Hydrauliekvloeistoffen

Bij hydraulieksystemen wordt gebruik gemaakt van een vloeistof als krachtoverdrachtsmedium. Wanneer de krachtoverdracht is gebaseerd op in de vloeistofstroom aanwezige kinetische energie, spreekt men van hydrodynamische overbrengingen (zoals bijvoorbeeld vloeistofkoppelingen en koppelomvormers). Wanneer niet de snelheid maar de druk van de vloeistof verantwoordelijk is voor de krachtoverbrenging wordt gesproken over hydrostatische systemen. In het algemeen wordt de term hydrauliek vooral geassocieerd met het tweede type overbrenging. Hydrostatische systemen worden op grote schaal gebruikt voor allerlei toepassingen in de industrie, op grondverzetmachines, bij landbouwwerktuigen en in de scheepvaart. Het meest verbreide type hydrostatische "aandrijving" is te vinden in het remsysteem van personenauto's. Merkwaardigerwijs wordt dat normaliter niet tot "de hydrauliek" gerekend, mogelijk vanwege het afwijkende type vloeistoffen dat daarin wordt toegepast. 

Werkingprincipe

Een hydraulieksysteem bestaat in principe uit een pomp, een motor, een leidingsysteem, een vloeistofreservoir, een filter en een regeleenheid om de vloeistofstroom op de een of andere manier te kunnen sturen. Als pomptype worden vooral plunjerpompen, tandwielpompen en schottenpompen gebruikt, In principe kunnen alle pompen ook als motor worden ingezet. Hydraulische cilinders zijn te beschouwen als een niet-roterende axiale plunjerpomp.
De vloeistof dient in eerste instantie als krachtoverdrachtsmedium. Omdat echter zeer hoge drukken kunnen voorkomen heeft de vloeistof ook een smerende taak. Vanwege rendementsverliezen zal er warmteontwikkeling kunnen optreden - de vloeistof vervult een functie bij warmtetransport en warmteavoer. Tenslotte heeft de vloeistof een taak bij het transporteren van vuil- en slijtagemateriaal naar het filter en bij het afdichten.van het systeem naar buiten. Het belangrijkste vereiste is echter efficiente krachtoverdracht met zo gering mogelijke verliezen en met zo hoog mogelijke snelheid - en daar past het best een relatief lage viscositeit bij. 

Belangrijkste typen hydrauliekvloeistof

Het meest gebruikt wordt minerale olie met een viscositeit tussen ISO VG 22 en ISO VG 68. In industrietoepassingen worden uit veiligheidsoverwegingen soms moeilijk brandbare hydraulische vloeistoffen toegepast (staalindustrie, mijnbouw, spuitgietmachines). In mobiele en buiten opgestelde apparatuur worden wel biologisch afbreekbare producten ingezet, om mogelijke milieuschade bij lekkages als gevolg van een incident te beperken. In autoremsystemen worden glycolverbindingen en boorzuuresters toegepast en een enkele keer minerale olie of siliconen. Alle vloeistoffen voor remsystemen hebben een zeer lage viscositeit, het stolpunt ligt < -40 °C Tenslotte worden er in de voedings- en genotmiddelenindustrie voedselveilige producten ingezet, die bij een incident geen schade aan de gezondheid veroorzaken. Het aantal mogelijke hydrauliekvloeistoffen is dus zeer uitgebreid en vele zijn onderling beslist niet mengbaar of uitwisselbaar. 

Indeling van hydrauliekvloeistoffen naar type

Wereldwijd bekend is de indeling volgens ISO 6743/4: 

aanduiding

brandbaarheid

omschrijving

ISO HH

brandbaar

ongedoopte minerale olie

ISO HL

brandbaar

minerale olie met corrosieremmer en anti-oxidant

ISO HM

brandbaar

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant en anti-slijtage

ISO HR

brandbaar

minerale olie met corrosieremmer en anti-oxidant, verhoogde VI

ISO HV

brandbaar

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant en anti-slijtage, verhoogde VI

ISO HG

brandbaar

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant, anti-slijtage en, anti-stick-slip

ISO HS

niet gespecificeerd

synthetische vloeistof

ISO HFA

moeilijk brandbaar

olie in water emulsie

ISO HFA-E

moeilijk brandbaar

olie-in-water emulsies,maximaal 20% minerale olie

ISO HFA-M

moeilijk brandbaar

olie-in-water micro-emulsie

ISO HFA-S

moeilijk brandbaar

mengsel van synthetische vloeistof en water, concentratie tot 10%

ISO HFA-V

moeilijk brandbaar

mengsel van synthetische vloeistof en water, concentratie tot 20%

ISO HFB

moeilijk brandbaar

water-in-olie emulsie (maximaal 60% minerale olie)

