Гидравликийн шингэн

Гидравлик шингэн нь шингэн бодис бөгөөд шингэн техникийн гидравлик системд энергийг (эзэлхүүний урсгал, даралт) дамжуулахад хэрэглэдэг. Гидравлик шингэний зах зээлд эзлэх хэмжээ моторын тосны дараа ордог хоёр дахь том тос тосолгооны материалын салбар юм. Жишээ нь ХБНГУ-д жилдээ 150.000 тонн гидравлик шингэн хэрэглэдэг ба үүнээс 60.000 орчим тонныг авто техникт хэрэглэдэг байна.

Шинж чанар

Гидравликийн шингэн нь маш сайн тослох шинж чанартай байх ёстой бөгөөд хуучрах явц удаан, мөн норголт болон наалдах чадвар өндөртэй байх. Үүнээс гадна шатах температур өндөр байх хүйтэнд урсах чадвараа алдахгүй байх нь чухал. Гидравлик системд хэрэглэх үед резин жийрэг болон давирхай мөн хүчилд тэсвэртэй байх шинж чанаруудыг үзүүлэх ёстой. Дараагийн чухал үзүүлэлтэнд температурын нөлөөн дэхь өтгөрөлт бага байх (динамик болон кинематик өтгөрөлтийн аль алинд), мөн шахалтын зэрэг бага байх болон зүсэлтэнд тогтвортой байдал, бага хөөсрөлт зэрэг орно. Гидравлик шингэний үндсэн үүрэг нь аль болох алдагдал багатайгаар гидравликийн чадлыг насосноос мотор луу буюу цилиндр лүү дамжуулах. Энэ үндсэн үүргээс гадна гидравлик шингэн нь гидравлик системд хөдөлгөөнтэй эд ангийг (цилиндр, түлхэх гулгах хавтгай, холхивч, залгагдах эд анги) тосолгоо болон зэврэлтээс хамгаалах мөн металлын гадаргууг хамгаалах үүрэгтэй. Гидравлик шингэний бас нэг сайн тал шингэнд бий болсон бохирдолт (үрэлтийн улмаас бий болсон) болох ус, агаар болон алдагдал дулааныг гадагшлуулах юм.

Даралтанд зориулсан шингэний төрөл

Хэрэглэх зорилго болон тавигдсан шаардлагаас хамааран гидравликийн шингэн нь өөр өөр төрлийн шингэн бодист суурилсан төрөл бүрийн шингэнээс бүрддэг.

Минерал тосонд суурилсан гидравлик тос

Хамгийн ихээр хэрэглэгддэг гидравликийн шингэн бол минерал тосонд суурилсан шингэнүүд ба эдгээр тодорхой нэмэлт бодис агуулсан байдаг. Үүнийг гидравликийн шингэн гэж нэрлэнэ. Энэ гидравлик тосонд тавигдах шаардлагыг ISO 6743/4 стандартаар тогтоож өгсөн ба дотор нь HL, HM, HV гэж ялган ангилна. Германы DIN 51 524 стандартын дагуу бол H, HL, HLP, HVLP гэж ангилдаг.

H: ямар ч нэмэлт бодис байхгүй, энэ тосны стандарт DIN 51 517. Энэ төрлийн тос нь бараг хэрэглээнээс гарсан.
HL: зэврэлтээс болон хуучралтаас хамгаалах нэмэлт бодистой. 200 хүртэл бар-ын даралтанд ашиглах боломжтой, дулаан тэсвэрлэлт нь хэвийн (DIN 51 524, 1-хэсэг)
HM: зэврэлтээс болон хуучралтаас хамгаалах нэмэлт бодистой мөн үрэлттэй хэсэгт эд анги үрэлтийн улмаас идэгдэхийг багасгах нэмэлттэй. (DIN 51 524, 2-хэсэг)
HV: зэврэлтээс болон хуучралтаас хамгаалах нэмэлт бодистой мөн үрэлттэй хэсэгт эд анги үрэлтийн улмаас идэгдэхийг багасгах нэмэлттэй. Үүнээс гадна температурын нөлөөнөөс хамаарсан өтгөрөлтийг сайжруулах нэмэлт бодисыг хийж өгсөн (DIN 51 524, 3-хэсэг)
HLPD: зэврэлтээс болон хуучралтаас хамгаалах нэмэлт бодистой мөн ариутгалын зориулалт бүхий нэмэлт бодистой (стандартчилагдаагүй)

