Jak dobrać wąż hydrauliczny?

Przewody hydrauliczne pełnią ważną funkcję w układach hydraulicznych, umożliwiając przepływ cieczy hydraulicznej i sterowanie maszyną. Ich sprawność przekłada się na efektywność roboczą maszyny, wydajność pracy, a także na bezpieczeństwo osób pracujących w zasięgu danego urządzenia. Niestety, jednocześnie przewody narażone są na uszkodzenia mechaniczne oraz usterki powodowane przez przepływające medium i czynniki zewnętrzne. Aby zapewnić niezakłóconą pracę i maksymalną trwałość przewodów hydraulicznych, należy je prawidłowo dobrać, uwzględniając kilka ważnych parametrów. 

Wśród węży hydraulicznych wyróżnia się węże gumowe i termoplastyczne. Ze względu na konstrukcję węże hydrauliczne gumowe można podzielić na węże z oplotami:

• tekstylnymi (jedna lub dwie warstwy),
• z drutu stalowego (jedna, dwie lub trzy warstwy),
• spiralnymi z drutu stalowego (cztery lub sześć warstw).

Węże hydrauliczne produkowane są wg norm w calowych rozmiarach średnicy wewnętrznej. Najpopularniejsze normy określające wymagania w stosunku do węży to normy europejskie EN, międzynarodowe ISO i amerykańskie SAE.

Wężami termoplastycznymi nazywa się z kolei węże do średnich i wysokich ciśnień. Ich podstawowymi materiałami są termoplastyczne polimery (najczęściej poliester, poliamid, poliuretan). Wzmocnienie stanowią jeden lub więcej oplotów z miękkich włókien tekstylnych (standardowo poliester, dla węży wysokociśnieniowych – włókna aramidowe np. kevlar) lub z drutów stalowych wysokiej wytrzymałości. Większość węży z tej grupy jest produkowana wg określonych norm. Z nich najczęściej stosowane to:

• SAE J517 (opisująca węże SAE 100R7 i SAE 100R8),
• DIN 24951,
• ISO 3949,
• EN 855.

Węże hydrauliczne: ustal ciśnienie i temperaturę

Jednym z najważniejszych czynników w doborze węża hydraulicznego jest wartość ciśnienia panującego w układzie hydraulicznym. Ciśnienie robocze przewodu hydraulicznego musi być większe bądź równe rzeczywistej wartości ciśnienia w układzie. Zakres ten musi uwzględniać również wszelkie jego skoki. Standardowo przewody wykonane z gumowych węży hydraulicznych pracują w maksymalnym ciśnieniu roboczym do 420 bar. Jeśli spodziewamy się, że ciśnienie w danym układzie hydraulicznym może przekroczyć tę wartość, zaleca się zastosować węże hydrauliczne, których maksymalne ciśnienie robocze jest większe od wymagań podanych w normach.

Zwiększa to możliwość zastosowania węża przy zachowanym współczynniku bezpieczeństwa bez konieczności zmiany średnicy (np. na mniejszą) czy zmiany jego typu (np. z dwuoplotowego na wąż z oplotami spiralnymi). Dobierając wąż hydrauliczny należy zwrócić uwagę także na temperaturę medium oraz otoczenia. Należy wybrać produkt, którego zakres dopuszczalnej temperatury pracy będzie mieścił się w tym występującym w cieczy hydraulicznej i w środowisku pracy. Węże hydrauliczne z reguły mogą pracować w zakresie od -40 do +100^oC. Przekroczenie zalecanej temperatury w przypadku węży hydraulicznych powoduje twardnienie gumy co ogranicza ich elastyczność oraz powoduje rozszczelnienie przewodu (tzw. pocenie się) na jego końcach, gdzie znajdują się okucia. W takich przypadkach zaleca się użycie węży o rozszerzonym zakresie temperatur pracy dostępne w ofercie Tubes International. Trzeba też uwzględnić wpływ podwyższenia temperatury na wzrost ciśnienia wewnątrz układu.

