في التشغيل اليومي للمعدات الصناعية، تلعب الخراطيم الهيدروليكية دورًا حيويًا في نقل السوائل الهيدروليكية.
قد يؤدي اختيار مادة غير مناسبة إلى تسرب خراطيم الهيدروليك وانخفاض كفاءتها، أو حتى إلى أعطال وحوادث في المعدات. لا تقلق! ستشرح لك سينوبلس اليوم مختلف المواد المستخدمة في خراطيم الهيدروليك وكيفية اختيارها، مما يساعدك على خفض تكاليف التشغيل وتقليل وقت تعطل المعدات.
ما هي خراطيم الهيدروليك وأنواعها؟
خراطيم المياهتُعرف أيضًا بخراطيم الزيت عالية الضغط أو الخراطيم المطاطية، وهي الأوعية الدموية في الأنظمة الهيدروليكية، حيث تنقل السوائل والضغط. وبصورة عامة، تشمل خراطيم الضغط العالي أيضًا الخراطيم المستخدمة لنقل الماء والبخار والسوائل الكيميائية.
تنقسم الخراطيم الهيدروليكية إلى خراطيم مطاطية، وخراطيم معدنية مموجة، وخراطيم PTFE.
خراطيم هيدروليكية مطاطية: عادةً ما تحتوي الخراطيم المقاومة للزيت على طبقات مطاطية داخلية وخارجية مصنوعة من مطاط الكلوروبرين. أما الخراطيم المقاومة للأحماض والقلويات ودرجات الحرارة العالية، فتُصنع من مطاط EPDM، أو مطاط الكلوروبرين، أو مطاط السيليكون. عادةً ما تكون الطبقات المطاطية الداخلية والخارجية مضفرة أو ملفوفة بسلك فولاذي، مع وجود طبقة إلى أربع طبقات مضفرة.
خراطيم معدنية مموجة: الخراطيم المعدنية عبارة عن منفاخات من الفولاذ المقاوم للصدأ مضفرة (أو ملفوفة) بطبقة أو أكثر من أسلاك أو شبكات الفولاذ المقاوم للصدأ. تتميز هذه الخراطيم بمقاومتها للتآكل، ودرجات الحرارة العالية (من -٢٣٥ درجة مئوية إلى ٥٠٠ درجة مئوية)، والضغط العالي (٣٢ ميجا باسكال).
خراطيم PTFE: تتكون خراطيم PTFE من أنبوب داخلي من PTFE وسلك مُدعّم من الفولاذ المقاوم للصدأ. مقاومة للتآكل (للماء الملكي وجميع المذيبات العضوية)، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية (من -60 إلى 250 درجة مئوية)، ومقاومة للضغط العالي (35 ميجا باسكال).
خرطوم هيدروليكي من البلاستيك الحراري: خرطوم لدن بالحرارة خرطوم مصنوع من البلاستيك الحراري، يتحمل درجات حرارة تصل إلى ١٢٠ درجة، ويعمل بضغط الماء أو الهواء. يتميز بخفة وزنه ومقاومته للضغط والتآكل.
صناعة خراطيم هيدروليكية مطاطية
تتكون الخراطيم الهيدروليكية بشكل أساسي من أنبوب داخلي، وأنبوب أوسط (اختياري)، وطبقة تقوية (سلك فولاذي أو مادة تقوية أخرى)، وأنبوب غطاء. يضمن الأنبوب الداخلي قدرة الوسيط المنقول على تحمل ضغط معين مع حماية السلك الفولاذي من التآكل. يحمي أنبوب الغطاء طبقة التعزيز من أنواع أخرى من التلف. تعمل طبقة التعزيز كمادة هيكلية، مما يوفر المتانة ويُمكّن الخرطوم من تحمل ضغوط تشغيل أعلى.
