Dầu thủy lực bị nhiễm nước: 3 dạng nước và cách tách triệt để

Nước lẫn vào dầu thủy lực không phải chuyện hiếm, và cũng không phải lúc nào cũng nhìn thấy bằng mắt thường. Theo Eaton, nước tồn tại trong dầu thủy lực ở ba dạng: hòa tan, nhũ tương và nước tự do, mỗi dạng có mức độ nguy hiểm khác nhau và cách xử lý khác nhau.

Bạn đang nhìn thùng dầu thủy lực của máy mình, thấy màu vẫn trong, và nghĩ chắc chưa có vấn đề gì. Tôi hiểu cảm giác đó, nhưng nó là chỗ nhiều người chủ quan nhất.

Dầu thủy lực bị nhiễm nước là gì

Tôi muốn nói thẳng điều này ngay từ đầu: dầu còn trong không có nghĩa là dầu sạch nước. Nước hòa tan ở mức thấp không làm đổi màu dầu, nên nhìn bằng mắt chỉ phát hiện được khi nước đã ở mức nặng.

• Nước có thể lẫn vào dầu qua hơi ẩm, qua phớt hở, qua cách bảo quản sai
• Mức độ nhẹ: không đổi màu, vẫn trong ngưỡng an toàn
• Mức độ nặng: dầu đục, trắng sữa, hoặc nước tách hẳn xuống đáy thùng
• Ba dạng nước này quyết định cách bạn xử lý, không phải chỉ nhìn một lần là biết

Nước trong dầu thủy lực tồn tại dưới dạng nào và mức nào còn an toàn

Tôi cho rằng phân loại đúng dạng nước quan trọng hơn nhìn màu dầu, vì mỗi dạng cần một cách xử lý riêng, gộp chung vào một rổ là xử lý sai hướng.

Nước hòa tan: không thấy bằng mắt nhưng vẫn có ngưỡng an toàn

Nước hòa tan là nước phân tán ở cấp độ phân tử trong dầu, mắt thường không thấy được. Theo Eaton, dầu thủy lực chống mài mòn (AW) mới thường chứa khoảng 200-300 ppm (0,02-0,03% khối lượng) nước hòa tan, và lượng này không gây hại cho hệ thống lẫn cho dầu.

So sánh để dễ hình dung: một bài kỹ thuật của Pall nêu dầu khoáng tinh chế cao ít phụ gia giữ khoảng 100 ppm nước hòa tan ở 70°F (khoảng 21°C), còn dầu thủy lực gốc ester có thể vượt 3.000 ppm ở cùng điều kiện nhiệt độ đó. Hai loại dầu khác gốc thì ngưỡng nước hòa tan “bình thường” cũng khác nhau, không có một con số chung cho mọi loại dầu.

Nước nhũ tương: dầu đục, trắng sữa, rủi ro lớn nhất

Đây là dạng dễ nhận ra nhất bằng mắt, và cũng là dạng tôi lo nhất. Nước nhũ tương làm dầu chuyển đục mờ hoặc trắng sữa tùy lượng nước, và Eaton đánh giá đây là rủi ro lớn nhất với cả hệ thủy lực lẫn với dầu.

Nước tự do: lắng đáy bồn, xả được qua van thấp

Nước tự do là nước đã tách hoàn toàn khỏi dầu, nặng hơn dầu nên lắng xuống đáy thùng chứa. Đây lại là dạng dễ xử lý nhất: nước tự do lắng ở đáy thùng có thể xả bỏ trực tiếp qua van xả đáy.

Vấn đề là không phải bồn nào cũng có van xả điểm thấp, và nếu không có thì nước tự do cứ nằm im dưới đáy, chờ dịp bị khuấy lên khi bơm hút.