Węże hydrauliczne: dobierz odpowiednią średnicę

Wąż hydrauliczny powinien mieć także odpowiednio dobraną średnicę, która pozwoli zachować prawidłową prędkość przepływu cieczy hydraulicznej. Nieprawidłowe zwymiarowanie przewodu prowadzi do zakłóceń w jej przepływie i do niepożądanych strat ciśnienia w układzie. Należy uwzględnić stosowane w układzie końcówki, pod względem których dobiera się zarówno średnicę, jak i typ węża oraz grubość jego ścianki. Trzeba też zwrócić uwagę na to, czy w danym układzie okaże się wystarczający minimalny promień zgięcia dla wybranej średnicy. Przekroczenie tego parametru konstrukcyjnego powoduje uszkodzenie przewodu. Nie mniejsze znaczenie ma długość węża. Powinna ona być dobrana tak, by maksymalnie dopasować go do geometrii maszyny i jednocześnie zapewnić swobodę ruchu jej elementów.

Należy unikać zwisania węża z instalacji. Luźny wąż może zaczepić się o inne elementy układu i ulec uszkodzeniu, a dodatkowo utrudniać operatorowi manewrowanie urządzeniem.

Zwróć uwagę na przewodność

Należy również sprawdzić czy w danym środowisku pracy konieczna jest przewodność elektryczna przewodu. Jeżeli dla danego zastosowania istotne jest aby wąż nie przewodził ładunków elektrycznych – np. gdy wąż pracuje w pobliżu transformatorów i instalacji elektrycznych średniego i wysokiego napięcia – to należy zastosować wąż termoplastyczny nieprzewodzący (non conductive). Można go rozpoznać po pomarańczowym kolorze warstwy zewnętrznej. Dla węży termoplastycznych nieprzewodzących norma określa upływ w warunkach badania wg normy mniejszy, niż 50 μA dla napięcia 246 kV/m przez 5 min.

Oceń czynniki zewnętrzne

Dobierając wąż hydrauliczny należy także wziąć pod uwagę takie uwarunkowania, jak:

• promieniowanie UV,
• obecność ozonu,
• warunki pogodowe oraz ekspozycję na tarcie

i wybrać produkt charakteryzujący się odpowiednią odpornością na wymienione czynniki.

Uchroni go to przez przedwczesnym starzeniem i pozwoli zachować jego maksymalną żywotność. Węże termoplastyczne z poliuretanu charakteryzują się większą odpornością na ścieranie i warunki atmosferyczne niż węże gumowe. W celu zwiększenia odporności na tarcie w przypadku węży gumowych producenci stosują dodatkową powłokę, np. UHMWPE (Ultra-high molecular weight PE – polietylen usieciowany). Węże bez takiej powłoki można chronić przed ścieraniem za pomocą odpowiednich osłon.

Osłony mogą być wykorzystywane do zabezpieczenia węży i kompletnych przewodów przed ścieraniem i zagniataniem, a także do łączenia przewodów w wiązki. Najczęściej są one wykonane z takich materiałów, jak stal ocynkowana lub nierdzewna, PVC, polietylen, polipropylen lub poliamid. Korzystanie z nich  niesie ze sobą wiele korzyści. Są to m.in. wydłużenie żywotności zastosowanych rozwiązań oraz odpowiednie zabezpieczenie przewodów umieszczonych w otoczeniu, w którym narażone są na uszkodzenie zewnętrzne.

Porównaj wąż z podobnymi produktami

Zakładając, że dany wąż został odpowiednio dobrany pod kątem parametrów i środowiska pracy, warto porównać go z podobnymi produktami pod kątem jego żywotności. Żywotność przewodów hydraulicznych (w rzeczywistych warunkach pracy) zależy od wielu czynników, a najważniejsze z nich to:

• wytrzymałość zmęczeniowa,
• odporność na starzenie,
• odporność na urazy zewnętrzne.

Wytrzymałość zmęczeniową przewodu można sprawdzić badaniem hydraulicznym ciśnieniem pulsującym bez zginania lub przy jednoczesnym zginaniu. Metody badań opisano w normach ISO 6803, ISO 6802 i ISO 8032. Wymaganą wytrzymałość na ciśnienie pulsujące określa liczba cykli pulsacji (impulsów) ciśnienia, którą powinien wytrzymać wąż i określono ją w normie dla danego typu węża. Choć warunki w których prowadzi się badanie nie odzwierciedlają tych rzeczywistych (pulsacje ciśnienia ok. 1Hz, ciśnienie badawcze od 100% do 133% maksymalnego ciśnienia roboczego, temperatura + 100^oC), pomiar wytrzymałości zmęczeniowej węża mówi wiele o spełnieniu bądź przewyższeniu przez niego danych norm i o jego żywotności.

