا تق تق از پمپ همراه است و به مرور زمان به اجزای داخلی پمپ آسیب می‌رساند.

6. گرفتگی در خط مکش یا فیلتر مکش

هرگونه انسداد در صافی مکش (Suction Strainer) یا خط مکش می‌تواند جریان روغن را محدود کرده و باعث افت فشار در ورودی پمپ شود که نتیجه آن کاویتاسیون و هوا گرفتن پمپ خواهد بود.

7. مشکلات مربوط به مخزن هیدرولیک و خط برگشت

فیلتر هوای مخزن (Breather Filter) مسدود یا خراب: اگر این فیلتر نتواند هوا را به درستی وارد مخزن کند، خلاء ایجاد شده و می‌تواند منجر به هواگیری سیستم شود.

محل یا طراحی نامناسب لوله برگشت روغن (Return Line): اگر روغن با شدت و پاشش زیاد به مخزن برگردد، می‌تواند باعث ایجاد تلاطم و مخلوط شدن هوا با روغن شود و در نتیجه کف کردن روغن را به دنبال داشته باشد.

8. ویسکوزیته نامناسب روغن هیدرولیک

استفاده از روغن با ویسکوزیته بسیار بالا، به‌ویژه در دماهای پایین، می‌تواند مکش روغن توسط پمپ را دشوار کرده و منجر به کاویتاسیون شود.

علائم وجود هوا در پمپ هیدرولیک

7 عامل وجود دارد که یادگیری آن باعث می‌شود تشخیص وجود هوا در پمپ هیدرولیک برای شما آسان‌تر شود.

• صداهای غیرعادی (Abnormal Noises)

صدای زوزه، ناله یا جیرجیر: این صداها معمولاً از خود پمپ می‌آیند و می‌توانند نشان‌دهنده هوای محلول یا آزاد باشند که در حال فشرده‌سازی و آزاد شدن هستند.

صدای تق تق یا کوبش (Knocking/Banging): این صدا، که گاهی شبیه به صدای حرکت تیله یا شن در پمپ توصیف می‌شود، نشانه بارز کاویتاسیون است. کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که حباب‌های بخار روغن (ناشی از افت فشار) به سرعت در ناحیه پرفشار پمپ منفجر می‌شوند.

• عملکرد نامنظم یا کند سیستم (Erratic or Slow Operation)

حرکت‌های پرشی، لرزش یا ناپایدار عملگرها (سیلندرها و موتورهای هیدرولیک): به دلیل اینکه هوا تراکم‌پذیر است، برخلاف روغن که تقریباً تراکم‌ناپذیر است، وجود حباب‌های هوا باعث “لگد زدن” یا “پرش” عملگرها می‌شود. انرژی به جای حرکت دادن عملگر، صرف فشرده‌سازی هوا می‌شود.

کاهش سرعت عملکرد: سیستم ممکن است کندتر از حد معمول عمل کند، زیرا بخشی از دبی پمپ صرف فشرده‌سازی هوا می‌شود.

احساس “اسفنجی” در کنترل‌ها: اپراتور ممکن است در اهرم‌ها یا کنترل‌ها احساس “شل بودن” یا “اسفنجی” بودن کند، به این معنی که واکنش سیستم به ورودی‌ها کند یا ناقص است.

• تغییر ظاهر روغن هیدرولیک

روغن کف‌آلود یا شیری‌رنگ در مخزن: این یکی از بارزترین نشانه‌هاست. مشاهده حباب‌های کوچک یا کف در سطح روغن در مخزن یا حتی در کل سیستم نشان‌دهنده وجود هوای آزاد در روغن است. روغن ممکن است شفافیت خود را از دست داده و کدر یا مات به نظر برسد.

• افزایش دمای روغن (Increased Oil Temperature)

گرم شدن بیش از حد سیستم: فشرده‌سازی حباب‌های هوا باعث تولید گرما می‌شود. این گرمای اضافی می‌تواند به افزایش دمای کلی روغن هیدرولیک منجر شود که به نوبه خود باعث تسریع اکسیداسیون روغن و کاهش عمر آن و همچنین آسیب به آب‌بندها و سایر اجزا می‌شود.

• نوسانات فشار در سیستم (Pressure Fluctuations)

عدم پایداری فشار: گیج‌های فشار ممکن است نوسانات غیرعادی و ناپایدار را نشان دهند، به جای یک فشار ثابت و پایدار.

کاهش فشار خروجی پمپ: پمپ ممکن است نتواند به فشار کاری مورد انتظار برسد یا فشار به طور مداوم پایین‌تر از حد نرمال باشد.

