سیالات هیدرولیک مبتنی بر مواد معدنی در تولید فولاد را با چه چیزی جایگزینی کنیم؟

می تولید فولاد صنعتی است که در آن هر روز شرایطی رخ می دهد که می توان آن را به عنوان خطرناک طبقه بندی کرد. با عملیاتی که شامل تجهیزات سنگین و فولاد مایع یا داغ است، خطر آتش سوزی همیشه وجود دارد. و خطرات آتش سوزی اغلب با استفاده از سیالات هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی تشدید می شود.

خطرات آتش سوزی سیالات هیدرولیک

آتش سوزی منجر به خطر صدمات شخصی و همچنین احتمال از دست دادن سرمایه و تولید می شود. این تلفات نه تنها شامل آسیب به ساختمان و تجهیزات می شود، بلکه شامل وقفه هایی در تولید می شود که می تواند خطوط تولید را برای روزها یا حتی ماه ها بیکار کند.

یکی از دلایل آتش سوزی در کارخانه تولید فولاد، احتراق سیالات هیدرولیک روغن معدنی است. بالاترین خطر آتش سوزی در کارخانه تولید فولاد، عملیاتی است که در آن مواد فرآوری شده به دمای +/-۱۶۵۲ درجه فارنهایت تا بیش از ۲۷۳۲ درجه فارنهایت (+/-۹۰۰ درجه سانتیگراد تا بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد) می رسند.

در اکثر این فرآیندها از واحدهای هیدرولیک برای کارکرد تجهیزات استفاده می شود و در بسیاری از موارد از سیال هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی برای سوخت یونیت هیدرولیک استفاده می شود. در حالی که روغن معدنی مزیت قطعی نسبت بهای به عملکرد خوب را دارد، اما مقطر از نفت خام است و به دلیل تمایل به آتش گرفتن آسان، همیشه امن ترین انتخاب نیست. خوشبختانه، جایگزین‌هایی برای مدیریت این خطر و کاهش احتمال اشتعال بدون به خطر انداختن عملکرد یا بهره‌وری وجود دارد.

انواع سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش

سیالات هیدرولیک استاندارد مورد استفاده در تولید فولاد بر پایه روغن معدنی هستند. با این حال، یک جایگزین برای سیالات هیدرولیک روغن معدنی، سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش هستند، همانطور که در جدول ۱ با استفاده از طبقه بندی، ISO 6743/4 را توضیح می دهند.

برای هر نوع مایع، هم مزایا و هم معایب وجود دارد. جدول ۲ مقایسه ای از خواص عملکرد چندین نوع سیال هیدرولیک را نشان می دهد. خواص نشان داده شده توسط مدیران تعمیر و نگهداری و همچنین خریداران مهم در نظر می گیرد.

خواص انواع سیالات هیدرولیک

روغن معدنی

ویژگی های عملکرد سیال هیدرولیک خوبی را با قیمت مناسب ارائه می دهد، همانطور که در جدول ۲ می بینید. با این حال، چون روغن معدنی زیست تخریب پذیر نیست، سازگار با محیط زیست نیست. و زمانی که خطر آتش سوزی و ایمنی کارگران در هزینه استفاده لحاظ شود، روغن معدنی هزینه کل عملیات بیشتری را ارائه می دهد.

سیالات استر فسفات (HFD-R)،

یک فناوری سیال قدیمی، از نظر شیمی در برابر آتش مقاوم هستند. با این حال، آنها با مواد در نظر گرفته می شوند به عنوان CMR (سرطان زا، جهش زا، Reprotoxic) فرموله می شود. دودهای حاصل از احتراق آنها عصبی است. در حالی که این محصولات مبتنی بر استر فسفات روانکاری پمپ خوبی را ارائه می دهند، می توانند عمر سرویس شیرهای سروو را محدود کنند. مایعات HFD-R می توانند ۱۰ تا ۱۵ برابر گرانتر از روغن معدنی باشند و باید به دقت نگهداری شوند، زیرا این محصولات با افزایش سن اسیدهای تهاجمی تشکیل می دهند. امروزه از آنها عمدتاً در تولید برق استفاده می شود، اگرچه گاهی اوقات در کارخانه های فولاد نیز یافت می شوند.