Wymagania normy EN853 dla węży typu 2SN to minimum 400 000 cykli impulsów jakie powinien wytrzymać wąż przy ciśnieniu pulsacyjnym równym 133% maksymalnego cienienia roboczego. Z kolei wymagania normy EN857 dla węży typu 4SH to minimum 400 000 cykli impulsów jakie powinien wytrzymać wąż przy ciśnieniu pulsacyjnym równym 133% maksymalnego cienienia roboczego.

Informacje o badaniach wytrzymałościowych to dane dostarczane przez poszczególnych producentów węży.

Na to zwróć uwagę, jeśli dobierasz węże hydrauliczne górnicze

Węże hydrauliczne gumowe przeznaczone do zastosowania w górnictwie stanowią szczególny przypadek. Muszą one spełniać liczne dodatkowe wymagania, jakie nie obowiązują w innych gałęziach przemysłu. Podziemne wyrobiska górnicze charakteryzuje wysokie zagrożenie wybuchem lub pożarem, dlatego węże przeznaczone do pracy w górnictwie powinny cechować się:

• odpowiednimi własnościami antyelektrostatycznymi (w celu zapobiegania powstaniu pożaru lub wybuchu),
• odpowiednim stopniem trudnopalności (w celu zapobiegania powstaniu i rozprzestrzenianiu pożaru lub wybuchu),
• odpowiednim stopniem nietoksyczności produktów rozkładu termicznego.

Oprócz powyższych wymagań dotyczących bezpieczeństwa stosowania, węże hydrauliczne górnicze może obejmować dodatkowy warunek podwyższonej odporności na ścieranie warstwy zewnętrznej gumy.

Potwierdzeniem spełnienia wymagań bezpieczeństwa są certyfikaty, aprobaty i dopuszczenia. Wydane są przez instytucje sprawujące nadzór nad dopuszczeniem wyrobów do stosowania w górnictwie w danym kraju. W Polsce są to certyfikaty wydane przez/wg standardu WUG, KOMAG i innych jednostek akredytowanych. Warto dodać, że wymagania polskiego nadzoru górniczego należą do najostrzejszych. Węże dopuszczone do stosowania w górnictwie posiadają najczęściej trwałe oznakowanie nazwą instytucji (standardu) i numerem aprobaty (certyfikatu) dopuszczającego wąż do stosowania, czyli tzw. cechę dopuszczenia.

Zadbaj o odpowiednią konserwację

Trzymając się powyższych wskazówek z dużym prawdopodobieństwem wybierzemy przewód odpowiedni do zastosowania i warunków pracy. Dobór zawsze warto jednak skonsultować z profesjonalistą, takim jak Tubes International. Firma ta dysponuje szeroką ofertą w zakresie hydrauliki siłowej, dystrybuując elementy układów hydraulicznych (w tym węże i złącza). Świadczy też m.in. takie usługi, jak produkcja przewodów hydraulicznych i wysokociśnieniowych czy gięcie rur hydraulicznych. W zakres usług wchodzi czyszczenie węży hydraulicznych systemem Ultra Clean^®. Ma ono na celu pozbycie się pozostałości po cięciu węża z jego wnętrza.

Czyszczenie polega na przestrzeliwaniu przez wąż korków czyszczących za pomocą sprężonego powietrza, a następnie zaślepianiu końców gotowego przewodu termokurczliwymi zaślepkami. Zabieg ten pomaga zachować czystość oleju hydraulicznego, a tym samym wydłużyć żywotność węża i zapobiegać uszkodzeniom pozostałych elementów danego układu. Warto pamiętać, że nawet najlepiej dobrany wąż – by móc pracować jak najdłużej – potrzebuje starannej konserwacji.

Tubes International Sp. z o.o.
ul.Bystra 15A
61-366 Poznań

Telefon: +48 61 653 02 22

Fax: + 48 61 653 02 20

Email: tubes@tubes-international.com