Awaria systemu hydrauliki siłowej może skutkować zniszczeniem sprzętu, stratami produkcyjnymi, zranieniem personelu, a nawet śmiercią. Często nie docenia się tego, jak ważna jest prawidłowa eksploatacja oraz przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa podczas pracy z systemami hydraulicznymi i pneumatycznymi wysokiego ciśnienia. Każdy, kto ma bezpośredni lub pośredni kontakt z systemami hydrauliki siłowej, powinien postępować według specjalnej procedury, aby zapobiec jakimkolwiek urazom personelu i zniszczeniom sprzętu, powstałym wskutek wycieku płynów lub awarii elementów systemu.
Dla utrzymania bezpiecznego poziomu pracy i wysokiej wydajności dotyczących systemów płynów należy przeanalizować trzy główne obszary:
- implementacja węży i proces doboru komponentów dla bezpiecznego i wydajnego projektowania i obsługi systemów płynowych,
- przestrzeganie instrukcji obsługi przy montażu węży w celu zapobiegania przedwczesnym awariom i nacisk na bezpieczeństwo przy ich obsłudze,
- unikanie obrażeń podczas wycieku i zrozumienie ważności szybkiej pomocy medycznej w razie wypadku.
Dobór węży i komponentów
Właściwa implementacja węży hydraulicznych i proces doboru złączy montażowych pozwala zwiększyć osiągi i niezawodność systemu, jak również podwyższyć poziom bezpieczeństwa oraz wydajności całego systemu. Proces ten ma zapewnić właściwe dopasowanie wybranych elementów do wymogów aplikacji. Aby wspomóc ten proces, należy uwzględnić kilka czynników:
- elektryczna przewodność właściwa elementów. Niektóre aplikacje wymagają, aby węże hydrauliczne były nieprzewodzące, by zapobiec porażeniom prądem elektrycznym. Inne zaś wymagają, aby węże, złącza i elementy sprzęgające miały wystarczającą przewodność dla odprowadzenia ładunków statycznych.
- odpowiednio zwymiarowane węże są niezbędne do zapewnienia odpowiedniego przepływu i prędkości, aby sprostać wymaganiom aplikacji. Bardzo wysoka bądź niska temperatura otoczenia oraz temperatury systemu mogą niesprzyjająco oddziaływać na pokrycie węży hydraulicznych i osłabienie materiału, co może zredukować czas użytkowania elementu.
- aplikacje, w których stosowane są węże hydrauliczne i elementy osprzętu hydraulicznego, wpływają bezpośrednio na proces doboru. Osprzęt, środowisko pracy, obciążenia mechaniczne, sposób mocowania węży, metody uszczelniania mocowań, bliskość do źródeł cieplnych oraz zatarcie węży to przykłady czynników, które należy uwzględnić przy ich doborze.
- każdy wąż musi być dostosowany do olejów, chemikaliów i mediów przenoszonych przez system.
- należy zidentyfikować charakterystykę ciśnienia w odniesieniu do określenia nagłych skoków oraz ekstremalnych wartości. Udokumentowane rekomendowane ciśnienie maksymalne dla połączeń hydraulicznych musi być równe bądź większe od rzeczywistego ciśnienia maksymalnego. Ciśnienie narastające gwałtownie, a także krótkotrwałe ciśnienie uderzeniowe również muszą być poniżej dopuszczalnego ciśnienia dla węży hydraulicznych.
Bardzo częstym założeniem jest to, że jeżeli wąż ma maksymalne dopuszczalne ciśnienie pracy wynoszące 3000 psi oraz współczynnik bezpieczeństwa 4:1 założony w projekcie, to może być użyty w aplikacjach, gdzie występuje 4000 psi, ponieważ spełnia warunki dyktowane przez współczynnik bezpieczeństwa. Nic bardziej mylnego. Współczynnik bezpieczeństwa jest informacją dla producenta w celach testowych i analitycznych i nie wskazuje, że dany produkt może pracować pod ciśnieniem większym niż dopuszczalne.