گلیکول های آب (HFC)

به طور گسترده در کارخانه های فولاد و همچنین سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند و تقریباً ۵۰٪ از کل بازار سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش را تشکیل می دهند. سیالات HFC به دلیل محتوای آب بالا، مقاومت بسیار خوبی در برابر آتش دارند. از نظر قیمت، قابل مقایسه با روغن معدنی و ارزان تر از مایعات هیدرولیک بدون آب است. با این حال، HFC ها در ویژگی های عملکرد اندازه گیری نمی شوند. عمر مفید قطعات به طور کلی کوتاه‌تر است، مدیریت سیال بیشتری مورد نیاز است و مصرف انرژی ۱۰ تا ۲۰ درصد در مقایسه با روغن‌های معدنی یا سیال‌های هیدرولیک مقاوم در برابر آتش بر پایه پلیول استر بیشتر است. همه مسائل باعث افزایش هزینه کل عملیات (TCO) می شود.

مایعات مبتنی بر پلیول استر (HFD-U)

بهترین جایگزین برای روغن معدنی هستند. در حالی که آنها گرانتر از روغن معدنی هستند (تقریباً ۲ تا ۳ برابر بیشتر)، با در نظر گرفتن کاهش خطر آتش سوزی و بهبود ایمنی کارگران، بهای کل کمتری را ارائه می دهند. همچنین، با سیالات مبتنی بر پلی‌ال استر، تولیدکنندگان عملکرد سیال را قربانی نمی‌کنند و سازگار با محیط زیست هستند.

درک اصطلاح “مقاوم در برابر آتش”

“مقاوم در برابر آتش” اغلب به اشتباه به عنوان “مقاوم در برابر آتش” یا توانایی سرکوب شعله شناخته می شود. تنها سیالات هیدرولیکی که واقعاً می توانند ضد حریق در نظر بگیرند، سیالات با محتوای آب بالا (HFA) هستند. تقریباً تمام سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش در شرایط خاصی می سوزند. اگر مقدار معینی از آب تبخیر شود، مایعات HFC مشتعل می شوند. و در حالی که بیشتر مایعات HFD-U می سوزند، انفجاری مانند اشتعال را که روغن معدنی ایجاد می کند، ایجاد نمی کند، که منجر به وضعیت غیرقابل کنترلی می شود.

سیالات را می توان برای تعیین مقاومت در برابر آتش آزمایش کرد. رایج‌ترین و پذیرفته‌شده‌ترین آزمون‌ها، آزمایش‌هایی هستند که توسط Factory Mutual (FM Global)، بازوی آزمایش و تأیید یک بیمه‌نامه صنعتی بزرگ (www.fmglobal.com) استفاده می‌شوند. با استفاده از یک مایع هیدرولیک مورد تایید FM Global، سازندگان اغلب می توانند حق بیمه خود را کاهش دهند. بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌های دیگر نیز آزمایش‌های مقاومت در برابر آتش را ایجاد کرده‌اند که معمولاً برای شبیه‌سازی نوع خاصی از تصادف در دنیای واقعی است.

تغییر را به جای تجربه انتخاب کنید

فن آوری استر پلی ال برای حدود نیم قرن و در بسیاری از کاربردهای خطرناک آتش سوزی در کارخانه های فولاد استفاده می شود – از کوره بلند تا آسیاب نوار داغ. اگر یک تولیدی تصمیم بگیرد که در سیستم هیدرولیک خود به مایع پلی ال استر تبدیل شود، فرآیند تبدیل پیچیده نیست. به طور معمول، هنگام تبدیل از روغن معدنی یا مایع هیدرولیک آب گلیکول به سیال پلی ال استر، نیازی به تغییر در واحد هیدرولیک نیست. با این حال، تبدیل باید با احتیاط انجام شود، زیرا چندین درجه و کیفیت مایعات پلیول استر (HFD-U) در بازار موجود است.

بررسی های مهمی که باید انجام شود نه تنها ارزیابی سازگاری با روغن معدنی موجود، بلکه رنگ داخل مخزن، آب بندی، شیلنگ ها، شیرها و پمپ است. در پایان، آزمایش‌ها نشان می‌دهند که نوع رنگ حیاتی است (رنگ‌های تک جزئی می‌توانند ناسازگار باشند)، و همچنین تأییدیه‌های پمپ.

