Täältä pesee hydraulikomponenttien pesukoneet ja nesteet kuntoon
Kesällä päättynyt hydrauliikan komponenttipuhtauden kehitysprojekti – Hydrauliikan komponenttipuhtauden kehittämisellä globaalia kilpailukykyä verkostolle (KompuNW) – paljasti hyvin teollisuudessa käytössä olevien komponenttipesukoneiden ongelmia. Jokainen hydraulijärjestelmien rakentaja olettaa komponenttien olevan puhtaita. Yleisesti käytössä olevat pesumenetelmät eivät kuitenkaan välttämättä tarjoa vastinetta tälle oletukselle. Artikkelissa kiinnitetään huomiota pesutekniikan keskeisimpiin seikkoihin, ja sen yhteydessä esitellään kahden alan merkittävän valmistajan ratkaisut.
Projektissa oli mukana kaksi suomalaista koneenrakentajayritystä ja lisäksi heidän kriittisistä alihankijoista muodostuva projektiryhmä. Tutkimus suoritettiin toimi Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) Hydrauliikan ja automatiikan laitoksella (IHA). Projektiin saatiin mukaan myös kaksi kansainvälistä mittalaitevalmistajaa (Hydac GmbH ja Pall Ltd), joista kumpikin lainasi yhden komponenttipuhtauden testi- Kuva 1. TTY:n IHA:n komponenttipuhtauden testilaboratorio. kaapin projektin käyttöön. Komponenttien puhtauden mittaamisen ohella projektissa tarkasteltiin myös komponenttien pesemiseen käytettyjä pesukoneita ja -nesteitä. Kuvassa 1 on esitetty komponenttipuhtauden testilaboratorion laitteita.
Termi ”Tekninen puhtaus” luotiin puolestaan Saksassa ”jäännösepäpuhtauden” tilalle jo vuonna 2001, jotta kyseessä on positiivisempi ja paremmin viestittävä asia. [Rochowicz 2011]
Standardi ISO 16232-1:2007 määrittelee sanan ”puhtaus” (cleanliness) seuraavasti: ”Puhtaus on tuotteen, pinnan, laitteen, kaasun, nesteen, jne. tila, jolle on tunnusomaista hiukkasmaisten epäpuhtauksien poissaolo”.
Pesukoneet
Oleellisin osa puhtaiden komponenttien valmistuksessa on niiden tehokas peseminen. Usein komponentit kyllä pestään, mutta pesu ei kohdistu kunnolla komponentin märkäpinnoille, jolloin pesu on teknistä puhtautta ajatellen tehoton. Monet teollisuuspesukoneet on tarkoitettukin vain komponenttien ulkoisen epäpuhtauden ja rasvan poistamiseen ilman sen kummempia vaatimuksia. Hydraulikomponenttien pesemiseen käytetään tyypillisesti suihkupesukonetta, kappaleille, joiden pestävät pinnat ovat pääasiassa ulkopintoja. Suuri osa hydraulikomponenteista ei kuitenkaan ole tällaisia, jolloin myös niiden pesutulos jää usein vaatimattomaksi. Esimerkkeinä voidaan mainita mm. sylinteriputket, venttiilit ja lohkot.
Kuva 1. TTY:n IHA:n komponenttipuhtauden testilaboratorio.
Kuva 2. Tyypillinen hydraulikomponenttien pesussa käytetty suihkupesukone.
Kohdistamalla pesu märkäpinnoille voidaan komponenttien puhtautta parantaa huomattavastikin. Tietenkin puhdistaminen on sitä helpompaa, mitä vähemmän märkäpinnat ovat likaantuneet valmistusprosessin aikana, joten likalähteet tulee karsia pois tuotannosta niin hyvin kuin mahdollista. Käytettyjen pesukoneiden pitää siis olla sellaisia, että ne pesevät tehokkaasti niitä pintoja, joita niiden on tarkoitus pestä. Tämä kuulostaa hyvin itsestään selvältä, mutta käytännössä on havaittu, että se ei ole sitä.