Хүнсний- болон тэжээлийн үйлдвэрлэлийн техникт зориулсан гидравлик шингэн

H1- Гидравлик тос нь National Science Foundation ('''NSF H1''')-аар сертификатлагдсан учир хүнсний болон амьтаны тэжээлийн үйлдвэрлэлийн техникт хэрэглэж болох бөгөөд зарим тохиолдолд хүнс- болон тэжээл үйлдвэрлэх явцад тухайн бүтээгдхүүнд асар бага хэмжээгээр холилдсон байхад гэм хоргүй гэж үздэг. NSF H2 гидравлик тос нь хүнс- болон тэжээл үйлдвэрлэх явцад тухайн бүтээгдхүүнд ямар нэг байдлаар холилдох боломжгүй үед хэрэглэнэ. Эдгээр тосыг биологийн хувьд хурдан задралд ордог гидравлик шингэнтэй (байгальд ээлтэй гидравлик шингэн) андуурч болохгүй. Хүнсэнд бага хэмжээгээр холилдож болох гидравлик шингэн нь яг эмийн- болон гоо сайхны үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг шиг ихэнхдээ петрохимийн цэвэр цагаан тосонд суурилдаг. Гэхдээ цөөн хэдэн төрлийн H1-сертификат болон биологийн задралд түргэн ордог гидравлик тос байдаг.

Биологийн задралд хурдан орох гидравлик шингэн

Байгальд хор нөлөө учруулж болохоор газар ашиглаж байгаа техникт ( жишээ нь: гүний усны хамгаалалттай газар ажиллаж байгаа техник, ойд ашиглах мод унагааx машин техник, ууланд болон цанын баазад ашиглаx техник төхөөрөмж г.м.) зориулан тусгай гидравлик шингэн гаргасан бөгөөд энэ нь маш түргэн биологийн задралд ордог. Ийм тосыг минерал тосноос гарган үйлдвэрлэдэг. Гэхдээ ихэнх тохиолдолд эргэн төлжих түүхий эд буюу ургамлын тосны суурь дээр тулгуурлан үйлдвэрлэдэг. Биологийн задралд түргэн ордог, эргэн төлжих түүхий эдээр хийгдсэн тосыг биогидравлик шингэн хэмээн нэрлэнэ. Байгальд ээлтэй гидравликийн шингэнүүд нь хортой бодисын ангилалд орох ба хорт бодис ангилал 1 гэсэн ангилалд багтан, HE (Hydraulic Environmental) үсгээр тэмдэглэдэг.

Байгальд ээлтэй гидравлик шингэн дараах байдлаар төрөлжүүлэн ялгана:

HETG (суурь триглицерид= ургамлын тос): Энэ тоснууд биологийн задралд орохдоо маш сайн мөн хэвийн үед ундны усанд нөлөөлөх хортой нөлөө бага. Минерал тостой харьцуулахад хуучралт арай хурдан явагдах, мөн температурын ачаалал даах чадвар муу.
HEPG (суурь полиглюкол): Полиглюколыг минерал тосноос гаргаж авах ба биологийн задралд орохдоо маш сайн мөн хэвийн үед ундны усанд нөлөөлөх хортой нөлөө бага. Ерөнхий шинж чанар нь минерал тостой ижил, усанд уусдаг, минерал тос болон ургамлын тостой холиж болдоггүй.
HEES (суурь нийлэг эфир, герм. synthetische Ester): Нийлэг эфирийг эргэн төлжих түүхий эдийн суурь болон минерал тосны суурийн аль алинаас гаргаж авч болдог. Энэ төрлийн тос нь биологийн задралд ороxдоо маш сайн мөн хэвийн үед ундны усанд нөлөөлөх хортой нөлөө бага мөн усанд аюултай бодисын ангилал 1 гэсэн ангилалын үзүүлэлтийг хангадаг. Хуучралт даах чадвар өндөртэй, огцом ажлын температурын өөрчлөлтийн нөлөөнд автахгүй.
HEPR (өөр төрлийн суурь бүхий шингэнүүд, поли-альфа-олефин)