Nguyên nhân khiến dầu thủy lực bị nhiễm nước

Tôi luôn khuyên kiểm tra nguồn nước trước khi nghĩ tới chuyện tách nước, vì tách xong mà không chặn được đường nước vào thì vài tuần sau dầu lại nhiễm y như cũ, mất công mất tiền hai lần. Theo Eaton, nước xâm nhập vào dầu thủy lực chủ yếu từ ba nguồn:

• Môi trường quanh hệ thống: độ ẩm không khí, nước mưa tạt vào, hơi nước từ khu vực làm việc
• Hơi ẩm ngưng tụ trong thùng chứa: chênh lệch nhiệt độ ngày đêm làm hơi nước đọng lại bên trong
• Bảo quản và thao tác dầu không đúng cách: để phuy dầu ngoài trời, mở nắp không kín, rót dầu qua phễu bẩn

Ngoài ba nguồn Eaton nêu, trong thực tế vận hành máy tôi thấy phớt và gioăng làm kín bị chai, breather hỏng hoặc không có, và bộ làm mát dầu bị rò cũng là những cửa ngõ quen thuộc cho nước lọt vào. Chặn được nguồn thì tách nước mới có ý nghĩa lâu dài.

Cách phát hiện dầu thủy lực có nước: quan sát và crackle test

Tôi xem đây là bước kiểm tra ai cũng tự làm được ngay tại hiện trường, không cần chờ gửi mẫu đi phân tích mới biết. Hai bước dưới đây đi theo thứ tự quan sát trước, kiểm chứng sau.

Quan sát màu dầu và đáy bồn

Nhìn qua kính thăm dầu hoặc múc một ít ra cốc trong suốt. Dầu đục hoặc trắng sữa cho thấy đã có lượng nước đáng kể, đây là dấu hiệu rõ nhất mà không cần dụng cụ gì.

Nếu bồn có van xả đáy, mở thử một chút xem có nước tách lớp phía dưới không. Dấu hiệu dầu thủy lực bị hỏng còn bao gồm cả mùi khét và độ nhớt thay đổi, đáng để kiểm tra cùng lúc khi bạn đã mở bồn ra xem.

Thực hiện crackle test

Ngoài hiện trường, bạn có thể làm phép thử crackle để xác nhận nghi ngờ của mình: nhỏ vài giọt dầu lên một tấm kim loại hoặc bếp điện đã nung nóng trên 100°C, nếu nghe tiếng lách tách hoặc sủi bọt li ti, đó là dấu hiệu có nước trong dầu.

Tiếng nổ lách tách càng rõ, càng dày thì nước trong dầu càng nhiều. Đây không phải phép đo định lượng chính xác như phân tích phòng lab, nhưng đủ để bạn quyết định có cần gọi dịch vụ phân tích dầu chuyên sâu hay không, đỡ phải chờ đợi mất thời gian.

Dầu thủy lực nhiễm nước gây hậu quả gì cho máy và cho dầu

Tôi không coi nước là vấn đề riêng của dầu. Bơm, van, xy lanh – cả hệ thống kim loại đang tiếp xúc với dầu đó đều chịu ảnh hưởng.

• Giảm khả năng bôi trơn, làm tăng ma sát và mài mòn ở các bề mặt kim loại
• Thúc đẩy ăn mòn, rỉ sét bên trong bơm, van, xy lanh
• Làm suy giảm hiệu quả của các phụ gia chống mài mòn, chống oxy hóa trong dầu
• Tạo cặn bẩn, bùn nhớt tích tụ ở các điểm lọc và khe hở hẹp
• Ảnh hưởng tới độ chính xác vận hành của bơm và van điều khiển

Nhìn danh sách này, có lẽ bạn cũng thấy, nước không chỉ làm hỏng một thứ, mà kéo theo cả chuỗi. Bơm mòn thì áp suất giảm, áp suất giảm thì máy chạy ì, và cái vòng lặp đó cứ thế tiếp diễn cho tới khi có người quyết định dừng lại kiểm tra.

Phân biệt dầu nhiễm nước và dầu sạch: khác nhau ở đâu

Tôi cho rằng so sánh dầu nhiễm nước với dầu sạch phải đi kèm một câu hỏi trước: máy của bạn dùng loại dầu thiết kế để tách nước hay để giữ nước. Thiếu câu hỏi đó, nhìn dầu đục mà kết luận “hỏng” có khi lại sai bét.

Dầu AW tách nước, dầu Cat nhũ hoá giữ nước

Dầu thủy lực chống mài mòn (AW) dùng cho đa số máy công nghiệp, máy ép nhựa, máy công trình được thiết kế để tách nước nhanh. Nước lọt vào thì tách lớp, lắng xuống hoặc dễ lọc ra, dầu giữ được độ trong vốn có của nó. Đây là chuẩn “sạch” mà phần lớn kỹ thuật viên quen nhìn.

