Werken met hydrauliek, ongekende krachten

Print
Arbeidsmiddelen
Werknemer tilt een zwaar brugdeel op met behulp van hydrauliek
Met een cilinder van 2,6 kg een last van 20.000 kg heffen. Een last van 500.000 kg horizontaal verplaatsen. Of een 220 kV grondkabel van 160 mm doorsnede doorknippen met een draagbare schaar. Wie met hydrauliek werkt, krijgt de beschikking over ongekende, maar gecontroleerde krachten. En heeft daarmee ook de verantwoordelijkheid om hier op een zo veilig mogelijke manier mee om te gaan. De realiteit is echter in veel gevallen anders. Te vaak nog wordt er onveilig gewerkt met hydraulische systemen. De belangrijkste reden hiervoor is een gebrek aan kennis over de vele aspecten van hydrauliek. Een artikelenreeks over hydrauliek, waarvan dit stuk de aftrap is, moet hier verandering in brengen. Te beginnen met een theoretische basis; wat is hydrauliek nu eigenlijk?

Klein en handzaam

Hydrauliek is een bijzondere aandrijftechniek, die in vrijwel elke technisch-industriële omgeving toegepast wordt. De belangrijkste reden hiervoor is dat hydraulisch aangedreven systemen vele malen kleiner en handzamer kunnen worden uitgevoerd, dan vergelijkbare systemen die mechanisch, elektrisch of pneumatisch worden aangedreven.

De belangrijkste eigenschap van hydraulische systemen is, dat je zeer grote bewegingen en ongekende krachten eenvoudig onder controle kunt houden met vloeistoffen (meestal olie) in een gesloten systeem. De meest bekende toepassingen van hydrauliek zijn de laadklep van een vrachtauto, graafmachines en vijzels om zware lasten op te tillen. Binnen de hydrauliek kan er een onderscheid worden gemaakt tussen lage- en hogedruk. Het belangrijkste verschil zit met name in de snelheid, waarmee de olie door het hydraulisch systeem wordt gepompt en de bijbehorende druk.

Lage-, middel- en hogedruk

Afhankelijk van de gehanteerde druk, onderscheiden we in de hydrauliek drie categorieën:

  • Lagedruk hydrauliek (tot 80 bar)
  • Middeldruk hydrauliek (tot 350 bar)
  • Hogedruk hydrauliek (vanaf 350 bar)

Lage- en middeldruk hydrauliek is te herkennen aan veel bewegingen met een relatief hoge snelheid, lange slaglengtes en grote oliestromen. Voorbeelden hiervan zijn onder meer heftrucks, hijskranen, bruggen, graafmachines etc. Hogedruk hydrauliek is compacter qua volume en te herkennen aan langzame en uiterst gecontroleerde bewegingen, kortere slaglengtes en kleine oliestromen. Voorbeelden van hogedruk hydrauliek zijn onder meer hefcilinders (vijzels) en hydraulische scharen, zoals deze worden gebruikt om dikke kabels door te knippen, maar bijvoorbeeld ook als reddingsgereedschap om verkeersslachtoffers uit autowrakken te knippen.

Hydrauliek nader bekeken

Hydrauliek is dus een zeer efficiënte vorm van aandrijving en krachtoverbrenging. Een hydraulisch systeem bestaat minimaal uit een generator (pomp), een leiding (slang), een cilinder en olie (of een andere vloeistof). Dat een hydraulisch systeem zulke grote krachten met relatief weinig energie kan overbrengen, komt door de olie.

Doordat olie zeer dicht is en nauwelijks samendrukbaar is, kan deze vloeistof een zeer hoge druk overbrengen. De pomp genereert deze oliestroom en de benodigde druk. De olie wordt via de slang onder de plunjer (het bewegende deel van de vijzel) van de cilinder gepompt. De opgebouwde druk in de cilinder genereert een kracht.

De opgewekte kracht is evenredig aan de druk van de olie, vermenigvuldigd met het oppervlak van de plunjer. Dit gegeven is gebaseerd op de natuurkundige wet van Pascal, opgesteld door de Franse wis- en natuurkundige Blaise Pascal (1623-1662). Deze wet stelt: Een druk die wordt uitgeoefend op een vloeistof die zich in een geheel gevuld en gesloten vat bevindt, zal zich onverminderd in alle richtingen voortplanten. Dat betekent dat een cilinder met een diameter van slechts 7 cm en een oliedruk van 700 bar (10,400 Psi) zonder problemen een last van 10.000 kg kan verplaatsen.