Pesunesteiden puhtaus
Kuka voisi pestä astioita likaisessa, rasvaa hyllyvässä altaassa päivästä toiseen ja kuvitella saavansa puhtaita astioita? No ei varmasti kukaan. Pesunesteen puhtaus vaikuttaa suoraan komponentin loppupuhtaustasoon. Pesunesteen pitää olla aina puhtaampaa kuin haluttu pestävän komponentin loppupuhtaustaso. Toisaalta pesunesteen pitää olla koostumukseltaan sellainen, että se soveltuu pestäville komponenteille, sillä saadaan irrotettua likahiukkaset komponentin pinnalta mahdollisimman tehokkaasti, se antaa tarvittaessa riittävän korroosiosuojan ja saa kuljetettua hiukkaset suodattimeen.
Ensimmäinen askel pesunesteen kunnnon parantamiseen on se, että pesunesteiden suodatukseen kiinnitetään erityistä huomiota. Oikealla suodatinvalinnalla pidennetään pesunesteiden käyttöikää ja saavutetaan merkittäviä säästöjä.
Tutkimusprojektin aikana tehtyjen mittausten perusteella voitiin todeta, että pesunesteiden kunto vaihteli merkittävästi. Projektin aikana törmättiin useampaan otteeseen siihen, että samalla pesukoneella voidaan pestään hyvinkin erilaisia komponentteja, eikä ollut tavatonta, että samalla pesukoneella pestiin hydraulikomponetteja ja välillä jopa autonrenkaita.
Kuva 3. Pesunesteen hiukkasjakauma, pesukone 1, tuote A (5 μm:n membraani).
Kuvissa 3 ja 4 on esitetty mittaustuloksia pesunesteiden puhtaudesta. Mittaukset on tehty membraanisuodattimen avulla ja tulokset on analysoitu automaattimikroskoopin avulla 50-kertaisella suurennoksella. Nämä kaksi mittausta on tehty saman yrityksen kahdesta eri pesukoneesta
Kuva 4. Pesunesteen hiukkasjakauma, pesukone 2, tuote B (5 μm:n membraani). esukone 3, tuote C.
Kuva 5. Pesunesteestä otettu 5 μm:n membraani, p
Yleisesti ottaen molemmat kuvissa 3 ja 4 esitetyt pesunesteet ovat melko puhtaita, kun niitä vertaa muihin vastaaviin mittauksiin. On kuitenkin yllättävää, että pesunesteen puhtaus voi vaihdella näinkin paljon saman tehtaan sisällä, vaikka molempien nesteiden suodatus ja kunnonvalvonta on lähes yhtäläiset. Kuvan 5 esimerkissä on näyte kolmannesta pesukoneesta.
Kuvassa 5 on esitetty mikroskooppikuva membraanista, jonka läpi on suodatettu 80 ml pesunestettä. Kuvasta voidaan arvioida, että näytteessä on > 15 μm:n hiukkasia noin 100 000 kpl, siis 450-kertainen lukumäärä verrattuna tuotteeseen A.
Yhteenveto
Hydraulikomponenttien pesukoneissa ja -nesteissä on eroja. Komponenttien pesuun käytetty kone tulee olla sopiva juuri sen tyyppisille komponenteille. Myös pesuneste valitaan suoritettavan päätehtävän mukaan. Pesunesteiden suodatuksesta ja kemiallisesta kunnosta tulee myös huolehtia säännöllisesti.
TTY/IHA:n suorittamassa tutkimuksessa havaittiin suuria eroja pesukoneiden pesunesteiden puhtauden välillä, vaikka niitä käytetään samankaltaiseen tehtävään. Likaisella pesunesteellä pestäessä ei voi päästä puhtaaseen lopputulokseen.
Pesunesteiden suodatukseen on käytettävissä joko perinteisiä suodatinpatruunoita tai ns. automaattisuodattimia. Artikkelin yhteydessä on esitelty perinteisen suodatuksen kaupallisia ratkaisuja Colly-Company Oy:ltä ja automaattisuodattimien vaihtoehtoja Hydac Oy:ltä. Todennäköisesti parhaimpaan kokonaistaloudelliseen lopputulokseen pääsee näiden vaihtoehtojen sopivalla yhdistelmällä.
»»Lähteet ››Rochowicz, M., 2011. 10 years technical cleanliness. Supplementary Programme Parts2clean 2011 – 9th Leading International Trade Fair for Industrial Parts and Surface Cleaning , Stuttgart. 19 p. ›› ISO 16232-1:2007. Road vehicles – Cleanliness of components of fluid circuits – Part 1: Vocabulary. Switzerland 2007. International Organization of Standardization. 19 p.
Lauri Elo
tutkija
TTY/IHA
lauri.elo@tut.fi
