OLEODINAMICI E FILTRAZIONE OLII
FLUSSAGGIO DEGLI IMPIANTI OLEODINAMICI E FILTRAZIONE OLII
Le macchine e le automazioni moderne hanno impianti oleodinamici estremamente complessi che spesso sono gestiti dall’elettronica. Le prestazioni richieste sono esasperate e i componenti necessitano di oli estremamente puliti con eccellenti doti antiusura. A volte, per questioni di economia, si utilizzano oli con caratteristiche tecniche appena sufficienti non si eseguono trattamenti di mantenimento e si ritardano i cambi. Le conseguenze si manifestano con l’aumento della temperatura di funzionamento, il decadimento precoce delle parti meccaniche e l’inquinamento dell’olio.
In questa breve guida troverete alcune informazioni che speriamo possano chiarire quali sono i fattori dai quali scaturiscono i problemi più comuni in modo da pianificare le attività e i trattamenti che meglio si adattano al vostro impianto e al vostro modo di lavorare al fine di evitare fermi macchina, aumentare l’efficienza del sistema e prolungare la vita dei componenti e dei fluidi.
Definizione degli inquinanti:
Il fine della filtrazione è di eliminare le particelle solide che inquinano i fluidi idraulici, la loro provenienza può essere di varia natura che sommariamente possiamo comprendere in queste categorie:
- Residui di lavorazioni meccaniche di montaggio e manutenzione dell’impianto.
- Parti metalliche d’usura dei vari componenti mobili dell’impianto.
- Residui di elastomeri (tubi, guarnizioni ecc.) e materiali antiattrito.
- Morchie e lacche derivanti dal degrado dei fluidi idraulici.
- Particelle solide ambientali che si depositano nel serbatoio mentre l’impianto lavora.
- Acqua da condensa all’interno del serbatoio.
- Acqua di trafilamento dagli scambiatori acqua-olio.
- Inquinanti provenienti da fluidi idraulici non correttamente stoccati.
Questi inquinati vengono trasportati dal fluido idraulico e raggiungono ogni punto del circuito, se la loro dimensione è sufficientemente grande da interporsi tra le parti mobili dei vari componenti presenti nell’impianto si avrà un malfunzionamento o un fermo macchina.
Definizione della dimensione degli inquinanti:
L’identificazione dimensionale delle particelle è determinata dalla normativa ISO 4406 e dalla normativa NAS 1638 – AS5049E che, anche se ritenuta obsoleta, è comunque molto utilizzata.
Classificazione delle particelle ISO 4406 (N° x ml):
La normativa ISO 4406 utilizza un codice a tre valori ognuno riconducibile al numero di particelle per ml:
- Il primo numero riguarda la classe di particelle pari o superiori a 4 µm per ml
- Il secondo numero riguarda la classe di particelle pari o superiori a 6 µm per ml
- Il terzo numero riguarda la classe di particelle pari o superiori a 14 µm per ml
Classificazione delle dimensioni delle particelle NAS 1638 – AS4059E
Tabella di comparazione:
Principali cause di formazione degli inquinanti:
- L’ossidazione dell’olio genera depositi e lacche che col tempo si stratificano sulle superfici interne di serbatoi, tubi e componenti trattenendo metalli e altri residui d’usura.
- Le morchie non rimosse possono essere diluite dall’olio nuovo permettendo agli inquinanti precedentemente trattenuti di tornare in circolo.
- Durante il funzionamento degli impianti il livello dell’olio sale e scende aspirando aria dall’esterno permettendo alle polveri presenti nella zona di lavoro di penetrare nel serbatoio e contaminare l’olio.
- L’aria all’interno del serbatoio è naturalmente carica di umidità che a causa degli sbalzi di temperatura condensa sulle pareti e precipita sul fondo del serbatoio.
- Nel tempo il funzionamento degli impianti fa perdere all’olio le caratteristiche lubrificanti e di viscosità necessarie alla protezione dei componenti e ne accelera l’usura.
- Se i cambi non sono regolari l’olio può diventare addirittura dannoso, in particolare l’ossidazione provoca la diminuzione del PH.