ISO HFC

moeilijk brandbaar

water-polymeer oplossingen( minimaal 35% water)

ISO HFD

moeilijk brandbaar

watervrijemoeilijk brandbare hydraulische vloeistof

ISO HFD-R

moeilijk brandbaar

fosfaatester

ISO HFD-S

moeilijk brandbaar

gechloreerde koolwaterstoffen

ISO HFD-T

moeilijk brandbaar

mengsels van fosfaatester en gechloreerde koolwaterstoffen

ISO HFD-U

moeilijk brandbaar

andere typen synthetische vloeistoffen

 In Europa wordt DIN 51524 veel gebruikt. Deze lijkt sterk op ISO 6743/4: 

aanduiding

omschrijving

ISO "equivalent"

DIN H

ongedoopte minerale olie

ISO HH

DIN HL

minerale olie met corrosieremmer en anti-oxidant

ISO HL

DIN HLP

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant en anti-slijtage

ISO HM

DIN HLP-D

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant en anti-slijtage met verbeterde dispergerende en detergerende eigenschappen, maar zonder eisen t.a.v. luchtafscheidend en demulgerend vermogen

-

DIN HVLP

minerale olie met corrosieremmer , anti-oxidant en anti-slijtage, verhoogde VI

ISO HV

 VDMA 24568 specificeert een viertal biologisch afbreekbare hydraulische vloeistoffen: 

aanduiding

omschrijving

VDMA HETG

plantaardige (en dierlijke) oliën (triglyceriden), niet wateroplosbaar

VDMA HEES

synthetische esters, niet wateroplosbaar

VDMA HEPG

polyalkeenglycolen, wateroplosbaar

VDMA HEPR

niet in andere categorieën onder te brengen biologisch afbreekbare vloeistoffen (bijvoorbeeld laagvisceuze poly-alfa-olefinen)

 Remvloeistoffen vallen buiten de bovenstaande indelingen. De belangrijkste indelingen voor remvloeistoffen zijn die volgens ISO 4925, ISO 7803 en Federal Motor Vehicle Safety Standard No. 116. De specificaties zijn in eerste instantie gericht op toepassing in het wegverkeer. Soms worden ze ook gevraagd voor industriële toepassingen. De meeste remmechanismen in de industrie worden echter electro-magnetisch of mechanisch bekrachtigd. 

specificatie

kookpunt, °C, droog

kookpunt, °C, nat

viscositeit, mm2/s bij -40 °C

samenstelling

FMVSS DOT 3

> 205

> 140

< 1500

polyglycolethers

FMVSS DOT 4

> 230

> 155

< 1800

polyglycolethers

FMVSS DOT 5.1

> 260

> 180

< 900

mengsel van polyglycolethers en boorzuuresters

FMVSS DOT 5

>260

> 180

< 900

siliconen

ISO 4925 Class 3

> 205

> 140

< 1500

polyglycolethers

ISO 4925 Class 4

> 230

> 155

< 1800

polyglycolethers

ISO 4925 Class 6

> 250

> 165

< 750

mengsel van polyglycolethersen boorzuuresters

ISO 7803

-

-

< 1800

synthetische minerale olie met zeer hoge viscositeitsindex

 In de bovenstaande tabel zijn producten waarvan de eigenschappen zijn weergegeven in dezelfde kleur onderling mengbaar, producten waarvan de eigenschappen in verschillende kleuren zijn weergegeven zijn volstrekt niet mengbaar of uitwisselbaar. Bij onverhoopte menging kan er grote schade aan het remsysteem optreden en kan het remvermogen van het voertuig volledig uitvallen!
FMVSS DOT 5 specificeert een siliconenvloeistof. Het gebruik beperkt zich tot remsystemen die speciaal voor een dergelijk type vloeistof zijn ontworpen (o.a sommige Harley-Davidson motorfietsen).
ISO 7308 specificeert een vloeistof die kan worden gebruikt in remsystemen en comforthydrauliek specifiek ontworpen voor gebruik van minerale olie. De belangrijkste toepassing is in Citroën voertuigen en in voertuigen van andere fabrikanten die gebruik maken van Citroën technologie (Rolls-Royce, Bentley, Mercedes, BMW, Lexus oa). Ook wordt een dergelijk type minerale hydraulische olie gebruikt voor bepaalde vormen van stuurbekrachtiging (Ford, BMW, Mercedes, Opel, Saab o.a).