Rozważenie warunków pracy
Cykl pracy określa, jak często różne funkcje pojawiają się w określonych odstępach czasu w obwodzie zasilania aplikacji, a impuls wskazuje ekstremalne oraz dynamiczne wahania ciśnienia. Właściwe zrozumienie i zmierzenie cyklu pracy oraz impulsu są decydujące dla wyspecyfikowania odpowiednich elementów łączeniowych.
Duży impuls oraz długi cykl pracy aplikacji może wymagać użycia węży wzmocnionych spiralnym drutem zamiast zwykłych węży z oplotem pomimo tego, że oba typy węży spełniają kryteria stawiane przez aplikacje. W skrócie – nagły impuls ciśnienia przyspiesza zużycie węży i skraca czas ich prawidłowej eksploatacji. W aplikacjach pracujących w podobnych warunkach powinno się rozważyć zastosowanie węży wzmocnionych spiralnym drutem.
Bezpieczeństwo przy wężach
Węże oraz ich połączenia mogą ulec uszkodzeniu bez ostrzeżenia. Niewłaściwa selekcja, instalacja, użytkowanie węża, pasowania czy akcesoria związane z pracą aplikacji są częstą przyczyną powstania awarii, która z kolei może powodować zniszczenie sprzętu, urazy personelu obsługującego oraz śmierć. Starzenie się, zużycie, brak regularnego przeglądu węży również może spowodować powstanie awarii.
Systemy węży oraz osprzętu powinny być projektowane tak, żeby zapobiec skutkom awarii, aby w przypadku uszkodzenia węża lub jakiegokolwiek komponentu czy połączenia nie zagrażało obsłudze i nie narażało na uszkodzenie sprzętu lub środków trwałych. Ponieważ występuje wiele specyficznych warunków pracy i systemy hydrauliczne oraz pneumatyczne często podlegają specjalnym wymaganiom, dlatego odpowiedzialność za specyfikacje węży leży ostatecznie po stronie użytkownika.
Montaż i instalacja
Ponieważ procedury instalacyjne i montażowe różnią się w zależności od typów węży, rozmiaru, zastosowanych materiałów i jakości produktu, użytkownik powinien podążać za niektórymi podstawowymi i generalnymi wskazówkami, które zostaną podane poniżej, a są często niedostrzegane podczas operacji montażu i instalacji. Zanim zaczniemy proces montażu (lub produkcji węży), ważne jest, aby skontrolować wszystkie komponenty dla uzyskania pewności, że są one odpowiednie do danej aplikacji. Części te powinny być czyste i poddane oględzinom w celu odnalezienia widzialnych zniszczeń bądź defektów, takich jak m.in. niedrożności, pęcherzyki, odkształcenia, pęknięcia bądź przecięcia.
Podczas instalacji kieruj się wskazówkami i zaleceniami producenta w zakresie promienia zaginania węży. Jeśli wąż został skręcony podczas instalacji, bardzo ważne jest, aby został wyprostowany bądź wymieniony. Uwaga musi być skupiona na tym, aby nie skręcać węży podczas instalacji. Węże hydrauliczne są zaprojektowane tak, aby przenosić naprężenia gnące i podłużne, ale nie skręcające. Skręcenie powoduje znaczne zredukowanie czasu eksploatacji węży.
W momencie zakończenia instalacji całość powietrza pozostałego w instalacji musi być usunięta, zanim system zostanie poddany działaniu ciśnienia maksymalnego w celach testowych. Podczas fazy testowej i operacyjnej personel nie może znajdować się w pobliżu tego obszaru.