تطبيقات الخراطيم الهيدروليكية
تُستخدم الخراطيم الهيدروليكية على نطاق واسع في الدعامات الهيدروليكية للمناجم، واستخراج حقول النفط، وهندسة البناء، والرفع والنقل، والتشكيل المعدني، ومعدات التعدين، والسفن، وآلات القولبة بالحقن، والآلات الزراعية، وأدوات الآلات المختلفة، والأنظمة الهيدروليكية الميكانيكية والأوتوماتيكية في مختلف القطاعات الصناعية.
المشاكل التي يمكن أن تنشأ عن اختيار مادة خرطوم الهيدروليكي المطاطي الخاطئة:
التسريبات
تلف الخرطوم: ينكسر الأنبوب الداخلي أو الخارجي بسبب التآكل أو التلف الميكانيكي.
أضرار تراكم ضغط النبض: تؤدي نبضات الضغط عالية التردد طويلة الأمد إلى إجهاد المادة.
ينفجر
تأثيرات درجة الحرارة: تنخفض قوة مادة الخرطوم عند درجات الحرارة العالية وتصبح هشة عند درجات الحرارة المنخفضة.
الأضرار الميكانيكية الخارجية: ضعف موضعي بسبب الكشط أو الضغط أو الانحناء المفرط أثناء التثبيت.
تشقق السطح أو تقشير الطبقة الخارجية
شيخوخة الأوزون/الأشعة فوق البنفسجية: يؤدي التعرض الطويل للأوزون أو أشعة الشمس إلى تشقق المطاط المتصلب.
التآكل الكيميائي: يؤدي التعرض للزيت أو المذيبات أو المواد الكيميائية إلى تدهور الطبقة الخارجية.
هشاشة درجات الحرارة المنخفضة: فقدان مرونة المطاط عند درجات الحرارة المنخفضة مما يؤدي إلى ظهور الشقوق عند ثنيه.
تمدد أو تشوه الخرطوم
التوسع تحت الضغط العالي: يؤدي تجاوز مقاومة ضغط الخرطوم إلى تمدده.
التليين بدرجة حرارة عالية: تؤدي درجة حرارة الزيت الزائدة إلى تليين المطاط وفقدان دعمه.
التآكل الداخلي: تؤدي جزيئات السوائل والشوائب إلى تآكل الأنبوب الداخلي، مما يتسبب في انتفاخ موضعي.
تقشير الأنبوب الداخلي أو انسداده
تلوث السوائل: تسبب الشوائب الموجودة في السائل (بقايا المعدن، الماء) تآكل أو تقشير الأنبوب الداخلي.
التوافق السائل: عدم توافق السوائل مع مادة الخرطوم (على سبيل المثال، تتفاعل بعض الزيوت الاصطناعية مع المطاط).
الوقوف الممتد: يلتصق الأنبوب الداخلي للخرطوم بالخرطوم بسبب عدم النشاط لفترة طويلة، مما يؤدي إلى تقشيره وتكوين الحطام.
كيفية اختيار مادة خرطوم الهيدروليكي المطاطي الصحيحة
تحدد الوسائط التي تنقلها خراطيم المطاط الهيدروليكية اختيار مادة الأنبوب الداخلي
عند دراسة توافق السوائل الهيدروليكية مع الخراطيم، فإن أول ما يجب مراعاته هو بنية الأنبوب الأساسي. تتوفر العديد من خيارات مواد الأنبوب الأساسي، وأكثرها شيوعًا هي مطاط النتريل (NBR، المعروف أيضًا باسم بونا)، والنيوبرين، ومونومر إيثيلين بروبيلين ديين (EPDM)، والفلوروإيلاستومر (فيتون)، واللدائن الحرارية، ويُعتبر مطاط NBR الأكثر استخدامًا.
ن بي آر مادة متعددة الاستخدامات، تعمل بكفاءة في معظم بيئات السوائل الهيدروليكية. كما تعمل أنواع NBR المهدرجة بكفاءة في السوائل عالية التركيز المائي.