Water als hydrauliekvloeistof

Water is de meest voor de hand liggende vloeistof - het is goedkoop, laagvisceus en als warmteoverdrachtsmedium onovertroffen., De eerste hydraulische systemen werkten dan ook met water - en de nadelen daarvan (beperkt temperatuurbereik, slecht smeermiddel, corrosie) werden ook snel duidelijk. Water wordt alleen nog "puur" gebruikt in "antieke" lage druk systemen. Het is echter een belangrijk bestanddeel van verschillende typen moeilijk brandbare hydraulische vloeistoffen. In alle andere gevallen is water een stof die zo veel mogelijk buiten het systeem dient te worden gehouden. 

Onderscheid tussen mobiele en industriële hydraulieksystemen

Er zijn een aantal verschillen tussen mobiele en stationaire hydraulieksystemen die hun weerslag hebben op vloeistofstandtijd, vloeistofkeuze, filtermogelijkheden en componentenlevensduur. De verschillen worden veroorzaakt door beperkingen die de inzet van de hydraulische installatie met zich meebrengt en zijn nauwelijks te beinvloeden. De verschillen zijn gelegen in starttemperatuur, bedrijfstemperatuur, optredende drukken, vervuilingsniveau, gevoeligheid voor schuimvorming en luchtinsluiting en beschikbare oliehoeveelheid. 

Oliehoeveelheid

Als vuistregel voor hoge druk hydraulieksystemen wordt aangehouden dat de inhoud van het oliereservoir ongeveer drie keer de pompopbrengst moet bedragen. Als dus een pomp is gemonteerd met een (maximale) opbrengst van 50 l/min, dan zou het reservoir een inhoud van ca. 150 liter behoren te hebben. De achtergrond van de vuistregel is dat bij een dergelijke verhouding de in de tank terugvloeiende olie voldoende tijd heeft om eventueel ingesloten luchtbellen af te scheiden en eventueel oppervlakteschuim af te breken, zodat door de pomp olie kan worden aangezogen zonder gevaar voor cavitatie. Ook de vormgeving van een standaardreservoir is daar op gericht. Zo zijn tanks voorzien van tussenschotten om eventueel uitzakkend vuil te concentreren, wordt de retourolie zodanig teruggevoerd dat er geen "geplons" ontstaat en wordt de aanzuigleiding aangebracht op een relatief "schone" plaats in de tank.
Bij mobiele toepassingen is voor een tank met in verhouding dezelde afmetingen geen plaats. De oliehoeveelheid is daardoor beduidend kleiner, tot slechts een derde van een deugdelijk gedimensioneerd industrieel systeem. De olie wordt dus veel sneller rondgepompt, er is meer "gespartel" in het reservoir en de kans op luchtinsluiting en schuimvorming is groter. Door de geringere hoeveelheid olie zal de relatieve mate van vervuiling hoger zijn als eenzelfde hoeveelheid slijtagemateriaal wordt gegenereerd. De deeltjes worden immers opgenomen in een aanzienlijk kleinere oliehoeveelheid.
De moeilijkste situatie doet zich voor bij tractoren. Daar vormt de versnellingsbak/-achterbrugcombinatie meestal het reservoir, en er wordt met relatief kleine oliehoeveelheden gewerkt. Daar komt bij dat er relatief veel vervuiling vrijkomt in de vorm van slijtagemateriaal afkomstig van koppelingen, tandwielen, remmen in het oliebad en eventueel van via snelkoppelingen aangesloten werktuigen.
Het probleem is niet volledig op te lossen door filteren: filters van voldoende fijnheid zouden of onpraktisch grote afmetingen moeten hebben of te vaak moeten worden vervangen. Er zal dus een lagere levensduur moeten worden geaccepteerd, van zowel apparatuur als vloeistof. Doordat dergelijke apparatuur niet continu in gebruik is, wordt in jaren gemeten een acceptabele levensduur bereikt. 

Systeemdruk

Hoe hoger de systeemdruk, hoe hoger de gevoeligheid voor vuil en hoe geringer de spelingen. Bij mobiele apparatuur worden voor eenzelfde type pomp vaak aanzienlijk hogere drukken toegestaan dan in algemene industrietoepassing gebruikelijk. De hogere druk wordt gekozen omdat men een hoge vermogensdichtheid wenst,, de afmetingen van de apparatuur moeten beperkt blijven. De constructeur maakt een afweging en probeert een balans te vinden tussen systeemdruk, prestaties en levensduur. De uitkomst zal naar de aard van de apparatuur en de inzet variëren - met als gevolg dat bij mobiele toepassingen in verhouding hogere drukken worden toegelaten - en als gevolg daarvan de levensduur korter wordt. Wanneer door die keuze de prestaties in bijvoorbeeld m3 grond verzet per uur en daardoor de geldelijke opbrengst per uur hoger ligt, kan dat een economisch alleszins terechte keuze zijn. 

