Приблизний перелік основних забруднювачів приведено в таблиці 1.6.
Таблиця 4. Перелік основних забруднювачів гідросистем, їх вплив на гідро обладнання, джерело забруднення
| Забруднювач | Вплив | Основне джерело забруднення |
| Неабразивний осад | Закупорює щілини дроселів, золотників і фільтри | Розкладення масла |
| Кислоти | Корозія поверхонь деталей гідро обладнання | Розкладення масел. Можуть з’явитися також при забруднені синтетичних робочих рідин водою |
| Шлак | Забруднення масла | Руйнування масла. Потрапляє ззовні або з елементів гідросистеми |
| Вода | Емульсування масла | Присутня в маслі або з’являється при розкладені інгібіторів окислення |
| Забруднювач | Вплив | Основне джерело збабруднення |
| Повітря | Розчиняється в рідині або утворює механічну суміш | Поглинання з навколишнього середовища |
| Інші масла | Змішуються з рідиною, можуть викликати реакції – окислення тощо | Потрапляють при додатковому доливанні |
| Густе мастило | Змішується з основною рідиною | Потрапляє з системи мащення або з елементів гідросистеми |
| Іржа | Змішується з рідиною, утворюючи абразивне середовище | Потрапляє з неочищених трубопроводів, баків |
| Металічні частинки | Можуть виявитися каталізаторами для розкладення і окислення, змішуються з основною рідиною, утворюючи абразивне середовище | Внаслідок зносу елементів гідросистем, особливо насосів і гідромоторів |
| Абразивні частинки | змішуються з рідиною, утворюючи абразивне середовище | Потрапляють з повітря, особливо, якщо гідросистема негерметична |
| Частинки фарби | Не розчинюються. Закупорюють щілини дроселів, золотників, фільтри тощо | Потрапляють в систему внаслідок старіння фарби або її поганої адгезії з внутрішніми стінками баків |
| Частинки ущільнюючих матеріалів | Змішуються з рідиною. Закупорюють щілини дроселів, золотників, фільтри | Потрапляють в результаті зносу ущільнювачів, їх поганої якості, неправильного збирання |
| Пісок | Змішуючись з рідиною, утворює абразивне середовище | Потрапляє з труб при використані піску в якості наповнювача при згинанні труб |
| Волокна текстильних матеріалів | Закупорюють щілини дроселів, золотників і фільтри | Потрапляють в результаті застосування тканин при очищені елементів гідросистеми |
| Клейкі речовини | Закупорюють щілини дроселів, золотників і фільтри | Потрапляють при використані клейких речовин в складі матеріалу ущільнення |
| Деревні волокна | Засмічують щілини дроселів, золотників і фільтри | Потрапляють при використані дерев’яних пробок в отворах елементів гідро обладнання при транспортуванні |
| Бактерії і продукти їх життєдіяльності | Змінюють фізичні властивості рідини. Закупорюють фільтри | Потрапляють в результаті забруднення рідини бактеріями |
Наявність твердих забруднень в паливах на заводах-виробниках залежить головним чином від складу промивочної води і чистоти засобів зберігання і перекачування. При промиванні палив технічною водою кількість твердих забруднювачів збільшується за рахунок частинок розміром 1 – 3 мкм. При промиванні палив конденсатом кількість забруднювачів зменшується майже вдвічі. Крім того, з палив в цьому випадку також видаляються сполуки заліза, кальцію, натрію та алюмінію.
Нафтопродукти значно забруднюються в процеси виробництва в результаті корозії заводського обладнання гетероорганічними сполуками. В продуктах корозії поряд зі значною кількістю заліза міститься кремній, кальцій, алюміній, магній та інші метали. Забруднення мають високу зольність, що досягає майже 80%, відносно малий вміст вуглецю, значний – сірки, азоту і кисню.
В теперішній час очищення нафтових палив від забруднень і води здійснюється методами відстоювання, фільтрації, центрифугування та хімічними. Найбільше поширення для очищення авіаційних палив в умовах аеропортів і на літальних апаратах отримав метод фільтрації, оснований на плині палива через пористу перегородку і затримувані на ній крапель води. В якості фільтраційних перегородок використовуються різні типи тканин, нетканні матеріали, папір, сітки, кераміка, металокераміка тощо. Аеродромні фільтри і ті, що використовуються на літаках, для очищення палив являють собою апарати періодичної або напібезперервної дії з фільтроелементами дискового, корозійного, спірального, циліндричного та інших типів.
Дослідженнями і розробкою фільтрів для очищення авіаційних палив від забруднень і емульсійної води в теперішній час займаються у всіх провідних країнах світу. Так, у США цими питаннями займається більше 40 крупних фірм, такі як MilliporFilterCorp., FramCorp. та інші, у Великобританії більше 10 крупних фірм, такі як MilliporFilterCorp., StreamLineFilterLtd. та інші, які досягли певних успіхів.