FLUSSAGGIO E FILTRAZIONE
Spesso questi due termini vengono associati ma in realtà sono due operazioni diverse e non si possono fare su tutti gli impianti, una centralina con dieci litri di serbatoio e un impianto con migliaia di litri sono evidentemente due cose diverse e anche se i principi sono gli stessi l’intervento dovrà essere pianificato diversamente pertanto prima definiremo l’ambito d’utilizzo e poi entreremo nello specifico delle operazioni.
Flussaggio:
Il flussaggio è un’operazione di pulizia meccanica che viene effettuata prima della messa in servizio di impianti oleodinamici nuovi e di grandi dimensioni, ha la funzione di rimuovere le parti solide risultanti dalle saldature, molature, sporcizia varia ecc., l’azione è prettamente meccanica e sfrutta la velocità dell’olio per creare un moto turbolento che, sfruttando il comportamento del fluido secondo il principio di Reynolds, permette il trascinamento delle parti solide fino a veicolarle nei filtri della macchina da flussaggio.
La normale procedura consiste nell’isolamento dei bocchi valvole e delle pompe creando appositi by-pass, successivamente viene collegato un sistema esterno che ha quattro funzioni:
- Riscaldamento
- Ricircolo
- Filtraggio
- Controllo della contaminazione
Poi si avvia la macchina di flussaggio che continua a funzionare finché il contatore di particelle non indica che la classe ISO 4406 desiderata è stata raggiunta, a quel punto si ripristina il circuito come in origine e si avvia l’impianto.
Bisogna tenere presente che l’operazione è complessa, ha necessità di attrezzature particolari, servono tecnici specializzati e ha un costo importante.
Per quanto detto riteniamo il flussaggio non consigliabile né per impianti medi e piccoli né per impianti già in servizio.
I motivi sono diversi ma ci limitiamo a constatare che l’operazione di flussaggio, come già detto, si basa sul principio della turbolenza di un fluido che si innesca intorno ai 2 mt/1”, fatti due conti vi accorgerete che la maggior parte degli impianti hanno velocità di transito ben superiori pertanto, se questo bastasse, non ci sarebbe bisogno del flussaggio in quanto l’impianto lavora costantemente con moto turbolento e gli inquinanti dovrebbero essere già stati trattenuti dai filtri presenti ma evidentemente così non è.
Filtrazione:
La filtrazione dei fluidi oleodinamici è un’operazione di pulizia meccanica che viene effettuata sia una tantum sia in continuo, nel primo caso si interviene su impianti che sono già in funzione facendo ricircolare l’olio attraverso un sistema esterno equipaggiato con filtri molto spinti e additivi di supporto, mentre nel secondo è la normale filtrazione presente a bordo degli impianti stessi.
Nb: Nel caso ci si appresti alla sostituzione dell’olio di una centrale è opportuno leggere preventivamente le procedure consigliate per non farsi trovare impreparati.
CONTROLLI PRELIMINARI
Indipendentemente dal tipo di intervento si abbia intenzione di effettuare ci sono delle procedure di base da rispettare al fine di evitare contrattempi e ottenere un buon risultato:
Controllo corpi solidi:
Se l’impianto è nuovo verificare che nel serbatoio non ci sia sporcizia grossolana (trucioli, plastica, ecc.) che può essere eliminata solo manualmente ed eventualmente pulirlo, se è già in servizio prima vanno fatte altre operazioni come specificato più avanti.
Controllo compensazione aria:
- Accertarsi che le prese d’aria di compensazione del serbatoio siano protette da un filtro con grado di filtrazione di 10µ, se non c’è saldare un attacco da 11/4 GAS M sul coperchio del serbatoio o mettere un passaparete sempre da 11/4, avvitare un filtro spin-on nuovo accertandosi che sia senza membrana di contenimento, se c’è toglierla altrimenti l’aria non passa.
- Accertarsi che tutta l’aria passi esclusivamente attraverso il filtro.
- Se l’impianto ha portate considerevoli potete montare più filtri fino ad ottenere un flusso di compensazione sufficiente.
- Controllare se il tappo di carico è forato o ha degli orifizi eventualmente chiuderli in modo che non vi sia altro accesso al serbatoio se non dai filtri.
- Scrivere sul corpo del filtro la data di montaggio e la presunta data di sostituzione che deve essere adeguata alle condizioni ambientali in cui si trova la centrale.