Temperatuurinvloeden

Voor de keuze van de viscositeit van een hydrauliekvloeistof zijn twee temperaturen van belang: de starttemperatuur en de normale bedrijfstemperatuur. De viscositeit moet bij het opstarten nog zodanig laag zijn dat de pomp de vloeistof kan aanzuigen zonder dat luchtinsluiting of cavitatie optreedt. Op bedrijfstemperatuur dient de viscositeit nog voldoende hoog te zijn om voor smering en loopvlakscheiding van de diverse onderdelen van het systeem te zorgen. De ideale viscositeit loopt uiteen en is afhankelijk van het gebruikte pomptype, zoals uit de tabel blijkt.

pomptype

viscositeit, mm2/s, maximumwaarde

viscositeit, mm2/s, minimumwaarde

tandwielpomp

1000 - 2000

15 - 25

schottenpomp

850

20 - 25

plunjerpomp

200 - 850

8 - 15

Per pomptype kunnen de waarden enigszins uiteenlopen, afhankelijk van constructiedetails. Tandwielpompen zijn minder kritisch ten aanzien van de viscositeit bij starttemperatuur dan de andere typen. Schottenpompen zijn kritisch ten aanzien van de viscositeit op bedrijfstemperatuur. Bij een te geringe waarde kan slijtage aan de schotten optreden.
Bij mobiele apparatuur zal doorgaans meer variatie in starttemperatuur optreden dan bij industriesystemen. Ook zal de starttemperatuur lager kunnen liggen in de winterperiode. Aan de andere kant kan de bedrijfstemperatuur aanzienlijk hoger liggen omdat de vermogensdichtheid hoger is. Voor industriesystemen is een bedrijfstemperatuur van 55 - 65 °C gebruikelijk. Bij mobiele apparatuur kan die oplopen tot 70 - 85 °C. Dat betekent dat of een hogere viscositeit noodzakelijk kan worden of dat er een product met een hogere viscositeitsindex moet worden ingezet. Beide mogelijkheden brengen ieder hun eigen nadelen met zich mee: een visceuzere olie beperkt de temperatuur waarbij nog veilig kan worden opgestart en kan een hoogst onwenselijke oliewissel bij de overgang naar het winterseizoen nodig maken. Een olie met hogere viscositeitsindex bevat meestal polymeerverbindingen om de temperatuurgevoeligheid te beperken - helaas verslechtert daardoor ook meestal het luchtafscheidend vermogen en wordt de kans op schuimvorming daardoor soms vergroot. Producten zonder viscositeitsindexverbeteraar hebben de voorkeur, bijvoorbeeld gebaseerd op groep III of IV basisolie of biologisch afbreekbare synthetische esters.

Luchtinsluiting en de vorming van oppervlakteschuim

Beide verschijnselen zijn zeer ongewenst omdat ze de stabiliteit van het systeem verstoren en aanleiding kunnen zijn tot cavitatie en slijtage. Hoewel beide op elkaar lijken en de effecten op het systeem gelijk zijn, zijn de oorzaken van beide verschijnselen geheel verschillend. Luchtinsluiting betekent luchtbellen in de vloeistof, die als het goed is snel opstijgen en dan de vloeistof verlaten. Oppervlakteschuim ontstaat wanneer de opstijgende luchtbellen omhuld met een dun vloeistoflaagje op het oppervlak aanwezig blijven.
Het luchtafscheidend vermogen hangt direct samen met de aard van de basisvloeistof. Het kan niet door additieven worden verbeterd, additieven die gebruikt worden voor andere taken kunnen wel het luchtafscheidend vermogen aanzienlijk verslechteren. De neiging tot schuimvorming hangt samen met de oppervlaktespanning van de vloeistof die de luchtbellen omhuld. De oppervlaktespanning kan verminderd worden door bijvoorbeeld enkele ppm siliconen in de vloeistof op te nemen. Helaas gaat de reductie van het oppervlakteschuim altijd gepaard met een sterke verslechtering van het luchtafscheidend vermogen. Om die reden wordt het gebruik van schuimremmers (en andere additieven) in hydrauliekvloeistoffen tot het absolute minimum beperkt.
Problemen met luchtinsluiting ontstaan meestal als gevolg van een te hoge viscositeit of als gevolg van het onjuist terugvoeren van de vloeistof in het reservoir ("bommetje effect"). Schuimvorming wordt sterk gestimuleerd door vervuiling van het systeem met vezelachtig materiaal en water. Een hoogwaardig filtersysteem en een goed demulgerend vermogen helpt water en verontreinigingen af te scheiden en zo schuimvorming te voorkomen. 