Биогидравлик шингэний зах зээлд эзлэх байр суурь сүүлийн жилүүдэд ихээхэн нэмэгдэж байгаа боловч энэ хангалттай хэмжээнд хүрч очиж бас чадахгүй л байна. Жишээ нь: Германд биогидравлик шингэний зах зээлд эзлэх хувь 2000 онд 3% байсан бол 2005^[1] он хүртэлх хугацаанд ялангуяа автомобилын салбарт 19% болон өссөн^[2].

Шаталтын температур өндөртэй шингэн

Хоёр дахь бүлэг болох шаталтын температур өндөртэй шингэнүүд орох ба үүнийг минерал тос хэрэглэх боломжгүй (гал гарах магадлал өндөр учир) нөхцөлд хэрэглэнэ. Ялангуяа нүүрсний уурхайд болон агаарын тээвэрт заавал хэрэглэх дүрэм бий. Ийм шингэн хэрэглэдэг бусад үйлдвэрт гидравликийн шингэн алдагдагдсанаас болж гал гарах, мөн халуун металл болон задгай гал хэрэглэдэг үйлдвэрүүд орно.

Шаталтын температур өндөртэй шингэнийг дараах бүлгүүдэд хуваана:

HFA: Тос, ус-эмульсийн холимогт (ус эмульсийн холимогт тос нэмсэн гэсэн үг) буюу 80%-с дээш ус агуулсан минерал тос болон полиглюколын уусмалын суурь бүхий уусмал юм. Минерал тосонд суурилсан уусмалын муу тал нь холисон шингэнүүд тус тусдаа буцаж ялгарах мөн микроб үржиж бий болоод байдаг. Энэ шингэн нь шатахдаа муу, +5°С-ээс +55°С хүртэл температурт хэрэглэж болно. Хэт бага зуурамтгай чанараас шалтгаалан битүүмжлэл муутай төхөөрөмжид ашиглавал зай завсраар их хэмжээгээр алдагдаx аюултай.

HFB: Ус, тос-эмульсийн холимог буюу 40%-с илүү ус болон минерал тос агуулна. Шаталт муу, +5°С-ээс +60°С хүртэл температурт хэрэглэж болно. Галд тэсвэрлэх чадвар муу учир жишээ нь германд энэ төрлийн тос хэрэглэхийг хорисон.

HFC: Ус, тос-эмульсийн холимог буюу 35%-с илүү ус болон полиглюколын уусмал. Шаталт муу, -20°С-ээс +60°С хүртэл температур, 250 бар хүртэл даралттай орчинд хэрэглэж болно. Энэ төрлийн шингэнийг хамгийн ихээр хэрэглэдэг. Дамжуулах хоолойн системд ашиглахдаа цайр байгаа эсэхийг сайн шалгах шаардлагатай. Учир нь энэ төрлийн шингэн цайртай нэгдэн цайрын саван үүсгэх ба энэ даралтын шүүлтүүрүүдийг бөглөх аюултай.