مع ذلك، فإن مطاط النتريل بوتادين (NBR) العادي ينتفخ ويلين ويتشقق بمرور الوقت نتيجةً للدورة الحرارية والأكسدة عند تعرضه للماء أو جلايكول الماء. هذا يُقلل تدريجيًا من القوة الميكانيكية للخرطوم، وقد يؤدي في النهاية إلى تلفه.
بالنسبة للسوائل الهيدروليكية القائمة على الماء، الإيثيلين بروبيلين دي إم خيار جيد. هل لاحظت أن خراطيم شفط المضخات وخراطيم الشاحنات غالبًا ما تكون من نفس النوع؟ العديد منها مصنوع من مطاط EPDM، ويمكن استخدامه حتى في البيئات الفراغية.
EPDM (مونومر إيثيلين بروبيلين ديين) يُعدّ هذا المنتج مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب سوائل مائية. تُستخدم السوائل المائية، مثل مخاليط الجليكول ومستحلبات الماء والزيت، على نطاق واسع في أماكن مثل مصانع الصلب. في مصانع الصلب، حيث تكون درجات الحرارة المحيطة والمحلية مرتفعة، تكمن ميزة استخدام هذه السوائل المائية في أنه حتى في حالة تسرب خرطوم، لن تتحول الأنابيب الهيدروليكية إلى قاذف لهب.
بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE)يعد التفلون، المعروف بشكل أكثر شيوعًا باسم التفلون، أيضًا خيارًا ممتازًا للسوائل القائمة على الماء في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، على الرغم من أنه يضحي بالمرونة.
فيتون (FKM)، وهو نوع من المطاط الفلوري، يوفر حماية ممتازة ضد السوائل شديدة التآكل مثل إسترات البوليول وإسترات الفوسفات. تُستخدم إسترات الفوسفات بشكل شائع كسوائل مقاومة للحريق في مجال الطيران، وقد شقت طريقها لاحقًا إلى مصانع الصلب. كلا الإستراتين مواد اصطناعية بالكامل مصممة لمقاومة الاشتعال عند تعرضها للهب ودرجات الحرارة العالية. مواد الخراطيم الأخرى، مثل مطاط النتريل وEPDM، تتحلل وتتلف في النهاية في ظل هذه الظروف، لذلك يجب عدم استخدامها أبدًا لنقل السوائل المقاومة للحريق.
على سبيل المثال، إذا كان السائل عبارة عن سائل هيدروليكي من إستر الفوسفات، فاختر خرطوم باركر الذي ينتهي بالرقم 4. يتكون الأنبوب الداخلي عادةً من مادة EPDM، مثل السلسلة 804، و304، و424، و774.
دليل سريع لاختيار مادة خرطوم الهيدروليك (الأنبوب الداخلي)
| نوع السائل / التطبيق | المواد الموصى بها | الميزات الرئيسية | حالات الاستخدام النموذجية |
| زيت هيدروليكي عام | مطاط النتريل (NBR) | مقاومة ممتازة للزيت، فعالة من حيث التكلفة | الأنظمة الهيدروليكية القياسية والآلات المتنقلة |
| زيت عالي الحرارة، سوائل صناعية | النتريل المهدرج (HNBR) | تحسين مقاومة الحرارة والأوزون مقارنة بـ NBR | مصانع الصلب، نقل السوائل ذات درجة الحرارة العالية |
| السوائل القائمة على الماء (جليكول، المستحلبات) | EPDM (مونومر إيثيلين بروبيلين ديين) | مقاومة ممتازة للماء والبخار والسوائل القائمة على الجليكول | المسابك، الأنظمة الهيدروليكية القائمة على الماء |
| سوائل إستر الفوسفات المقاومة للحريق | فيتون (FKM) | مقاومة عالية للحرارة والمواد الكيميائية، مثالية للسوائل المقاومة للحريق | صناعة الطيران ومصانع الصلب باستخدام سوائل إستر الفوسفات |
| السوائل عالية التآكل أو القائمة على المذيبات | PTFE (بولي تترافلوروإيثيلين) | مقاومة للغاية للمواد الكيميائية، نطاق واسع لدرجات الحرارة (-60 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية) | المعالجة الكيميائية والسوائل العدوانية |
ملحوظة:
إذا كانت وسيلة النقل تتضمن سائلًا معقدًا (مثل سائل تبريد يحتوي على زيت أو مستحلب تآكلي)، فمن المستحسن استخدام مادة PTFE أو الإيلاستومر الفلوري.