Disponibilità ricambi:
Prima di procedere all’utilizzo della centrale o al cambio d’olio è necessario procurarsi:
- Due kit completi di filtri di ricambio e se l’impianto è dotato di filtri in pressione procurarsene anche di più, questi ultimi presumibilmente saranno quelli più spinti e si intaseranno prima.
- La giusta quantità di fluido idraulico idoneo per tipo e viscosità.
- Gli additivi che si intende utilizzare.
- I contenitori per il travaso.
- Una macchina per travaso e filtrazione.
Stoccaggio olii:
I fluidi idraulici devono essere stoccati con sistemi di contenimento a norma di legge, ben chiusi nei contenitori originali, al riparo da umidità e contaminanti.
Per il travaso, il carico o il rabbocco utilizzare sempre una pompa dotata di filtro da almeno 10µ per evitare che inquinanti non desiderati possano venire trasferiti nella centrale.
Considerazioni per la scelta del fluido idraulico:
L’argomento è abbastanza complicato da trattare pertanto evitiamo i casi particolari dove servono prodotti tipo esteri fosfati, fluidi sintetici, fluidi FDA e ci limitiamo ad indicare alcuni principi di selezione per i servizi più comuni:
- La viscosità deli fluidi idraulici è inversamente proporzionale all’aumento di temperatura, in altre parole se la temperatura aumenta la viscosità cala e viceversa.
- Con l’aumentare della viscosità calano le velocità degli attuatori e viceversa.
- La gradazione più utilizzata in assoluto è ISO HM 46 ma ci sono casi in cui sono preferibili altre gradazioni per esempio se una macchina lavora all’aperto a temperature sotto lo zero sarà più utile un ISO 22 o 32, viceversa se le temperature sono estremamente alte servirà un ISO 68 o 100, oppure per specifiche date dai componenti dell’impianto che richiedono espressamente gradazioni particolari.
- Per temperature alte ma in generale se si vogliono prestazioni superiori raccomandiamo l’utilizzo di fluidi idraulici ad alto indice di viscosità ISO HV che a fronte di un costo leggermente più alto dei precedenti offrono notevoli vantaggi che ripagano ampiamente la differenza economica.
- Le basi dei fluidi idraulici sono quotate in borsa pertanto oli con basi simili avranno presumibilmente prezzi simili.
- Le prestazioni, compresa la durata, di un fluido idraulico generalmente sono proporzionate al costo.
- Se l’impianto dovrà operare in aree incompatibili con perdite di fluidi inquinanti si dovranno scegliere fluidi biodegradabili o alimentari.
- Nel caso l’impianto sia vicino a fonti di calore, fiamme libere o parti incandescenti i fluidi dovranno essere a base di acqua e glicole, secondo noi sono da evitare i fluidi minerali ad alto punto di infiammabilità che possono avere un punto di flash 30 o 40 °C più alto dei fluidi standard ma a contatto con corpi incandescenti inevitabilmente si incendieranno lo stesso risultando inutili per la sicurezza.
Primo carico olio :
Se la centrale è nuova, una volta effettuati i controlli preliminari non resta molto da fare se non preparare la giusta quantità di fluido idraulico ed eventuali additivi di ricarica, riempire il serbatoio e avviare l’impianto che dovrà essere tenuto sotto controllo fino al completo riempimento del circuito monitorando il livello dell’olio, nel caso rabboccarlo fino alla completa stabilizzazione.
Se l’impianto è già in funzione procedere come specificato successivamente.
PROCEDURE DI SOSTITUZIONE PER FLUIDI IDRAULICI ESAUSTI
Prima di tutto va detto che è molto importante comprendere che prima di sostituire l’olio vecchio, bisogna trattare il sistema oleodinamico con appositi additivi detergenti disperdenti al fine di eliminare gli inquinanti presenti nel circuito.
Spesso apprendiamo che si attribuisce a i fluidi idraulici proprietà detergenti che in realtà non hanno in quanto generalmente non contengono tensioattivi.