Джерелами забруднення палив і масел в деяких випадках можуть бути самі фільтр, що призначені для очищення рідини. В процесі роботи фільтроелементи частково руйнуються і їх компоненти вимиваються потоком рідини. Такого типу забруднення спостерігаються у всіх фільтрах з волокнистими наповнювачами, виготовлених, наприклад, з паперу, шерсті, целюлози, скловолокна тощо. Крім того, при використані волокнистих наповнювачів, які можуть змінити пористість при збільшені перепаду тиску, при гідроударах і пульсації тиску, затримані фільтром часточки забруднення повільно проходять через фільтроелемент і знову потрапляє в робочу рідину.
Сучасні гідравлічні системи працюють при різному тиску, який досягає 100 МПа, володіють потужністю до 6500 кВт і містять у собі сотні агрегатів різного призначення і тисячі ущільнюючих пристроїв.
В рідині будь-якої гідравлічної системи не дивлячись на наявність фільтрів і захисту систем від потрапляння забруднення знаходяться мільйони механічних часточок різних розмірів і твердості. Рухаючись разом з потоком, вони викликають підвищений знос гідроапаратури, втрату герметичності, порушення регулювань, збільшення сил тертя, а в деяких випадках і заклинювання рухомих деталей. Часточки провокують кавітаційні явища в системі, засмічують калібровані отвори і фільтри, сприяють накопиченню статичної електрики, підвищують окисніть масла та його нагароутворенню. Використання забруднених рідин призводить не тільки до різкого скорочення строків служби гідроапаратури, але й до швидкої втрати ними властивостей, необхідних для роботи в гідравлічних системах і, таким чином, до їх частої заміни.
Технологія отримання чистої рідини вимагає великих матеріальних затрат. Слід відмітити, що з покращенням якості і тонкості очищення рідини зростають і затрати на її здійснення. Тому для здешевлення цього процесу техніка фільтрації розвивається в основному по двом напрямкам:
1 – це створення фільтрів багаторазового використання з міцних матеріалів, які можуть неодноразово підлягати промиванню, не втрачаючи своїх міцнісних властивостей; розробка методів і засобів, що дозволяють здійснювати більш повну регенерацію фільтроелементів з найменшими економічними витратами. По такому шляху розвиваються бортові фільтри рідинних систем повітряних суден;
2 – це розробка фільтроелементів одноразового використання з найбільш дешевих матеріалів і створення таких технологій виготовлення фільтроелементів, які забезпечують економічно доцільну техніку отримання чистої рідини. Цей напрям розвитку очищення рідин в наш час домінує і наземних засобах фільтрації авіаційних палив. Фільтроелементи таких фільтрів, як правило, виготовляють з паперу, тканини, штучних і природних волокон.
Проблема забезпечення чистоти робочих рідин може бути вирішена лише при комплексному підході. Питання захисту систем від забруднень повинна закладатися при проектуванні, чистота повинна повністю забезпечуватися в процесі зберігання і перевезення нафтопродуктів, при виготовлені і монтажі апаратури, постійно підтримуватися при експлуатації.
Для вирішення проблеми чистоти робочих рідин необхідно: для кожної паливної, масляної і гідравлічної систем визначити гранично допустиму забрудненість рідини, при якій забезпечуються розрахункова надійність системи; розробити конструкцію приладів, що дозволяють швидко і з достатньою точністю оцінити характер і величину забрудненості рідини; мати фільтри і очисники, що дозволяють при малих затратах отримати чисті рідини з рівнем забрудненості нижче гранично допустимого, застосовувати конструкції агрегатів і матеріали для пар тертя, що мало чуттєві до забруднень в рідині; розробити систему заходів, що захищають рідину від забруднень при виготовлені, ремонті та експлуатації.
3. Фільтрація авіаційних палив
Одним із методів видалення забруднень з робочих рідин є фільтрація. Фільтрація – метод очистки рідини від твердих, а в деяких випадках і рідких, забруднень при пропусканні її через пористу перегородку.
Задача видалення забруднень вирішується з допомогою фільтрів, що встановлюються безпосередньо в гідросистемі машин і механізмів. Відповідно до прийнятої системи фільтрації авіаційних палив засоби фільтрації підрозділяють на фільтри попереднього очищення, фільтри тонкого очищення й фільтри-сепаратори.
Перший щабель фільтрації здійснюється фільтрами попереднього очищення, які встановлюються на трубопроводі, що забезпечує видаткові резервуари, а другий і третій щаблі – фільтрами тонкого очищення й фільтрами-сепараторами. Засоби фільтрації другого щабля встановлюються на складі ПММ аеропорту, а третьої – на заправних агрегатах. На складі ПММ засоби фільтрації, як правило, зосереджують в одному місці – у насосній станції або на фільтраційному пункті, які розміщаються наземно у закритих приміщеннях або на відкритих площадках.