Detergenten en dispersanten

Bij mobiele apparatuur kan de bedrijfstemperatuur zo hoog zijn dat afzettingen als gevolg van oxidatie in de vorm van lak niet zijn te voorkomen. Het ontstaan van afzettingen kan worden tegen gegaan door detergenten en dispersanten. In motorolie worden die om die reden op grote schaal toegepast. In hydrauliekolie kan dat ook, maar het gaat ten koste van het luchtafscheidend vermogen. Zolang het gebruik van detergenten kan worden voorkomen, is het beter ze om die reden niet te gebruiken. Door de hogere bedrijfstemperatuur zal het echter in een aantal gevallen noodzakelijk zijn een vloeistof met detergerende en dispergerende eigenschappen toe te passen. In DIN 51524 HLP-D is een dergelijk type vloeistof gespecificeerd. Daarbij worden aan het luchtafscheidend vermogen en het anti-schuimgedrag lagere eisen gesteld - het is niet mogelijk die op hetzelfde niveau te handhaven als bij een normale DIN 51524 HLP vloeistof! Als alternatief wordt in mobiele apparatuur soms motorolie ingezet met een viscositeit van SAE 10W, 20W of 10W-30. 

Samenvatting

De werkomstandigheden bij een hydraulieksysteem in mobiele toepassingen zijn minder gunstig dan bij een goed ontworpen industriesysteem. Dat heeft tot gevolg dat er een hoger vervuilingsniveau aanwezig is, er meer kans bestaat op schuimvorming en er een geringere vloeistofstandtijd en levensduur is te verwachten. De bestendigheid tegen de hogere temperatuur kan worden verbeterd door het gebruik van detergenten/dispersanten, maar dat gaat ten koste van het luchtafscheidend vermogen en kan ook de filtreerbaarheid van de vloeistof (vanwege het geringere demulgerend vermogen) aantasten. De levensduur kan worden vergroot door gebruik van een specifiek op mobiele toepassingen afgestemde (detergerende) hydrauliekvloeistof, aandacht voor schoon werken en goede filtering en door het binnendringen van water en vuil van buiten zo goed mogelijk tegen te gaan. Bij goed ontworpen en goed onderhouden grondverzetapparatuur kan dat een vloeistofstandtijd opleveren van 3000 tot 7000 uur, bij landbouwtoepassingen zullen door de aard van de constructie kortere standtijden moeten worden aangehouden. 

Reinheid in hydraulische systemen

In een hydraulisch systeem komen nauwe spelingen voor. Vooral bij hoge druk systemen (drukken >200 bar) is uiterste reinheid van belang. De gewenste reinheid hangt af van de mechanische opbouw van het systeem: hoe kleiner de spelingen, hoe hoger de reinheid moet zijn. In de tabel is een overzicht te zien van de gewenste reinheid voor diverse componenten. In het algemeen geldt: de gewenste reinheid is meestal hoger dan de reinheid van het smeermiddel zoals door de smeerolieindustrie standaard wordt aangeboden.

 

toepassing

aanbevolen reinheid volgens ISO 4406

servosystemen die zeer gevoelig zijn voor vervuiling door zeer kleine deeltjes

15/13/10

industriehydrauliek werkend met hoge drukken en proportioneelregeling

17/15/12

hydrauliek uitgerust met elctromagnetische stuurventielen
lage en middeldruk systemen

18/15/12
19/16/14

industriehydrauliek en mobiele toepassingen met geringe anti-slijtage vereisten

20/18/15

circulatiesmering bij tandwieloverbrengingen

18/16/13

ongebruikte, verse olie

21/19/16

axialeplunjerpompen
radiale plunjerpompen
tandwielpompen
schottenpompen

18/16/13
19/17/13
20/18/15
19/17/14

wegventielen
drukventielen
stroomregelkleppen
terugslagkleppen
proportionaalkleppen
servoventielen

20/18/15
19/17/14
19/17/14
20/18/15
18/16/13
16/14/11

Vervuiling

In de afbeelding hiernaast is te zien hoe verse olie er onder een microscoop uit ziet (vergroting: 100x). Omdat het fabricageproces van hydrauliekvloeistoffen op industriële schaal plaats vind, is het niet mogelijk zonder speciale maatregelen en hoge kosten vloeistof van de optimale reinheid te leveren. Sommige leveranciers zijn in staat op verzoek "superclean" hydrauliekvloeistof te leveren tegen meerprijs.
In de meeste gevallen is dat volstrekt niet zinvol, omdat bij eenvoudig vullen van het hydraulieksysteem weer zoveel "vuil" uit de atmosfeer mee naar binnen kan komen dat van de extra reinheid weinig over blijft. 

