Hydraulische slangassemblages zijn vaak de zwakste schakel in een hydraulische installatie. Naast een verkeerde slangkeuze, inbouwwijze en montage, is in veel gevallen (natuurlijke) veroudering de oorzaak. In dit blog leg ik uit welke processen een rol spelen bij de veroudering van hydrauliekslangen.
Oorzaken van veroudering
Naarmate een hydraulische installatie veroudert, gaat ook de kwaliteit van de slangen achteruit. Veroudering van het rubber is te merken aan uitharding. Hierbij ontstaan er scheurtjes waardoor de slang sneller kan uitvallen. De kans dat de installatie op zijn beurt uitvalt, neemt toe, met mogelijk ook milieuschade tot gevolg.
Welke factoren spelen hierbij een rol?
De temperatuur
Zuurstof en ozon
Zonlicht (uv-straling)
Agressieve stoffen in de olie
De assemblage
De opslag
Het verouderingsproces
Om de veroudering van hydrauliekslangen te beoordelen, is het belangrijk om te weten welke processen hieraan bijdragen. Verhoogde temperatuur bijvoorbeeld zorgt voor een versnelling van chemische reacties en natuurkundige processen. Hoe hoger de temperatuur hoe groter de moleculaire bewegingen zijn, wat op haar beurt weer tot verhoogde reacties in het materiaal leidt (in dit geval rubber).
Vulkanisatie
Bij de fabricage van hydrauliekslangen vindt vulkanisatie plaats. Hierbij wordt rubbergranulaat met diverse compounds – waaronder zwavel voor een optimale verbinding – gemengd, samengeperst (warmteontwikkeling) en over een doorn getrokken. Dit chemische proces, dat bij de fabricage van deze slangen door de warmte versneld verloopt, zet zich na de fabricage van de slang bij omgevingstemperatuur langzaam voort. Hierdoor wordt het rubber langzaamaan steeds harder en stugger.
De opslag van de slangen
De manier waarop je hydrauliekslangen opslaat, heeft ook invloed op het verouderingsproces. Onder ideale omstandigheden is de opslagruimte koel (rond de 15°C), en droog (vochtigheidsgehalte rond de 60%). Daarbij is het beter om de slangen niet bloot te stellen aan direct zonlicht of kunstlicht (uv-straling). Daarnaast kunnen machines in dezelfde ruimte invloed hebben op de kwaliteit van het rubber van de slang. Bepaalde apparaten, zoals elektromotoren en lasapparatuur, kunnen namelijk ozon produceren. Hierover leg ik straks meer uit.
Koudvloei en navulkanisatie
Bij de montage van hydrauliekslangen zorgt een pershuls voor een stevige verbinding tussen de slang en de pilaar. Door samenpersing van het rubber tussen de pershuls en slangpilaar ontstaat koudvloei. Hierbij vloeien moleculen van het punt met de hoogste compressie naar het niet samengeperste deel. Dit proces is niet te voorkomen.
Bij koudvloei ontstaat er ook een verhoogde temperatuur, waardoor het materiaal op dit punt navulkaniseert en daardoor meer uithardt dan de rest van de slang. Doordat de compressie vermindert na het persen en afkoelen, is de kans groter dat er (eerder) lekkage ontstaat bij de aansluitingen.
De invloed van zuurstof, ozon en ultraviolette straling
Ozon (O³) is eveneens een belangrijke factor bij veroudering en het uitvallen van de slang. Zoals ik al aangaf kan dit molecuul ontstaan door bepaalde apparatuur. Een grotere bron van ozon vind je echter in de natuur. Vooral bij de zee en tijdens onweer zijn de ozonconcentraties in de lucht relatief hoog.
Ozon ontstaat doordat ultraviolette straling door zonlicht het zuurstofmolecuul (O²) splitst. De daardoor vrijgekomen O-ionen verbinden zich met de zuurstofmoleculen tot ozon.
Zonder te diep op het ozonmolecuul in te gaan, wil ik hier wel de schadelijke gevolgen van ozon belichten. Bij ozonvorming ontstaan namelijk ook andere stoffen die door deze reactie snel oxideren. Bij rubber leidt oxidatie tot materiaalscheurtjes, die na verloop van tijd in aantal en grootte toenemen (dit noemen we met een chique woord ook wel craquelatie).
Wanneer het rubber is uitgerekt, bijvoorbeeld bij een gebogen slangassemblage, dan is de uitwerking van ozon nog groter. Hierbij ontstaan er vaak aan de buitenzijde van de bocht scheurtjes.
Het verouderingsproces is niet te stoppen. Om het proces te vertragen, voegen fabrikanten vaak wel speciale middelen toe. Hoewel dit de levensduur van de slang kan verlengen, is de rol van de omstandigheden waarin de slang zich bevindt niet te onderschatten.
Conclusie
Zoals je leest is het lastig om de exacte levensduur van (rubber) slangen te bepalen. De omstandigheden spelen hierbij een aanzienlijke rol. Veroudering is een traag maar zeker proces. Meestal zie je de tekenen van veroudering vroegtijdig. Let vooral op doorzweten (druppelvorming aan de buitenkant). Ik raad daarom aan om de installatie en slangenassemblage periodiek te inspecteren en tijdig te vervangen.