• بوی سوختگی (Burning Smell)

در موارد شدید کاویتاسیون، که منجر به تولید حرارت بسیار بالا و موضعی می‌شود، ممکن است بوی سوختگی از روغن یا حتی پمپ استشمام شود که نشان‌دهنده تخریب حرارتی روغن است.

• کاهش راندمان کلی سیستم (Reduced Overall System Efficiency)

به دلیل تلف شدن انرژی در فشرده‌سازی هوا و کاهش دبی مؤثر پمپ، راندمان کلی دستگاه پایین می‌آید. این ممکن است به معنای مصرف انرژی بیشتر برای انجام همان کار یا کاهش توان خروجی باشد.

2 روش هواگیری پمپ هیدرولیک

برای هواگیری پمپ هیدرولیک، می‌توان از 2 روش استفاده کرد که هر کدام به شرح زیر است:

1. تخلیه دستی هوا (Hand Bleeding)

• بررسی سطح روغن هیدرولیک

مطمئن شوید که سطح روغن هیدرولیک در مخزن به اندازه کافی است. در صورت نیاز، روغن هیدرولیک مناسب را اضافه کنید. همیشه از نوع روغن توصیه شده توسط سازنده استفاده کنید.

• شناسایی نقاط هواگیری (Bleed Points)

در اکثر سیستم‌های هیدرولیک، نقاطی برای هواگیری وجود دارد. این نقاط معمولاً شیرهای هواگیری (Bleed Valves) یا اتصالات شلنگ هستند. در صورت وجود چندین نقطه هواگیری، معمولاً باید از دورترین نقطه نسبت به پمپ شروع کنید و به سمت پمپ حرکت کنید.

• باز کردن شیر هواگیری

شیر هواگیری را به آرامی و به اندازه 3/4 تا 1 دور در جهت خلاف عقربه‌های ساعت باز کنید. نیازی نیست که آن را کاملاً باز کنید.

• خروج هوا و روغن

اجازه دهید هوا و روغن از شیر هواگیری خارج شود. ممکن است در ابتدا حباب‌های هوا را در روغن مشاهده کنید.

این فرآیند را ادامه دهید تا زمانی که فقط روغن تمیز و بدون حباب از شیر خارج شود.

• بستن شیر هواگیری

هنگامی که دیگر حبابی مشاهده نشد، شیر هواگیری را به آرامی و محکم ببندید (مطابق با گشتاور توصیه شده توسط سازنده).

• تکرار در صورت لزوم

اگر سیستم شما دارای چندین نقطه هواگیری است، این فرآیند را برای هر یک از آنها تکرار کنید.

پس از بستن تمام شیرهای هواگیری، سطح روغن هیدرولیک را دوباره بررسی کرده و در صورت نیاز، روغن اضافه کنید.

• تست سیستم

دستگاه را روشن کنید و عملگرهای هیدرولیک را به آرامی چندین بار در کل محدوده حرکت خود فعال و غیرفعال کنید.

به صداهای غیرعادی یا حرکت ناهموار توجه کنید. اگر هنوز علائم وجود هوا را مشاهده می‌کنید، ممکن است نیاز به تکرار فرآیند هواگیری باشد.

۲: استفاده از اریفیس تخلیه هوا (Air Bleed Orifice)

تخلیه هوا از پمپ هیدرولیک، به خصوص با استفاده از اریفیس (Orifice) تخلیه هوا، یک فرآیند مهم برای حفظ عملکرد صحیح سیستم هیدرولیک و جلوگیری از آسیب به قطعات است. اریفیس تخلیه هوا یک راهکار موثر برای خروج هوای محبوس از سیستم هیدرولیک است. این اریفیس‌ها معمولاً شامل یک روزنه کوچک با دقت بالا و یک فیلتر ایمنی برای محافظت در برابر آلودگی هستند. وظیفه اصلی اریفیس این است که به هوای محبوس اجازه دهد به سمت مخزن (سیمپ) برگردد؛ در حالی که از عبور مقدار زیادی از سیال هیدرولیک جلوگیری می‌کند. این کار باعث به حداقل رساندن اتلاف سیال و انرژی در سیستم می‌شود.

• بررسی سطح روغن

قبل از شروع هر کاری، مطمئن شوید که سطح روغن هیدرولیک در مخزن کافی و در حد استاندارد است. در صورت نیاز، روغن اضافه کنید.

• شناسایی نقاط تخلیه هوا

 در بسیاری از سیستم‌های هیدرولیک، نقاطی برای تخلیه هوا وجود دارد. این نقاط معمولاً در بخش‌های بالاتر سیستم یا نزدیک به پمپ قرار دارند. اگر سیستم شما دارای شیرهای تخلیه هوا یا اریفیس‌های تخلیه هوا است، آنها را شناسایی کنید. اریفیس‌ها معمولاً در نقاطی نصب می‌شوند که امکان تجمع حباب‌های کوچک هوا در حین کارکرد سیستم وجود دارد، یا در نقاطی که هوا در فرآیند اولیه پر کردن سیستم به سختی خارج می‌شود.

