Матеріали гідравлічних циліндрів: труби гільз і штоки поршнів

Гільза: хонінгована труба

Гільзи циліндрів зазвичай є безшовною або тягнутою трубою зі сталі класу E355 (St52), що постачається хонінгованою або обробленою сківінгом і роликовим поліруванням до дрібної внутрішньої обробки; труба DOM SAE 1020/1045 покриває ту ж область у дюймовій практиці. Ключові моменти:

• Внутрішній допуск зазвичай становить близько H8–H9, із шорсткістю поверхні, достатньо низькою (зазвичай Ra ≈ 0.2–0.4 µm після полірування), щоб ущільнення ковзали по масляній плівці, а не по слідах обробки.
• Зварюваність має значення — порти, фланці та торцеві кришки приварюються — що є однією з причин, чому середньовуглецеві сталі класу E355 тут перемагають вибір з вищими легуваннями.
• Товщина стінки випливає з правил тиску та поздовжнього згину з кодексів проектування циліндрів, а не лише з марки матеріалу.

Шток: хромований пруток

Штоки поршнів найчастіше є CK45 / SAE 1045, з твердим хромуванням:

• Сталева серцевина несе навантаження на розтяг і поздовжній згин; загартований і відпущений або нормалізований стан залежно від навантаження.
• Твердий хром (зазвичай порядку 20–30 µm) забезпечує захист від корозії та тверду поверхню ковзання з низьким тертям, оброблену приблизно до Ra 0.1–0.3 µm.
• Там, де удар або пошкодження камінням загрожує штоку, індукційно загартована CK45 під хромом протистоїть вм'ятинам, які інакше різали б ущільнення.
• Важче навантаження або сильно навантажені штоки переходять до 42CrMo4 (4140) загартованої та відпущеної, хромованої так само.

Обробка — це функціональна специфікація

Термін служби ущільнень визначається менше сталлю, ніж поверхнями: занадто шорстка стирає ущільнення, занадто гладка може голодувати змащення, а дефекти хрому (пітинг, тріщини, тонкі кромки біля шийок) стають шляхами витоку та іржі. Рейтинги сольового туману та товщина хрому належать до специфікації штока поряд з маркою сталі; на трубах специфікаціями купівлі є обробка хонінгуванням/поліруванням і допуск внутрішнього діаметра. Жодна деталь не є екзотичною — циліндри досягають успіху на послідовних, звичайних матеріалах, виконаних до послідовних обробок.

Варіанти сталі для штоків, які варто знати

Поряд з CK45 широко використовуються мікролеговані сталі типу 20MnV6: вони пропонують вищу та послідовнішу межу плинності, ніж 1045, у стані після прокатки з доброю зварюваністю для з'єднання кінця штока — актуально, оскільки вушко або фланець штока приварюється перед хромуванням. Для корозійних середовищ (морські, харчові, офшорні) штоки переходять до нержавіючої сталі з твердим хромуванням або, дедалі частіше, до альтернативних покриттів (шари, напилені термічно або наплавлені лазером), де процеси шестивалентного хрому обмежені; логіка базової сталі — міцність, зварюваність, стійкість до вм'ятин — залишається тією ж під поверхневою системою.

Що насправді вказується

Повне позначення матеріалу циліндра зазвичай називає, для гільзи: стандарт і марку труби, стан постачання (зі знятими напруженнями для хонінгованої труби), допуск внутрішнього діаметра та шорсткість, а також вимогу до випробування тиском; для штока: марку та стан сталі, товщину та твердість хрому, шорсткість і тривалість корозійного випробування. Пропуск пунктів обробки та покриття при детальному вказуванні сталі є найпоширенішою слабкістю в реальних специфікаціях закупівлі.