إذا كان التركيب المحدد للسائل غير معروف، فمن المستحسن أن يقدم المستخدم ورقة بيانات سلامة المواد (MSDS) إلى المورد لتقييم توافق المواد.
تحدد قدرة تحمل الضغط اختيار مادة وهيكل حبل التعزيز.
طبقة التعزيز مُكوّن أساسي للخرطوم. عادةً ما تُضفر بسلك فولاذي، أو بوليستر عالي القوة، أو خيوط نايلون، مما يوفر مقاومة ممتازة للضغط والشد. ويمكن تصنيع طبقة التعزيز من مواد وطرق تجديل مُختلفة، حسب الحاجة.
تقلبات الضغط شائعة في الأنظمة الهيدروليكية. إذا كانت مقاومة الخرطوم للضغط ضعيفة، فقد يتلف بسهولة نتيجة تغيرات الضغط المتكررة. بالنسبة للأنظمة ذات تقلبات الضغط الكبيرة، من المهم اختيار خرطوم ذي مقاومة نبضية جيدة. تتميز تصميمات التعزيز المتخصصة، مثل أسلاك الفولاذ متعددة الطبقات المجدولة أو الملفوفة، بقدرتها على تحمل نبضات الضغط بشكل أفضل. فيما يلي الهياكل وتفاوتات الضغط المحددة:
1. طبقة الضغط المنخفض (1-2 طبقة)
• سلك فولاذي ذو طبقة واحدة (الطراز: 1SN/1ST/1AT):
هيكل مضفر واحد لتحقيق المرونة المثلى (نصف قطر الانحناء ≤ 8 أضعاف القطر الداخلي)
نطاق الضغط 8-20 ميجا باسكال، مناسب لأنظمة التشحيم منخفضة الضغط والمعدات الهيدروليكية المنزلية
• سلك فولاذي مكون من طبقتين (الطراز: 2SN/2ST/2AT):
يزيد التعزيز المزدوج المضفر الضغط إلى 20-40 ميجا باسكال
مثالي للتطبيقات العامة مثل الأذرع الهيدروليكية للحفارات وأنظمة رفع الرافعة الشوكية
2. طبقة الضغط المتوسط والعالي (3-4 طبقات)
• سلك فولاذي مكون من 4 طبقات (الطراز: 4SH/4SP):
بنية طبقة مزدوجة الجرح (غير مضفرة)، مع نطاق ضغط يتراوح بين 40-70 ميجا باسكال
ضروري لخطوط الزيت ذات الضغط العالي في آلات قولبة الحقن والأنظمة الهيدروليكية في آلات التعدين
3. طبقة الضغط العالي للغاية (6 طبقات، قابلة للتخصيص)
• سلك فولاذي مكون من 6 طبقات (الموديل: R15/R13):
تكديس اللفائف بثلاث طبقات، مع مقاومة ضغط تتجاوز 70-120 ميجا باسكال +
مناسب للتطبيقات ذات الضغط العالي الشديد مثل معدات حفر النفط وأنظمة الهيدروليك للطيران
دليل سريع لاختيار مادة خرطوم الهيدروليك (طبقة التعزيز)
| ظروف التشغيل / المتطلبات | هيكل التعزيز الموصى به | الميزات الرئيسية | حالات الاستخدام النموذجية |
| أنظمة الضغط المنخفض (< 20 ميجا باسكال) | ضفيرة سلكية واحدة (1SN / 1ST) | مرونة جيدة وخفيفة الوزن | أنظمة التشحيم، أنظمة التوجيه |