Maatregelen ter bevordering van de reinheid

In de afbeelding hieronder is een hydraulisch systeem te zien, waarin aangegeven op welke manier vuil een systeem kan binnen komen. Zowel uit externe bron via een tankbeluchter, als gevolg van onderhoudswerkzaamheden, als gevolg van slijtage en als gevolg van veranderingen in de vloeistof zelf kan vervuiling ontstaan.
Bij een nieuwe installatie die in bedrijf wordt gesteld kunnen er na de opbouw in leidingen, reservoir en componenten minieme hoeveelheiden vuil zijn achter gebleven. Wanneer de installatie dan eenvoudig wordt gevuld door overschenken, wordt er nog een extra hoeveelheid verontreinigingen in gebracht.
Als de installatie vervolgens voor het eerst wordt opgestart, zal de vervuiling gaan circuleren en pas na verloop van tijd zal bij deugdelijke filtering de gewenste reinheid kunnen worden bereikt. Zeker bij grote industriële systemen is het verstandiger de installatie via een filter van voldoende fijnheid te vullen en daarna via een extern filtersysteem en pomp de tankinhoud zo lang te circuleren totdat de juiste mate van reinheid is bereikt voor de installatie in bedrijf wordt gesteld. Op die manier wordt voorkomen dat de installatie mogelijk al in de eerste paar honderd bedrijfsuren overmatig zal slijten. 

Filterfijnheid

Om een bepaalde mate van reinheid te bereiken zullen filters gebruikt moeten worden die in staat zijn deeltjes van de gewenste grootte te verwijderen. In de afbeelding hiernaast is een overzicht te zien van de filterfijnheid die nodig is om een bepaalde reinheidsklasse te bereiken.
Het is in de meeste gevallen niet nodig om alle circulerende vloeistof op het hoogste gewenste reinheidsniveau te brengen. Dat zou tot onpraktische filterafmetingen leiden en waarschijnlijk frequent vervangen van filters noodzakelijk maken. Het is voldoende om de circulerende olie te filteren tot het basisniveau dat nodig is voor het gebruikte type pomp. Voor hogere eisen stellende servobesturingen kunnen dan extra filters met een aangepaste filterfijnheid worden gemonteerd. 

Verontreiniging door water

Alle hydrauliekvloeistoffen die niet door hun aard al reeds water bevatten, gaan snel in eigenschappen achteruit bij water in het systeem. Vooral wanneer het syteem daarnaast metaaldeeltjes van vooral koper bevat. Koper heeft een sterk katalyserende invloed op de snelheid van kwaliteitsachteruitgang door water.
Water kan corrosie veroorzaken en aanleiding zijn tot filterverstopping. Bij voorkeur dient het watergehalte niet boven 200 ppm op te lopen.
Wanneer er een groot verschil bestaat in opstarttemperatuur en bedrijfstemperatuur kan waterdamp via de reservoirbeluchter binnentreden en condenseren in het reservoir. Door een beluchtingsfilter met luchtdrogende eigenschappen toe te passen kan het binnen dringen van vocht sterk worden beperkt.
Bij op esters gebaseerde biologisch afbreekbare of voedselveilige hydrauliekvloeistoffen is water ook om een andere reden zeer ongewenst. Esters ontstaan uit een reactie van een vetzuur en een alcohol, waarbij ook water wordt gevormd. Die reactie is in principe omkeerbaar. Dat betekent dat water in een op esters gebaseerde hydrauliekvloeistof tot het uiteenvallen daarvan in een vetzuur en een alcohol kan leiden, een mengsel met totaal andere eigenschappen dan voorzien. Het voorkomen van het binnendringen van water, en, als dat toch gebeurt, dat zo goed mogelijk verwijderen, is bij dergelijke producten essentieel om bevredigend bedrijf mogelijk te maken.
Omdat biologisch afbreekbare hydrauliekvloeistof veel in buiten opgestelde of mobiele apparatuur wordt gebruikt, zal er een betrekkelijk groot verschil kunnen bestaan tussen bedrijfstemperatuur en starttemperatuur. Dit versterkt de opname van vocht uit de atmosfeer. Een beluchtingsfilter met waterafscheider kan veel narigheid voorkomen.
Veel "remvloeistoffen" zijn hygroscopisch. Ze kunnen water(damp) uit de lucht opnemen. Opname van water geeeft tot een sterke verlaging van het kookpunt. Het gevolg daarvan kan zijn dat er bij het remmen door warmteopname dampbellen in de vloeistof ontstaan en de remwerking tijdelijk verdwijnt. Om die reden geven autofabrikanten aan dat remvloeistof na een bepaalde tijd ververst dient te worden om gevaarlijke situaties te voorkomen. 