Nhưng Caterpillar lại đi một hướng khác hẳn cho dầu thủy lực chính hãng của họ. Dầu thủy lực Cat HYDO Advanced là dầu nhũ hoá, nghĩa là nó được thiết kế để giữ và phân tán nước thay vì đẩy nước ra, và Caterpillar khuyên tránh dùng loại dầu ghi “tách nước” hay “thải nước” cho hệ thủy lực di động của họ. Nghe ngược đời đúng không? Dầu công nghiệp coi nước là kẻ thù phải tống ra, còn Cat lại muốn giữ nước phân tán đều trong dầu để tránh nước tự do tụ thành giọt lớn gây rỉ sét cục bộ.

Soi màu dầu thế nào cho đúng

Vậy nên khi bạn cầm một mẫu dầu thủy lực hơi đục lên soi, câu hỏi đầu tiên không phải “có nước hay không” mà là “máy này vốn dùng dầu loại nào”. Một mẫu dầu nhũ hoá đúng chuẩn của Cat có thể trông khác dầu AW sạch tinh mà vẫn hoàn toàn bình thường. Ngược lại, một mẫu dầu AW mà đục mờ thì gần như chắc chắn có vấn đề, vì bản chất nó phải trong.

Tôi từng thấy nhiều người áp một tiêu chuẩn “dầu sạch” chung cho mọi máy, và đó là chỗ dễ đọc sai nhất. Cũng vì lẽ đó mà nhà sản xuất thiết bị thường quy định rõ loại dầu thủy lực phù hợp, kèm theo thiết kế van xả ở điểm thấp để xả nước định kỳ nếu dầu thuộc nhóm tách nước. Đọc đúng sổ tay máy trước, rồi mới soi màu dầu sau, đừng làm ngược.

Các phương pháp tách nước khỏi dầu thủy lực, chọn theo mức độ

Tôi chọn phương pháp theo mức độ nhiễm: nước tự do thì xả hoặc lắng trước, nước nhũ tương nặng mới cần tới coalescer hay sấy chân không. Dưới đây là năm kỹ thuật chính, xếp theo thứ tự từ nhẹ nhàng, rẻ tiền đến phức tạp, tốn kém hơn.

Lắng trọng lực và xả nước tự do

Đây là cách rẻ nhất và cũng là cách đầu tiên nên làm. Để thùng dầu yên một thời gian, nước tự do nặng hơn dầu sẽ tự chìm xuống đáy.

• Phù hợp khi bồn có van xả điểm thấp
• Không tốn thiết bị, chỉ tốn thời gian chờ
• Không xử lý được nước hòa tan hay nhũ tương đã trộn đều

Nhược điểm là nó chỉ ăn thua với nước tự do đã tách lớp rõ ràng. Nước nhũ tương đã quyện vào dầu thì có để cả tuần cũng chẳng chìm xuống đâu.

Ly tâm và polymer hấp thụ

Máy ly tâm quay dầu ở tốc độ cao, tận dụng chênh lệch tỷ trọng để đẩy nước ra ngoài nhanh hơn nhiều so với lắng tự nhiên.

• Xử lý được cả nước tự do lẫn nhũ tương nhẹ
• Tốc độ xử lý nhanh hơn lắng trọng lực
• Polymer hấp thụ là lựa chọn gọn nhẹ hơn: vật liệu polymer hút nước chọn lọc, giữ nước lại mà không hút dầu

Polymer hấp thụ thường dùng cho hệ thống nhỏ hoặc làm bước lọc bổ sung sau coalescer. Tôi thấy nó tiện ở chỗ không cần vận hành máy móc phức tạp, chỉ cần thay bộ lọc polymer định kỳ.

Coalescer và sấy chân không cho nhiễm nặng

Khi dầu đã đục trắng sữa, hai phương pháp trên thường không đủ. Đây là lúc cần tới thiết bị chuyên dụng hơn.