همچنین مهم است که به یاد داشته باشید که چندین تامین کننده مختلف برای سیالات پلی ال استر وجود دارد، اما بیشتر سازندگان پمپ تنها برخی از تامین کنندگان را بدون محدودیت در دور در دقیقه و حداکثر فشار تایید می کنند.

تجربه نشان می دهد که وقتی سازگاری رنگ خوب است، هیچ تغییر یا محدودیتی برای سیستم هیدرولیک لازم نیست. برای تضمین مقاومت در برابر آتش سیال جدید، کمتر از ۵% روغن معدنی باقیمانده باید باقی بماند.

مطالعات موردی مشتریان فولادی که پس از تجربه خطرات سیالات هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی، به یک سیال هیدرولیک مقاوم در برابر آتش روی آوردند.

۱٫ یک مشتری در حال کارکردن با یک سیال هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی استاندارد بود. در این کاربرد خاص، پارگی های شلنگ مکرر وجود داشت که باعث می شد روغن روی بیلت هایی که اخیراً هنوز داغ هستند بپاشد. هر بار که یک پارگی اتفاق می‌افتد، سیال به آتشی عظیم مشتعل می‌شود که ابرهای بخار به شکل توپ‌های آتشین در می‌آیند.

مهار آتش سوزی ها به سختی انجام می شد و هر کدام باعث از بین رفتن ساعت ها تولید به دلیل توقف می شد. پس از اینکه مشتری به یک مایع هیدرولیک مقاوم در برابر آتش سوئیچ کرد، در حالی که پارگی شیلنگ هنوز وجود داشت (همانطور که محیط اطراف آن را القا می کند)، دیگر انفجار بخار رخ نداد و وضعیت به سرعت تحت کنترل بود.

۲٫ در عملیات مشتری، نشتی باعث می شد که سیال هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی یک استخر در کف کارخانه تشکیل دهد. در حین انجام عملیات، جرقه های فلز مایع در استخر نفت فرود آمد و آتش گرفت. آتش به سرعت گسترش می‌یابد، و اگرچه آسیب جانبی جدی ایجاد نمی‌کند، تهدید بالقوه را به وضوح می بینید. مشتری با توجه به آنچه ممکن است اتفاق بیفتد، آزمایشی را برای مقایسه سیالات هیدرولیک برای مقاومت در برابر آتش انجام داد.

برای انجام این کار، آنها یک تکه فولاد داغ را در یک سطل پر از مایع هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی و دیگری را در یک سطل پر از مایع هیدرولیک ضدآب و مقاوم در برابر آتش قرار دادند. سطل حاوی روغن معدنی تا خالی شدن سوخت (بیش از یک ساعت). سطل حاوی مایع هیدرولیک ضدآب و ضد حریق در کمتر از ۶۰ ثانیه خاموش شد. با دیدن نتایج، مشتری به مایع هیدرولیک مقاوم در برابر آتش تبدیل شد.

۳٫ اگرچه به عنوان یک منطقه نسبتا سرد است، آتش سوزی های زیادی در خط ترشی، به ویژه جوشکار هیدرولیک رخ می دهد. چندین تصادف گزارشی که در آن شیلنگ‌های هیدرولیک پاره است و سیال هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی به صورت جریان جت وارد می‌شود، بر روی جوش یا جرقه‌های جوشی که تازه ایجاد می شوفرود می‌آید و کل منطقه را به آتش می‌کشد.

این امر نه تنها باعث آسیب شدید به اطراف شد، بلکه خط تولید را برای چندین ماه بیکار کرد. با تغییر به یک سیال هیدرولیک مقاوم در برابر آتش، خطر گسترش آتش به سایر مناطق کارخانه و همچنین توقف طولانی و پرهزینه به شدت کاهش یافت.

۴٫ یک مشتری فولادی در حال استفاده از تجهیزات متحرک برای انتقال سرباره داغ از تاسیسات فولادسازی خود بود که تصادفی رخ داد. سیال هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی تجهیزات آتش گرفت و تجهیزات متحرک غیر قابل تعمیر سوختند. تمام واحدهای سیار مشتری بلافاصله به یک مایع هیدرولیک ضدآب و ضد حریق تبدیل شدند.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره اینجا کلیک کنید.