| ضغط متوسط (20-35 ميجا باسكال) | جديلة سلكية ثنائية (2SN / 2ST) | فعّال من حيث التكلفة، وتصنيف ضغط جيد | الحفارات والرافعات الشوكية والجرارات |
| نبضات ضغط متكررة | 3 أو 4 أسلاك حلزونية / مضفرة (3SN–4SH) | مقاومة نبضية فائقة، عمر خدمة طويل | آلات الحقن، شاحنات التعدين |
| ضغط عالي (40-70 ميجا باسكال) | حلزوني رباعي الأسلاك (4SP / 4SH) | هيكل فولاذي حلزوني، ضغط انفجار عالي جدًا | حفر الأنفاق، المكابس، آلات البناء الكبيرة |
| ضغط عالي جدًا (> 70 ميجا باسكال) | حلزوني سداسي الأسلاك (6SP / R13 / R15) | حلزوني متعدد الطبقات، مصمم لتحمل الأحمال الشديدة | منصات الحفر وأنظمة الطيران والفضاء |
| خفيف الوزن / مرونة عالية | جديلة ألياف الأراميد أو النايلون | مرونة ممتازة ومقاومة للتعب | الأذرع الروبوتية والآلات المدمجة |
| البيئات غير الموصلة / المضادة للكهرباء الساكنة | تعزيز غير معدني + طبقة موصلة | آمن للاستخدام في البيئات القابلة للاشتعال/الانفجار | ناقلات النفط، وأنظمة التزود بالوقود، والتعدين تحت الأرض |
ملحوظة:
جديلة الأسلاك الفولاذية: أكثر مرونة وملائمة للتطبيقات ذات الانحناء المتكرر؛ تستخدم عمومًا في الأنظمة متوسطة الجهد أو الأنظمة متعددة الأغراض.
سلك فولاذي حلزوني: أقوى وأكثر مقاومة للضغط العالي، ومناسب للأنظمة ذات الأحمال الثقيلة والصدمات الشديدة.
جديلة الألياف (البوليستر/النايلون/الأراميد): مناسب للتطبيقات التي تتطلب خفة الوزن، وسهولة التعامل، أو مقاومة التآكل، ولكن مع قدرة تحمل الضغط أقل من الأسلاك الفولاذية.
بالنسبة لتطبيقات النبضات عالية التردد، يوصى باختيار هيكل تقوية يتوافق مع ISO 18752 أو SAE 100R12/R13/R15.
تحدد البيئة الخارجية التي تُستخدم فيها خراطيم المطاط الهيدروليكية اختيار مادة الغطاء الخارجي
درجات الحرارة العالية، والبرد القارس، وأشعة الشمس المباشرة، والرطوبة... تُشكل هذه البيئات المختلفة اختبارًا صعبًا للخراطيم! اختر خراطيم مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومغطاة بطبقة من مادة PVC للمعدات الخارجية، وورش العمل ذات درجات الحرارة العالية المزودة بخراطيم مطاطية فلوروية عالية الحرارة، وخراطيم مطاط النتريل المهدرج (HNBR) المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة التي تقل عن -20 درجة مئوية. في حالة استخدام معدات تخزين باردة لخراطيم عادية، تشققت هشة عند التعرض للبرد، مما أدى إلى خسائر تجاوزت 100,000 يوان صيني!