Bộ tách nước dạng coalescer gom các hạt nước li ti thành giọt lớn hơn để dễ tách, và một case được hyprofiltration.com công bố ghi nhận cam kết hiệu quả tách trên 95% cho hệ thống này. Máy sấy chân không thì hút nước bay hơi khỏi dầu dưới áp suất thấp, xử lý được cả nước hòa tan lẫn nhũ tương nặng. Theo một case hyprofiltration.com công bố, một nhà máy luyện nhôm tại Australia dùng máy khử nước chân không cho dầu hộp số nhiễm nước, đạt kết quả nước giảm 98% và hạt giảm 95%.

Tôi không khuyên nhảy thẳng lên sấy chân không ngay khi vừa thấy dầu hơi đục. Mức nhẹ thì lắng hoặc ly tâm đã đủ, dùng thiết bị nặng cho một vấn đề nhẹ chỉ tốn tiền oan.

Hậu quả khi trì hoãn xử lý dầu thủy lực nhiễm nước

Hai trường hợp đã được công bố dưới đây giúp bạn hình dung thiệt hại khi để nước nằm trong dầu quá lâu.

Trong một dự án tại nhà sản xuất van, theo nhận định của Hy-Pro, phía khách hàng của họ cần thay 25 bơm thủy lực mỗi năm với chi phí 2.440 USD cho mỗi bơm. Đây là con số của một trường hợp cụ thể do Hy-Pro công bố, không phải mức chi phí chung cho mọi nhà máy, nhưng nó cho thấy một điều: bơm hỏng vì nước trong dầu không phải chuyện nhỏ, mà là khoản tiền lặp lại hằng năm.

Chuyện kiểm soát nước không chỉ dừng ở bơm. Các case công bố về bảo trì cho thấy kiểm soát độ sạch, giảm nước xâm nhập và phân tích dầu định kỳ giúp giảm hỏng ổ lăn rõ rệt. Giảm từ 25 xuống dưới 5 là một bước nhảy lớn, và nó không đến từ một hành động đơn lẻ mà từ cả một quy trình kiểm soát nước được duy trì liên tục.

Tôi đọc hai case này và thấy một điểm chung đáng chú ý: chi phí của việc trì hoãn không nằm ở giá một lít dầu thay mới, mà nằm ở bơm, van, ổ lăn hỏng theo. Mà những thứ đó luôn đắt hơn dầu rất nhiều lần.

Cách phòng ngừa nước xâm nhập vào dầu thủy lực

Tôi ưu tiên phòng ngừa hơn xử lý, vì chi phí lắp breather hay kiểm tra phớt định kỳ luôn thấp hơn hẳn chi phí tách nước hay thay bơm. Dưới đây là những việc tôi khuyên làm thành thói quen, không phải việc làm một lần rồi thôi.

• Kiểm tra phớt và gioăng làm kín định kỳ, thay ngay khi thấy chai cứng hay rò rỉ
• Lắp breather ở miệng thông hơi của bồn dầu, tránh để hơi ẩm ngoài trời lọt thẳng vào
• Bảo quản dầu mới trong phuy đúng cách, để nơi khô ráo, tránh đọng nước trên nắp phuy
• Kiểm tra bộ làm mát dầu định kỳ, vì bộ làm mát rò là một đường nước âm thầm ít ai ngờ tới
• Tận dụng van xả ở điểm thấp của bồn nếu hệ thống có thiết kế này, xả nước tự do định kỳ thay vì chờ tích tụ nhiều mới xử lý

Nhiều máy có sẵn van xả đáy mà chẳng ai đụng tới cả năm trời, cứ để đó cho đẹp! Chỉ cần xả thử định kỳ, nhiều khi bạn phát hiện nước tự do từ sớm, lúc còn xử lý nhẹ nhàng, chứ chưa phải lúc dầu đã trắng sữa.

Nếu bạn đang cân nhắc thay dầu định kỳ để hạn chế rủi ro này, có thể tham khảo thêm bảng giá dầu thủy lực mới nhất để lên kế hoạch ngân sách bảo trì cho năm tới. Phòng ngừa tốt từ đầu bao giờ cũng rẻ hơn chạy theo xử lý sự cố.

Dầu thủy lực của bạn có đang đục bất thường hay bạn chưa chắc nên chọn phương pháp tách nước nào cho đúng mức độ, gọi tôi qua 0967 555 999 nếu ở miền Nam hoặc 0974 656 789 nếu ở miền Bắc, tôi tư vấn và báo giá cụ thể theo tình trạng máy của bạn.