• باز کردن اریفیس‌ها/شیرهای تخلیه هوا

 به آرامی اریفیس‌های تخلیه هوا یا شیرهای مخصوص هواگیری را باز کنید. این کار را با دقت انجام دهید تا از پاشش ناگهانی روغن جلوگیری شود.

• راه‌اندازی پمپ با سرعت پایین

 پمپ هیدرولیک را با پایین‌ترین سرعت ممکن روشن کنید. این کار به هوای محبوس اجازه می‌دهد تا به آرامی از اریفیس‌ها یا شیرهای تخلیه خارج شود.

• انتظار

 اجازه دهید پمپ برای چند دقیقه کار کند و به جریان روغن و هوای خروجی دقت کنید. در ابتدا ممکن است هوا به همراه روغن به صورت حباب‌های کوچک خارج شود. تا زمانی که جریان روغن یکنواخت و بدون حباب شود، این فرآیند را ادامه دهید. در صورت نیاز، می‌توانید پمپ را چندین بار روشن و خاموش کنید تا هوا به طور کامل خارج شود.

• بستن اریفیس‌ها/شیرهای تخلیه هوا

 هنگامی که هوای موجود به طور کامل خارج شد و جریان روغن یکنواخت شد، اریفیس‌ها یا شیرهای تخلیه هوا را محکم ببندید. مطمئن شوید که کاملاً بسته شده‌اند تا از ورود مجدد هوا به سیستم جلوگیری شود.

پیشگیری از هواگیری و کاهش خطرات

برای جلوگیری از ورود هوا و حفظ سلامت سیستم موارد زیر پیشنهاد می‌شود:

• کنترل دقیق سطح روغن
• بازرسی منظم فیلتر هیدرولیک و صافی‌ها
• بررسی عملکرد کوپلینگ و مهره‌های اتصال
• اطمینان از عدم گرفتگی در ورودی پمپ
• نصب فشارسنج و هشداردهنده دمای روغن
• تعویض به‌موقع قطعات فرسوده مانند اورینگ‌ها و رینگ‌ها

نتیجه‌گیری

تخلیه هوا از پمپ هیدرولیک با استفاده از اریفیس تخلیه هوا، یک اقدام پیشگیرانه و حیاتی برای حفظ سلامت و راندمان سیستم هیدرولیک است. اریفیس‌ها با طراحی دقیق خود، امکان خروج مؤثر هوای محبوس‌شده را فراهم می‌کنند بدون آن‌که باعث هدررفت زیاد سیال یا انرژی شوند. 

اجرای درست مراحل هواگیری نه تنها از بروز آسیب‌های مکانیکی جلوگیری می‌کند، بلکه باعث کاهش صدا، لرزش، افزایش طول عمر اجزای سیستم و بهبود عملکرد کلی می‌شود. در نتیجه، استفاده از اریفیس تخلیه هوا به عنوان بخشی از استراتژی نگهداری پیشگیرانه توصیه می‌شود.

برای تامین تجهیزات هیدرولیک و ابزار دقیق، کافی است به سایت آمازون ابزار مراجعه کنید و تجهیز مورد نظر خود را با مشاوره تامین کنید.

سوالات متداول (FAQ)

۱. چرا وجود هوا در سیستم هیدرولیک خطرناک است؟ وجود هوا می‌تواند باعث کاهش راندمان، ایجاد نویز، افزایش حرارت، آسیب به پمپ و سایر اجزای سیستم شود.

۲. آیا استفاده از اریفیس تخلیه هوا ضروری است؟ در بسیاری از سیستم‌های صنعتی، بله. اریفیس‌ها نقش مؤثری در خروج تدریجی و کنترل‌شده هوا دارند، به‌خصوص در سیستم‌هایی که هواگیری کامل به‌صورت دستی دشوار است.

۳. آیا اریفیس باعث نشت روغن می‌شود؟ خیر، اگر به درستی طراحی و نصب شده باشد. اریفیس‌ها با هدف عبور هوای محبوس و جلوگیری از خروج زیاد سیال طراحی می‌شوند.

۴. هر چند وقت یک‌بار باید هواگیری انجام شود؟ هواگیری معمولاً در هنگام راه‌اندازی اولیه سیستم، پس از تعمیرات، یا در صورت مشاهده نشانه‌هایی مانند صدای غیرعادی یا کاهش عملکرد، انجام می‌شود.