يجب مراعاة الظروف البيئية التي تتعرض لها خراطيم الهيدروليك. في البيئات الصناعية، قد توجد مواد كيميائية أو مذيبات أكالة، مما قد يؤدي إلى إتلاف أو تدهور الغطاء الخارجي القياسي المصنوع من النيوبرين. وهنا يأتي دور المطاط الفلوري (فيتون). ومن المثير للدهشة أنه مقاوم لجميع المواد باستثناء الماء. قد تتطلب تطبيقات المعدات المتنقلة التي تنطوي على التعرض للمواد الكيميائية حلولاً أكثر تخصصًا، مثل مادة PTFE المضفرة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
دليل سريع لاختيار مادة خرطوم الهيدروليك (الغلاف الخارجي)
| التعرض البيئي | مادة الطبقة الخارجية الموصى بها | الميزات الرئيسية | حالات الاستخدام النموذجية |
| الاستخدام العام في الهواء الطلق | النيوبرين (CR) | مقاوم للزيت، ومقاوم للأوزون والطقس بشكل معتدل | البناء والآلات الزراعية |
| التعرض لأشعة الشمس / الأشعة فوق البنفسجية لفترات طويلة | مطلي بـ EPDM / PVC | مقاومة ممتازة للطقس والأوزون | معدات ثابتة خارجية |
| تناثر المواد الكيميائية والزيوت والمذيبات | فيتون® (FKM) / PTFE الخارجي | مقاومة فائقة للمواد الكيميائية ودرجة الحرارة | المصانع الكيميائية ومصانع الصلب |
| بيئة ذات درجة حرارة عالية | HNBR / فيتون® | مقاوم للحرارة (حتى 150-200 درجة مئوية)، ومقاوم للأكسدة | المسبك، آلات قولبة الحقن |
| ظروف درجات الحرارة المنخفضة (< -20 درجة مئوية) | HNBR أو مزيج PVC/NBR للطقس البارد | يحافظ على مرونته في درجات حرارة أقل من الصفر | التخزين البارد، معدات الشتاء الخارجية |
| التآكل والتآكل الميكانيكي (الأجزاء المتحركة) | غطاء مطاطي أو بولي يوريثين ملفوف | مقاومة عالية للتآكل، مناسبة للاحتكاك الميكانيكي القاسي | الحفارات والرافعات الشوكية وتطبيقات التعدين |
| بيئات مقاومة للانفجار / مضادة للكهرباء الساكنة | مطاط موصل + مركب مضاد للكهرباء الساكنة | يمنع تراكم الكهرباء الساكنة في البيئات القابلة للاشتعال | توصيل الوقود والنفط والغاز والتعدين |
ملحوظة:
الوظيفة الأساسية للغطاء هي حماية الهيكل الداخلي من العوامل البيئية مثل التأثير الميكانيكي والهجوم الكيميائي والأشعة فوق البنفسجية وتقلبات درجات الحرارة.
لتلبية متطلبات بيئية متعددة في وقت واحد (على سبيل المثال، مقاومة درجات الحرارة العالية والأشعة فوق البنفسجية)، يمكن استخدام غطاء مركب أو طلاء واقٍ إضافي (مثل الغلاف المموج أو غلاف من قماش النايلون أو غلاف مقاوم للحريق من السيليكون).
الملخص
لا يعتمد أداء الخراطيم الهيدروليكية على تصميمها الهيكلي فحسب، بل يعتمد أيضًا على اختيار المواد المناسبة. سواءً عند التشغيل في درجات حرارة عالية أو ضغوط عالية أو في بيئة تآكلية، فإن اختيار الطبقة الداخلية وطبقة التعزيز ومواد التغطية الخارجية المناسبة وفقًا لبيئة التشغيل هو وحده ما يضمن التشغيل الآمن واستقرار النظام الهيدروليكي على المدى الطويل.
باعتبارنا شركة مصنعة محترفة للخراطيم الهيدروليكية، نبض جيبي تقدم مجموعة متنوعة من المنتجات التي تتوافق مع المعايير الدولية (مثل SAE وEN) لتلبية احتياجات مختلف الصناعات وظروف التشغيل. اختيار المادة المناسبة لا يقلل فقط من أعطال المعدات وتكاليف الصيانة، بل يُطيل أيضًا عمر الخدمة بشكل كبير ويُحسّن كفاءة الإنتاج. إذا كنت غير متأكد من اختيار مادة الخرطوم، لا تتردد في الاتصال بـ Sinopulse وسنقدم لك حلولاً احترافية.