Geweerschot

Los van alle theorie en onafhankelijk om welke druk het gaat (lage-, middel- of hogedruk), voor alle hydraulische systemen geldt dat de oliestroom ongekend veel schade kan aanrichten wanneer er niet op de juiste wijze mee wordt omgegaan. Toch laat de dagelijkse praktijk nog altijd zien dat er bij het werken met hydrauliek – bewust en onbewust – onnodig veel risico’s worden genomen. De meest voorkomende zijn het gebruik van verkeerde onderdelen, het doorwerken met beschadigde onderdelen of zelfs systemen, die provisorisch worden uitgebreid met zelfgemaakte hulpstukken.

Jammer genoeg zijn er van hydrauliek geen specifieke ongevalscijfers bekend en al helemaal niet van ongevallen met hogedruk hydrauliek. De meeste ongelukken met hydrauliek komen niet uitgebreid in het nieuws. Toch blijken bij veel bedrijven (van elke omvang) in de praktijk heel veel onveilige situaties te bestaan.

Zorgwekkend, want zeker met hogedruk hydrauliek kan er groot persoonlijk letsel ontstaan als er wat misgaat, door de grote krachten en werkdruk die ermee gepaard gaan. Ter illustratie; leidingwater komt uit de kraan met een druk van 2 bar, terwijl de druk in een hydraulisch systeem ruim 700 bar bedraagt. Deze kracht is vergelijkbaar met een kogel die uit een geweer wordt geschoten.

 

Wist je dat…

  • Een hydraulisch systeem van geringe afmetingen al zeer grote krachten kan opwekken?

  • De kracht van hogedruk (700 bar) vergelijkbaar is met die van een geweerschot?

  • De druk van 700 bar zich in het gehele systeem bevindt, inclusief koppelingen en slangen?

  • Lekkages en storingen vaak te voorkomen zijn door zorgvuldig gebruik en regelmatig onderhoud?

  • Hydraulische vloeistof (olie) brandgevaarlijk is?

  • Olie onder druk ontsnapt met 200 m/p sec. ofwel de lengte van 2 voetbalvelden in één seconde?

  • Een hydraulisch systeem eenvoudig deskundig kan worden uitgebreid of aangepast?

Veiligheid begint met kennis

Over veiligheid en veilig werken is oneindig veel informatie te vinden, maar waar het hydraulisch hefgereedschap betreft, is de spoeling een stuk dunner. Ook veiligheidskundigen en leidinggevenden zijn vaak niet volledig op de hoogte van alle risico’s rond hydrauliek. Ga jezelf maar eens kritisch na; wat weet je als veiligheidskundige te vertellen over hydrauliek?

Waar het voor iedereen heel logisch lijkt dat je een elektrisch gereedschap regelmatig NEN3140 laat keuren en een beschadigde elektrokabel zo snel mogelijk vervangt, is het keuren van hydraulisch gereedschap in de huidige praktijk helemaal nog niet zo vanzelfsprekend. In Arbo- of VCA-informatie komt hydrauliek amper of slechts globaal aan bod. Ook op technische opleidingen blijft hydrauliek vaak nog onderbelicht, terwijl het in vrijwel ieder technisch-industrieel bedrijf veelvuldig wordt gebruikt.

Veilig werken met hydrauliek

Nu we een theoretische basis over hydrauliek hebben gelegd, gaan we in de komende artikelen het veilig werken met hydrauliek verder onder de loep nemen. Dat is hard nodig ook, want zoals je al hebt gelezen kunnen de gevolgen van een incident met hogedruk hydrauliek enorm zijn. Wanneer een hydraulisch systeem op druk staat, zit de druk overal in het hydraulische systeem, dus ook in de slang en de koppelingen. Gaat er iets fout, dan kan de vloeistof al bij een druk van 70 bar het lichaam binnendringen. Kortom, veilig werken met hydrauliek is een noodzaak. 

De komende artikelen zullen dan ook thema’s behandelen, zoals:

  • Hoe veilig te werken met hydrauliek?
  • Gebruikstips om veilig te werken
  • Wat te doen bij letsel door een hydraulische vloeistof-injectie?
  • Hoe hydraulisch gereedschap in goede en veilige staat te houden?
  • Hoe om te gaan met milieu-incidenten?

 

Bronnen
Bij de totstandkoming van dit artikel is gebruik gemaakt van de volgende bronnen:
- Medisch spoedgeval hydraulisch hogedruk injectie letsel, de feiten, FEDA, 2015.

- Basis hydrauliek training, Holmatro, 2016.

- Veilig werken met hydrauliek website, https://www.holmatro.com/nl/industrieel-gereedschap/veilig-werken-met-hydrauliek.html

Zoekwoorden: 
Hydrauliek
Lagedruk, middeldruk, hogedruk
Hef techniek
Arbeidsmiddel
Vijzel
wet van Pascal
NEN3140
hydraulische scharen
Krachtoverbrenging