油圧システムおよびコンポーネントの故障の主な原因は何ですか？クリーンな作動油で高額なダウンタイムを防ぎましょう

油圧システムの故障の最も重要な原因は、作動油の汚染です。業界の研究では、油圧コンポーネントの故障の70%から85%が汚染された作動油に直接起因することが一貫して示されています。この単一の問題は、高圧、高温、または機械的疲労よりも破壊的です。

数千ドルもする油圧システムの信頼性は、その内部にある作動油の清浄度によって決まります。汚染の防止と除去に焦点を当てることは、コンポーネントの寿命を延ばし、稼働時間を確保するための最も効果的な戦略です。

汚染の解剖学：「汚れ」以上のもの

汚染について語るとき、私たちは目に見える汚れだけを指しているわけではありません。最も損傷を与える汚染物質は、多くの場合、微細な粒子であり、水、空気、およびシステムを内部から劣化させる化学的不純物も含まれます。

粒子状汚染：研磨性の敵

固体粒子は、最も一般的で破壊的な種類の汚染物質です。これらは製造時の組み込み源から発生したり、コンポーネントの摩耗によって内部で生成されたり、周囲の環境から取り込まれたりします。

これらの粒子は液体サンドペーパーのように機能し、ポンプ、モーター、バルブ内部の公差が厳しく精密に加工された表面を研磨し、削り取ります。

水による汚染：静かな腐食者

水は、摩耗したシール、リザーバーのブリーザーキャップ、または温度変化による結露を通じてシステムに侵入することがあります。水は、溶解水、乳化水（作動油を乳白色にする）、遊離水の3つの形態で存在します。

少量であっても、水は作動油の酸化を促進し、重要な添加剤を枯渇させ、錆を引き起こし、作動油の潤滑特性を低下させます。

空気による汚染：スポンジ状の攻撃者

空気は混入（エアレーション）したり、蒸気泡（キャビテーション）として存在したりします。エアレーションは、作動油レベルの低下やポンプの吸込側の漏れによって発生することが多く、システムが「スポンジ状」で応答性が悪く感じられます。

キャビテーションはより破壊的で、圧力が作動油の蒸気圧を下回ると発生し、再加圧されると激しく破裂する泡を生成します。これらの微小な爆発は金属表面を侵食し、ポンプに重大な損傷を与えます。

化学的汚染：スラッジの生成者

これは、過度の熱（熱劣化）によって作動油自体が分解したり、互換性のない作動油が混合されたりするときに発生します。この分解により、スラッジやワニスが生成されます。

これらの粘着性のある堆積物は内部表面を覆い、バルブの小さなオリフィスを詰まらせ、フィルターをブロックし、動作の鈍化やコンポーネントの潤滑不足につながります。

汚染がシステムを破壊する方法

汚染によって引き起こされる損傷は、単一の事象ではなく、最終的に壊滅的な故障につながる摩耗と損傷の進行的な連鎖反応です。

ポンプとモーターの研磨摩耗

ピストンポンプのピストンとバレルなど、可動部品の間に挟まった粒子は、金属表面を削り取り、傷つけます。この傷は内部漏れ経路を生成します。

内部漏れが増加すると、システムの効率が低下し、発熱が増加し、ポンプは同じ出力を達成するためにより多くの作業をしなければならず、それ自体の破壊を加速させます。

制御弁のスティクションと故障

現代の油圧システムは、ミクロン単位でクリアランスが測定されるサーボバルブや比例弁に依存しています。肉眼では見えないほど小さな粒子でも、これらの狭い空間に容易に詰まる可能性があります。

これにより、バルブスプールが固着（「スティクション」と呼ばれる現象）し、機械の動作が不規則、不安定、そして危険になります。

作動油の劣化

汚染物質は触媒として作用し、作動油の老化を加速させます。水と金属粒子は酸化を促進し、摩耗、錆、泡立ちを防ぐ添加剤を枯渇させます。

作動油が劣化すると、コンポーネントを効果的に潤滑または保護できなくなり、摩耗と粒子生成の増加という悪循環が生じます。

トレードオフを理解する：怠慢のコスト

積極的な汚染管理戦略には投資が必要ですが、計画外のダウンタイムやコンポーネント交換のコストに比べれば微々たるものです。

「故障するまで稼働」対 予防保全

反応的なアプローチ、つまりフィルターが詰まったときにのみ交換したり、コンポーネントが故障したときに交換したりする方法は、油圧システムを管理する上で最も高価な方法です。計画外のダウンタイム中の生産損失のコストは、修理自体のコストをほぼ常に上回ります。

作動油を清潔に保つことに重点を置いた予防保全は、稼働時間と機器の寿命を最大化するはるかに費用対効果の高い戦略です。

「きれいな」新油の誤謬

ドラム缶やトートから供給される新しい作動油は、そのまま使用できるほどきれいだと誤解するのは、一般的で高額な間違いです。実際には、新しい作動油は、高精度油圧システムで許容されるレベルよりも汚れていることがよくあります。

すべての新しい作動油は、コンポーネントメーカーが設定した清浄度目標を満たすために、機械に追加する前にろ過する必要があります。これはプレフィルタリングまたは「キドニーループ」と呼ばれるプロセスです。

正しい選択をする：積極的な汚染管理戦略

汚染に対する防御を構築するには、排除（侵入させない）と除去（侵入したものを除去する）に焦点を当てた多層的なアプローチが必要です。

• 機器の寿命を最大化することが主な焦点である場合：作動油の状態、摩耗金属、汚染レベルを追跡するための定期的な作動油分析プログラムを導入し、故障が発生する前に予測できるようにします。
• 即時の信頼性が主な焦点である場合：システムのろ過をアップグレードし、高効率のリターンラインフィルターに焦点を当て、重要な機器にはオフライン（キドニーループ）システムを検討します。
• 費用対効果の高い予防が主な焦点である場合：厳格な作動油の取り扱いと保管手順を徹底し、すべての新しい作動油がシステムに入る前にろ過され、すべてのリザーバーが適切に密閉されていることを確認します。

最終的に、作動油を単なる消耗品ではなく、重要なコンポーネントとして扱うことが、信頼性が高く長寿命のシステムを実現するための鍵となります。

要約表：

汚染物質の種類	主な損傷	一般的な発生源
粒子状物質（固体粒子）	ポンプ、モーター、バルブの研磨摩耗	組み込み破片、内部摩耗、吸入された汚れ
水	錆、酸化、添加剤の枯渇	結露、摩耗したシール、リザーバーブリーザー
空気（エアレーション/キャビテーション）	スポンジ状の動作、金属の侵食	作動油レベルの低下、吸込側の漏れ
化学物質（スラッジ/ワニス）	バルブの詰まり、フィルターの閉塞	熱による作動油の分解、互換性のない作動油

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