Ympäristöolosuhteiden vaikutus hydraulijärjestelmien suunnitteluun ja käyttöön merisovelluksissa

Abstract

Merisovelluksissa käytettävät hydraulijärjestelmät altistuvat ympäristöolosuhteiden vaikutukselle, joka voi olla haastavaa järjestelmän häiriöttömän toiminnan kannalta. Laivojen hydraulijärjestelmät levittyvät laajalle alueelle pitkien putkistojen välityksellä, jolloin järjestelmän eri osat altistuvat keskenään erilaiselle ympäristölle. Järjestelmien toiminnan kannalta kriittisimpiä ympäristön muodostamia haasteita ovat: korroosiota aiheuttava kostea meri-ilma, lämpötilan suuri vaihtelu ja erittäin matalat toimintalämpötilat. Hydraulijärjestelmien toiminnan takaamiseksi, haasteellisessa meriympäristössä, joudutaan kiinnittämään entistä enemmän huomiota materiaalivalintaan, hydraulinesteen valintaan, sekä joihinkin konstruktiivisiin yksityiskohtiin komponenttivalinnassa ja -suunnittelussa. Järjestelmien käyttäminen meriympäristössä ei juurikaan eroa muista sovelluskohteista. Kylmäkäynnistykset tulee suorittaa rauhallisesti ja käyttäen hydraulinesteen esilämmitystä ja järjestelmän lämmityskiertoa. Oikeanlainen materiaalivalinta on erityisen tärkeää, kun toimintaympäristön lämpötilat vaihtelevat suuresti. Materiaalien ominaisuudet muuttuvat, lämpötilan muuttuessa. Osa tiivistemateriaaleina käytettävistä polymeereistä kovettuu alhaisissa lämpötiloissa, myös metallit haurastuvat. Jotkin kylmiin oloihin soveltuvista polymeereistä ovat liian pehmeitä käytettäväksi normaalilämpötiloissa. Metallien ja polymeerien toisistaan poikkeavat lämpölaajenemisominaisuudet tulee huomioida tiivisteiden mitoituksessa. Hydraulinesteen valinnassa pyritään valitsemaan neste, joka on käyttökelpoista koko lämpötila-alueella. Nesteen viskositeetti-indeksi määrittää viskositeetin muutoksen lämpötilan muuttuessa. Viskositeetin muutosta lämpötilan muuttuessa voidaan pienentää lisäaineistuksella, jonka haittapuolena on nesteen eliniän alentuminen. Hydraulinesteen viskositeetin kasvu kylmässä aiheuttaa mahdollisesti toimintahäiriöitä järjestelmän komponenteissa. Hydraulinesteen korkea viskositeetti tulee huomioida laitteiston suunnittelussa, jotta virtausvastusten kohoaminen ei aiheuta toimintahäiriöitä. Näitä huomioitavia seikkoja ovat muun muassa: putkien halkaisijoiden mitoitus, virtauskanavien ja välysten mitoitus, sekä mahdolliset komponenttien ja hydraulinesteen lämmitysratkaisut ja lämmityskiertomahdollisuuden lisääminen järjestelmään. /Kir11