Speciale producten en toepassingen

Het merendeel van de gebruikte hydrauliekvloeistof bestaat uit minerale olie met een additivering afgestemd op de te verwachten bedrijfsomstandigheden. Voor een aantal toepassingen worden eisen gesteld waar met een op basis van minerale olie moeilijk of niet aan kan worden voldaan. De belangrijkste "uitzonderingen" zijn toepassingen waar hoge brandveiligheid is vereist, waar biologisch afbreekbare producten worden verlangd, toepassingen waar de hydrauliekvloeistof in contact kan komen met voedingsmiddelen, remvloeistoffen en toepassingen met zowel extreme temperatuureisen en veiligheidsvoorschriften zoals in de luchtvaart. 

Moeilijk brandbare hydraulische vloeistoffen

Bij slangbreuk of bij lekkage kan bij een onder druk staand hydraulieksysteem vloeistof naar buiten kunnen komen. Wanneer in de omgeving open vuur of materiaal met een voldoende hoge temperatuur aanwezig is, kan dat tot het ontbranden van de vrijkomende hydrauliekvloeistof leiden met de daaruit voortvloeiende gevaren voor omgeving en personeel. In dergelijke situaties (bijvoorbeeld in de staalindustrie en de mijnbouw en bij spuitgietmachines) worden eisen gesteld aan de brandbaarheid van de in te zetten hydrauliekvloeistof.
De oplossing wordt gezocht in toepassing van producten die of een groot aandeel water bevatten (ISO HFA) of in vloeistoffen die door hun chemische structuur moeilijk brandbaar zijn (ISO HFB, HFC, HFD). Het is niet zo dat al deze vloeistoffen volledig onbrandbaar zijn. Ze voldoen wel aan allerlei tests die gevaarlijke praktijksituaties nabootsen. Afhankelijk van de toepassing en de verwachte gevaren verschillen die tests. De belangrijkste zijn:

  • ontbranden bij contact met open vuur (gasvlam)
  • vlamonderhoudend zijn na het wegnemen van het open vuur dat voor de ontsteking zorgde
  • uitbreiden van het vlamfront in de richting tegengesteld als de vloeistofstroom bij contact met een gasvlam
  • ontbranden bij contact met hete oppervlakken (gesmolten ijzer of staal)

Wanneer dergelijke producten worden vereist, wordt nauwkeurig aangegeven welke typen in de gegeven situatie acceptabel zijn. Omdat deze producten sterk afwijken van minerale olie zal in veel gevallen de apparatuur daarop moeten zijn aangepast. Het kan nodig zijn om andere afdichtings- en slangmaterialen toe te passen en eventueel de maximale pompdruk terug te brengen vanwege de in veel gevallen minder goede smerende werking van dergelijke producten. Overschakeling van minerale olie naar een moeilijk brandbare hydrauliekvloeistof zal in de praktijk weinig voorkomen. Meestal gaat het om apparatuur die af fabriek met een dergelijk product is afgevuld en daartoe door de fabrikant van de noodzakelijke aanpassingen is voorzien. Wanneer achteraf dient te worden overgeschakeld van minerale olie naar een moeilijk brandbare vloeistof, dient dit in nauw overleg tussen gebruiker, machinefabrikant en vloeistofleverancier plaats te vinden om zeker te stellen dat zowel aan de veiligheidseisen voor de werkomgeving als aan de compatibiliteitsvereisten van machine en vloeistof wordt voldaan.

Biologisch afbreekbare hydrauliekvloeistoffen

Hydraulische vloeistof die door een of andere reden weg lekt naar het milieu, kan grote gevolgen hebben voor de daarin levende organismen. Om die reden worden bij buiten opgestelde apparatuur en bij mobiele toepassingen in toenemende mate biologisch afbreekbare producten gebruikt. Wanneer een biologisch afbreekbaar product weg lekt, wordt dit veel sneller afgebroken in ongevaarlijke stoffen dan minerale olie. De tijdsduur waarin schade wordt aangericht wordt dus sterk verkort - het is niet zo dat in het geheel geen schade aan het milieu wordt toegebracht. Het is dus ook beter om lekkage zo volledig mogelijk te voorkomen. Biologisch afbreekbare vloeistoffen zijn bedoeld om de schade als gevolg van een incident zoals slangbreuk te beperken, niet om slecht onderhoud acceptabel te maken. Biologisch afbreekbare vloeistoffen mogen na gebruik niet in het milieu worden achter gelaten, maar dienen op voorgeschreven wijze te worden afgevoerd.
Biologisch snel afbreekbaar zijn bijvoorbeeld plantaardige olie, esters (zowel verkregen uit plantaardige olie als uit aardolie), bepaalde polyalkeenglycolen en laagvisceuze poly-alfa-oleinen. Wanneer machines met minerale olie worden afgeleverd, kunnen deze later worden overgeschakeld. Bij die overschakeling is het van belang dat de oorspronkelijke vloeistof zo volledig mogelijk wordt verwijderd, wat een spoelprocedure meestal noodzakelijk maakt. 