Konserwacja węży i połączeń
Właściwy dobór i prawidłowo przeprowadzona instalacja są najistotniejsze dla przedłużenia okresu użytkowania węży oraz komponentów instalacji. Jednakże bez określenia harmonogramu przeglądów konserwacyjnych systemu okres użytkowania węży może być znacznie zredukowany. Przewody giętkie mogą ulec oraz ulegają awariom, w wielu przypadkach bez ostrzeżenia.
Typowy program konserwacyjno-prewencyjny zawiera wizualną kontrolę węży, połączeń i złożeń, okresowo wykonywanych testów oraz wymian poszczególnych elementów według opracowanego harmonogramu. Podczas dokonywanych przeglądów węże wykazujące opisane poniżej symptomy zużycia wymagają natychmiastowego wyłączenia z eksploatacji i wymiany:
- osunięcie pasowania na wężu,
- zniszczenie, pęknięcie, przecięcie lub starta otulina (widzialne deformacje),
- utwardzony, sztywny, pęknięcia spowodowane ciepłem lub zwęglenia,
- przecieki na łączeniach,
- załamania, skruszenia, spłaszczenia lub skręcenia węży,
- pęcherze, degradacje lub ubytki w okładzinie.
Podczas pracy z hydraulicznymi przewodami giętkimi, pasowania i złożenia należy wykonywać niezwykle ostrożnie. Media pod wysokim ciśnieniem mogą być niebezpieczne, a czasem śmiertelne. Podczas prac konserwatorskich upewnij się, że ciśnienie zostało zredukowane tak, żeby komponenty oraz przewody giętkie mogły być bezpiecznie wymienione i sprawdzone.
Wypadki przy wyciekach
Kiedy uszkodzi się przewód hydrauliczny, małe otwory w przewodzie, znane również pod nazwą porów, potrafią wyrzucać małe, ale niebezpiecznie potężne strumienie płynu. Zazwyczaj są one trudno dostrzegalne. Pod żadnym warunkiem użytkownik nie powinien szukać źródła wycieku poprzez „wyczucie” go dłonią, ręką albo inną częścią ciała. Wystarczy ciśnienie rzędu 100 psi, aby przeciąć powierzchnię skóry, a płyn wyciekający poprzez otwór w przewodzie potrafi osiągać wartość 600 psi. Penetracja może nastąpić nawet w odległości do 10 cm od źródła wycieku do skóry.
Urazy przy wycieku płynów mają różne źródła. Płyn hydrauliczny, smar, farba oraz rozcieńczacze farby mogą wywołać wypadek z drastycznym skutkiem. Bardzo często większość pacjentów bagatelizuje problem. Pomimo tego wspominają wrażenie lekkiego ukłucia, a czasem w ogóle nie czują bólu, wysokociśnieniowe płyny potrafią spenetrować skórę i spowodować wiele problemów z tkanką skóry, a czasem nawet utratę kończyny. Nawet pozorny wypadek spowodowany wyciekiem płynu musi być leczony natychmiastowo. Niestety, wielu pacjentów zwleka z leczeniem aż do momentu rozwinięcia się niepokojących symptomów.
Niezwykle ważne jest otrzymanie właściwej pomocy lekarskiej. Wypadki związane z wyciekiem płynów pod wysokim ciśnieniem są bardzo często źle diagnozowane przez medyków zakładowych.
Ponieważ wypadki przy wyciekach bywają łagodne, większość z poszkodowanych w pierwszym odruchu stara się oczyścić ranę i ją zabandażować. Jednak prawdziwe uszkodzenie następuje pod powierzchnią skóry. Ten typ uszkodzenia zaliczany jest do przypadków chirurgicznych i powinien być traktowany poważnie.
Niestety wiele osób, które pracują z systemami hydrauliki siłowej nigdy nie jest odpowiednio szkolonych z zagrożeń występujących na tym stanowisku. Jest to niezwykle ważne, aby zrozumieć procedury pracy osprzętu systemu hydraulicznego, by zapobiec wypadkom.
Artykuł pod redakcją mgr. inż. Kamila Żarów
Autor: Gary Kleiner
