Рукави високого тиску (РВТ) працюють у складних умовах — перепади температури, постійні навантаження, агресивне середовище. Будь-який з цих факторів здатен вивести систему з ладу. Але найчастіше причиною відмови стає саме неврахований температурний або механічний вплив.
Температурний вплив
Температура навколишнього середовища і робочого середовища впливає на матеріал внутрішньої і зовнішньої оболонки рукава, армування і навіть фітінги. Перегрів рукава високого тиску викликає прискорене старіння гуми або полімеру. У внутрішній оболонці це призводить до утворення мікротріщин, зміни твердості, втрати еластичності. Якщо температура перевищує допустиму межу навіть на короткий час, матеріал стає ламким, з’являються витоки, а потім і розрив.
Холод. При низьких температурах гума твердіє, стає ламкою. Якщо при цьому рукав згинається або піддається удару, виникає ризик утворення тріщин. Це типова ситуація для сільгосптехніки або вантажівок, які запускаються на морозі без попереднього прогріву. Розриви часто стаються вже в перші хвилини роботи, коли рідина ще густа, а матеріал шланга — крихкий.
Перепади температур (термоцикли). Постійне чергування високих і низьких температур призводить до втрати гнучкості і зниження міцності на розрив. Втома матеріалу накопичується, армування слабшає, і навіть при нормальному тиску рукав починає протікати. Це характерно для машин, які працюють циклічно — навантажувачів, маніпуляторів, екскаваторів. Кожен запуск і зупинка — це ще один удар по ресурсу.
Механічне навантаження
Перевищення тиску. Робочий тиск у системі — це номінальне навантаження. Але якщо система дає пікові навантаження, гідроудари або перевищення, то навіть короткочасне зростання тиску здатне порушити структуру армування. Волокна або сталеві обплетення починають розходитися, шланг розбухає, стає схожим на «бочку», а потім лопається. Така ситуація часто буває у техніці зі старими клапанами або недосконалим регулюванням.
Згинання, вібрації, перекрути. Якщо рукав змонтований з порушенням радіуса вигину або постійно піддається динамічному навантаженню (наприклад, працює на рухомому елементі), відбувається поступове розшарування оболонок. У місцях згину з’являються мікротріщини, спочатку непомітні, але з часом вони дають текти. Вібрація ще більше погіршує ситуацію: постійне коливання руйнує структуру армуючого шару і кріплень.
Навантаження у русі. Якщо рукав працює у режимі постійного розтягування/стиснення (наприклад, у стрілі маніпулятора або підйомному механізмі), його армування працює як пружина — постійно розтягується і стискається. Волокна зношуються, втрачається здатність витримувати навантаження. Через деякий час — провисання, потовщення, м’які ділянки, і як наслідок — розрив.
Стирання і удари. Зовнішня оболонка рукава захищає від механічного пошкодження. Якщо шланг трется об металеві деталі, раму техніки, каміння або навіть інші шланги, цей захисний шар стирається. Після цього на оболонку потрапляє волога, хімікати, УФ-випромінювання, і внутрішній шар починає швидко руйнуватись. На практиці — шланг, що мав би служити три роки, виходить з ладу за один сезон.
Приклад із практики
На самоскиді з гідравлічним підйомником рукав високого тиску постійно перегинався біля точки кріплення. Температура робочої рідини досягала +90 °C. Через три місяці інтенсивної експлуатації гумова оболонка почала тріскатись, з’явились мікровитоки.
Хоча тиск був у нормі, температура і неправильна геометрія монтажу зруйнували армування. Заміна пройшла тільки після повного розриву при запуску вранці на морозі. Висновок — рукав підібраний без урахування температурного циклу і радіуса вигину. Вирішення: підібрали модель зі збільшеним радіусом вигину, термостійкою гумою та встановили захисну спіраль — новий рукав працює вже понад рік без відмов.
Правильний підбір РВТ — це не тільки про тиск. Температура, рухливість, умови навколишнього середовища мають вирішальне значення. Потрібно враховувати температурний діапазон, армування, тип з’єднання, а також регулярність і характер навантаження. Один і той самий шланг у різних умовах покаже зовсім різний ресурс — і це треба планувати заздалегідь. Якщо не враховувати ці фактори, навіть найдорожчий рукав може вийти з ладу вже за перші кілька місяців експлуатації.