Voedselveilige hydraulische vloeistoffen

In de voedingsmiddelenindustrie worden dezelde hydrauliekcomponenten gebruikt als in de algemene industrie. De producent van voedingsmiddelen is echter verplicht op basis van EU-voorschriften een zorgvuldige analyse te maken van zijn productieproces en daarbij risicos nauwkeurig in kaart te brengen. Wanneer uit deze zogenaamde HACCP-analyse blijkt dat in bepaalde fases van het productieproces contaminatie van voedingsmiddelen door incidentele lekkage van hydrauliekvloeistof zou kunnen optreden, kan de producent besluiten een voedselveilige vleoistof te gebruiken in die toepassing.
Het gebruik van voedselveilige producten is geen verplichting. De producent is verantwoordelijk voor het zorgvuldig produceren. Wanneer achteraf blijkt dat hij bepaalde risico's onjuist heeft ingeschat en daardoor niet de juiste maatregelen heeft genomen om risico's te beperken, is hij daarvoor ten allen tijde veratwoordelijk. Een van de manieren om risico's te beperken is het gebruik van voedselveilige hulpstoffen en smeermiddelen. Voor de hydrauliekvloeistof betekent dat, dat het product moet zijn samengesteld uit componenten die in de voorziene maximale toegestane dosering geen schade aan de gezondheid van mens of dier kunnen berokkenen. Vloeistoffen die aan dat vereiste voldoen staan bekend als H1 vloeistoffen.
H1 producten zijn geen eetbare producten. Het zijn producten waarvan vaststaat dat ze in de geringe toegestane hoeveelheden in voedingsmiddelen geen schade berokkenen. Voor de fabrikant van de vloeistof betekent het dat hij beperkt is in zijn keuze van samenstellende componenten, alleen specifiek vrijgegeven componenten zijn toegestaan.
Wanneer overgeschakeld wordt van een algemeen product naar een H1 goedgekeurde hydrauliekvloeistof dient er voor gezord te worden dat het voorgaande product zo volledig mogeljijk uit de installatie wordt verwijderd. In veel gevallen zal een spoelprocedure nodig zijn om dat te bereiken. 

Remvloeistoffen

Remvloeistoffen dienen zowel een betrekkelijk lage viscositeit te hebben bij lage temperatuur (-40 °C) als bestand te zijn tegen betrekkelijk hoge temperatuur (>140 °C bij aanwezigheid van vocht in het systeem). Remvloeistof speelt een vitale rol bij de verkeersveiligheid. Bij moderne ESP-systemen wordt 25 keer per seconde gecontroleerd of het voertuig de gewenste koers volgt. Wanneer dat niet het geval is, wordt ingegrepen door zowel gas terug te nemen en één of meer wielen korstondig af te remmen ter correctie. Aan deze eisen kan alleen met betrekkelijk dunne vloeistoffen worden voldaan met hoge viscositeitsindex. In de meeste gevallen worden mengsels van glycolethers en/of boorzuuresters gebruikt, soms een synthetische minerale olie met zeer hoge viscositeitsindex.. 

Luchtvaarttoepassingen

In de luchtvaart mogen alleen expliciet goedgekeurde en vrijgegeven producten gebruikt. Het gaat om betrekkelijk laagvisceuze vloeistoffen van allerlei samenstelling, met een groot temperatuurbereik en een bepaalde mate van reinheid. Onderhoud van dergelijke hydraulische systemen is aan strenge veiligheidsvoorschriften gebonden. Voor niet-luchtvaarttoepassingen worden dergelijke producten soms voorgeschreven wanneer geen geschikte algemene producten verkrijgbaar zijn. 

Print-vriendelijke versieStuur naar een vriendPDF versie

BEROIL NV | Industriezone Centrum-Zuid 3023/6 | B-3530 Houthalen-Helchteren | (T)+32 (0) 11 / 80 33 23 - (F)+32 (0) 11 / 80 10 04 | info [at] beroil [dot] be