Гидравлический пресс на воде

Когда слышишь ?гидравлический пресс на воде?, первое, что приходит в голову — обычный гидропресс, где вместо масла вода. Но если так думать, можно серьёзно ошибиться. В нашей отрасли это частая ошибка, особенно среди тех, кто только начинает работать с системами обработки металлов, например, с теми же индукционными печами. Многие считают, что раз принцип гидравлики общий, то и вода подойдёт везде — но на практике всё упирается в давление, коррозию и главное — в требования к самому технологическому процессу.

Откуда вообще взялась эта концепция

Идея использовать воду в гидравлических системах прессов появилась не вчера. Ещё лет двадцать назад некоторые цеха пытались экономить на масляных системах — вода ведь дешевле, да и утечки не так страшны с экологической точки зрения. Но тогда же и вылезли основные проблемы: вода не обладает такими же смазывающими свойствами, как масло, да и к температуре чувствительна. Если в контуре идёт нагрев от того же оборудования, например, от индукционной печи — начинаются паровые пробки, кавитация, и в итоге пресс просто ?захлёбывается?.

Сейчас под ?гидравлическим прессом на воде? чаще подразумевают системы, где вода работает как рабочая жидкость, но в замкнутом, специально подготовленном контуре — с добавками против коррозии, смазки и стабилизаторами. Но даже это не панацея. Я сам видел, как на одном из старых заводов под Нинго пытались адаптировать такой пресс под ковку заготовок после индукционного нагрева. Вроде бы и вода очищенная, и добавки есть — но при пиковых нагрузках валы всё равно начали подъедать. Пришлось пересматривать всю систему уплотнений.

Кстати, о локации. В том же Городском уезде Нинго, провинции Аньхой, где базируется ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей, я как-то обсуждал этот вопрос с их инженерами. Они, конечно, специализируются на индукционных печах, но по роду работы сталкиваются с разным вспомогательным оборудованием. Их мнение было однозначным: для точных и ответственных операций, связанных с обработкой разогретого металла из их печей, чисто водяная гидравлика — большой риск. Но как идея для определённых, не самых критичных операций — имеет право на жизнь.

Где вода действительно работает, а где — нет

Есть ниши, где гидравлический пресс на воде прижился. Например, в некоторых операциях холодной штамповки тонколистового металла, где не требуется сверхвысокое давление, а важна чистота рабочей зоны — масляные туманы там совершенно ни к чему. Или в пищевой промышленности, где любые следы масла — это брак. Но стоит перейти к горячей штамповке или ковке — тут уже начинаются сложности.

Основная проблема — это температурная стабильность. Вода, как я уже говорил, при нагреве меняет свои свойства, может закипеть в локальных зонах трения. Мы как-то проводили испытания на малом прессе, пытаясь формовать алюминиевые слитки после индукционного нагрева. Температура заготовки — около 400 градусов. Пресс на воде работал, но с постоянными сбоями в моменте начала хода поршня — видимо, из-за микропаробразования. В итоге, для таких задач вернулись на масло.

Ещё один момент — это коррозия. Даже с присадками, долговечность компонентов системы под вопросом. Особенно страдают клапаны и золотники точного контроля. У нас был случай на одном из предприятий-партнёров, который закупал оборудование у ООО Аньхой Хунда — они как раз пробовали интегрировать водяной пресс в линию после индукционной печи для правки прутков. Через полгода пришлось менять блок управления давлением — каналы подъело.

Что говорят производители оборудования, вроде Хунда

Компания ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей, как производитель с тридцатилетним опытом в индукционном нагреве, напрямую прессы не делает. Но их оборудование часто является частью технологической линии, где пресс — следующий после нагрева элемент. Поэтому их инженеры хорошо знают требования к сопрягаемому оборудованию. На их сайте nghxdl.ru в разделе о решениях для металлообработки прямо указано, что для операций горячей деформации рекомендуются гидравлические системы с термостабильными жидкостями. Вода в их списке не фигурирует.

Из бесед с ними я понял главное: их печи, известные энергоэффективностью, создают очень точный и контролируемый нагрев. А дальше — важно не испортить заготовку на этапе прессования. Нестабильная работа пресса, рывки из-за свойств рабочей жидкости — это брак по геометрии или внутренним напряжениям. Поэтому в их рекомендованных комплексах линий обычно фигурируют проверенные масляные системы или прессы с иным принципом действия.

Однако, они отмечали, что для вспомогательных операций — скажем, для съёма окалины или несильной правки уже остывающих изделий — водяные системы низкого давления могут применяться. Но это, скорее, исключение, подтверждающее правило. Их позиция реалистична: технология существует, но её применение должно быть строго обосновано, а не данью моде на ?экологичность?.

Личный опыт и неудачные эксперименты

Мы с коллегами как-то решили провести собственный эксперимент. Взяли списанный гидравлический пресс малой мощности, тщательно промыли всю систему, залили подготовленную водную эмульсию с антикоррозийным пакетом. Задача была простая — запрессовка втулок в детали, которые предварительно грелись в печи сопротивления. Давление нужно было невысокое, температура деталей около 200°C.

Первые двадцать циклов — всё отлично. Чисто, тихо, никаких масляных следов. Но потом началось: сначала подтекать начало у штока, потом стал залипать предохранительный клапан. Разобрали — а там уже есть следы эрозии и белый налёт (видимо, выпали некоторые присадки). Самое неприятное — это изменение скорости срабатывания. К концу смены пресс начинал ?задумываться? на старте, будто жидкость где-то подтормаживала. Для серийного производства такой разброс параметров неприемлем.

Этот опыт хорошо показал разницу между лабораторными условиями и реальным цехом. В теории вода с пакетом присадок — работоспособна. На практике — постоянные колебания температуры в цехе, пыль, микровключения в воде после подпитки системы, и всё, стабильность работы системы уходит. Для разовых или редких операций — может, и пройдёт. Для ежедневной многосменки — точно нет.

Так есть ли будущее у водяной гидравлики в прессах?

Думаю, что будущее есть, но очень специфическое. С развитием новых материалов для уплотнений, покрытий для трущихся пар и более стабильных химических составов рабочих жидкостей, ниша может расшириться. Но это будет именно ниша — там, где требования к чистоте продукции или среды первичны, а параметры давления и температурного режима — вторичны и хорошо контролируемы.

В металлообработке, особенно связанной с высокими температурами от индукционного нагрева, как у того же ООО Аньхой Хунда, массовый переход на воду я не вижу. Слишком велики риски для качества конечной продукции и надёжности самой линии. Экономия на масле может обернуться частыми простоями на ремонт и настройку.

Поэтому, если вам на производстве предлагают гидравлический пресс на воде для горячих операций — задайте десяток вопросов о реальном опыте, гарантиях на ресурс основных компонентов и запросите контакты предприятий, где такая система работает не первый год. Как показывает практика, таких мест не так много. А для большинства стандартных задач в кузнечно-прессовом производстве проверенные масляные системы пока остаются безальтернативным вариантом. Вода — это скорее интересное направление для исследований, а не готовое решение для цеха.