HFD: Усгүй синтетикийн шингэн бөгөөд минерал тос эсвэл уснаас (HFD-U биш) илүү өндөр нягттай. Насосанд хэрэглэвэл соролтонд муу нөлөөтэйгээс гадна жийрэг резин, хуванцар болон бусад энэ төрлийн материалыг <<идэх>> буюу уусгах аюултай. Шатахдаа муу, -20°С-ээс +150°С хүртэл температур ашиглаж болно. Үүнийг бүрэлдүүлж буй үндсэн бүрэлдхүүн хэсгээс хамааран дараах байдлаар ангилдаг:
- HFD-R: Фосфорын хүчлийн эфир
- HFD-S: найрлагатаа ус агуулаагүй хлоржуулсан нүүрс устөрөгч
- HFD-T: HFD-R болон HFD-S-ийн холимог
- HFD-U: найрлагатаа ус агуулаагүй бусад найрлага (Өөx тосны хүчлийн эфирээс бүрдэнэ)

Ус

Ус нь гидравликийн шингэнээр хэрэглэхэд ер нь ямар нэг асуудалгүй. Цэвэр усыг гэхдээ өндөр чадлын гидравлик системд хэрэглэдэггүй харин тосыг эмульстэй холин (фрезерийн суурь машины хөргөх болон тослох шингэнтэй ойролцоо) хэрэглэдэг. Анхны техникийн гидравликт усыг гидравлик шингэн болгон хэрэглэж байжээ. Ус нь ерөнхийдөө тогтмол бага зуурамтгай чанартай. Шахалтын зэрэг нь гидравликийн тостой харьцуулахад ойролцоогоор 60% орчим байна.

Ангилал:

Шугамын ус (цэвэр, бохир усны шугамд хэрэглэдэг ус, шүүсэн)
Техникийн ус (ус-тос-эмульс)
Далайн- буюу давстай ус ( шүүсэн, идэмхий чанараас нь шалтгаалаад хэрэглэдэггүй)

Шинж чанар болон хэмжих нэгжүүд

Шинж чанар	Нэгж	Минерал тоснууд	Полиглюкол-Ус-Уусмал	Фосфатын эфир	Xлораромате	Фосфатын эфир болон xлораромате холимог	Ус
Нягт 15 °C -д	г см⁻³	0,87–0,9	1,01–1,09	1,1–1,3	1,3–1,45	1,2–1,4	1
Эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициент	10⁻³ К⁻¹	0,65	0,7	0,7	0,7	0,7	0,206
Дундаж шахалтын модуль	Г Па	2	3,5–4	2,3–2,8	2,3–2,8	2,3–2,8	2,08
Хий шингээлтийн коэффициент		0,08–0,1	0,03–0,04	0,08–0,09	0,08–0,09	0,08–0,09	0,02
Xарьцангуй дулааны багтаамж	Ж кг⁻¹ К⁻¹	1885	3350	1250–1650	1050	1250	4182
Дулаан дамжуулах чадвар	Вт м⁻¹ К⁻¹	6,97–13,95	25,18	8,37	8,37	8,37	38,38
Очлолтын цэг	°С	210	-	210–240	200–220	210–230	-
Өөрөө шатах температур	°С	310–360	-	450–600	670	600–630	-
Ажиллах температур хамгийн дээд	°С	90	65	150	150	150	65

Ном сурах бичиг

↑ Волкер Ленц, Михайл Вебер: Тосолгооны материалын технологи. Биогидравлик шингэний зах зээлийн судалгаа 2006 он (герман) (PDF-Download)
↑ Эргэн төлжих түүхий эдийн судалгааны төв: Эргэн төлжих түүхий эдийн талаарx мэдээлэл болон судалгаа 2007 (герман) (PDF-Download)

Robert Bosch XXК: Худалдаа, аж үйлдвэрийн гарын авлага ISBN 978-3-87125-501-4

[Lenz_&_Weber_2006-1] Волкер Ленц, Михайл Вебер: Тосолгооны материалын технологи. Биогидравлик шингэний зах зээлийн судалгаа 2006 он (герман) (PDF-Download)

[FNR_2006-2] Эргэн төлжих түүхий эдийн судалгааны төв: Эргэн төлжих түүхий эдийн талаарx мэдээлэл болон судалгаа 2007 (герман) (PDF-Download)

[1]

[2]