Nel momento in cui si svuota l’impianto, anche lavando il serbatoio, tutte le parti non accessibili resteranno contaminate, una volta caricato il fluido nuovo parte di queste morchie verranno solubilizzate e torneranno inevitabilmente in circolo ed è questo il motivo per cui è necessario intervenire con un additivo detergente che deve essere aggiunto all’olio vecchio in prossimità del cambio.
La procedura è molto semplice, basta verificare sulla scheda tecnica dell’additivo prescelto le percentuali necessarie i tempi di permanenza nell’impianto, una volta versato nel serbatoio basta attendere il tempo necessario mentre l’impianto funziona normalmente, scaduto il tempo va sostituito l’olio e i filtri con altri nuovi.
I detergenti consigliati che oltre ad essere eccellenti tensioattivi sono perfettamente tollerati da tutti i componenti inoltre hanno la prerogativa rimuove la sporcizia senza smontare niente e senza fermi macchina, alla fine di questo documento ci sono tutte le schede tecniche dei prodotti di ultima generazione.
Va tenuto in considerazione che tanto più l’impianto è inquinato maggiore sarà la probabilità che i filtri vengano intasati prima che il ciclo di detergenza sia terminato ed è per questo motivo che consigliamo di tenerli sempre a scorta e nel caso sostituirli anche più volte.
Nel caso si disponesse di un sistema di filtrazione esterno è buona norma metterlo in funzione in quanto aiuta a separare gli inquinanti senza sovraccaricare i filtri dell’impianto stesso.
Effettuato il lavaggio svuotare totalmente l’impianto, montare filtri nuovi e riempire come da istruzioni per l’impianto nuovo.
Anche durante il riempimento consigliamo di additivare l’olio con additivi da ricarica che potranno migliorare le prestazioni dell’impianto e prolungare la durata del fluido idraulico. Questi additivi possono essere utilizzati sia durante il cambio totale della massa d’olio sia nelle successive filtrazioni intermedie. Per le modalità di utilizzo dei prodotti seguire le indicazioni della scheda tecnica fornita dal produttore e le informazioni successive.
Con le operazioni precedenti e gli additivi abbiamo creato le migliori condizioni possibili per una durata ottimale dell’olio e dei componenti. Non esistono operazioni o prodotti che singolarmente ottengono i risultati che si possono riscontrare con un sistema combinato.
Se non intervengono cause esterne, il vostro impianto funzionerà al meglio per centinaia di ore.
PROCEDURE DI RICARICA PER MIGLIORARE LE CARATTERISITCHE DEI FLUIDI IDRAULICI
In linea generale i fluidi idraulici contengono quantità minime di additivi sia per tipologia sia per volume pertanto è consigliabile integrarli con appositi prodotti che, a fronte di una spesa modesta, possono offrire notevoli benefici specialmente a lungo termine in quanto hanno la capacità di:
- Abbassare le temperature di funzionamento dell’impianto.
- Mantenere perfettamente elastiche le tenute in gomma.
- Prevenire i fenomeni di corrosione dei componenti.
- Prevenire le perdite.
- Prevenire il fenomeno “stick-slip”.
- Tracciare le perdite.
A parte casi specifici la maggior parte dei produttori consigliano di utilizzare l’olio idraulico minerale per circa 2000 ore che corrispondono ad un servizio di un turno di 8 ore per un anno (se la prescrizione è diversa regolatevi di conseguenza), considerare che la durata di un fluido idraulico dipende anche dalla proporzione tra portata delle pompe e volume del serbatoio (di solito 1:2.5/3), più il serbatoio in proporzione è piccolo, prima andrà sostituito il fluido.
Lo scopo delle prossime operazioni è di fare in modo che l’olio idraulico non arrivi passivamente alla fine del suo ciclo, intervenendo in maniera preventiva con filtrazione e additivazione ogni 5/600 ore otterremo, a parità di servizio, una durata più lunga con una spesa irrisoria.
- La viscosità dell’olio deve essere verificata con una tazza di Ford (..o tramite analisi inviandoci un campione da analizzare*) e compensata effettuando rabbocchi o parziali sostituzioni con olii di un grado o due di viscosità superiore a quella di partenza, ulteriori misurazioni potranno confermare la correttezza della correzione.
- Effettuare una filtrazione della massa d’olio con una macchina da ricircolo con filtri ASDC100FN46 o simili purché con grado di filtrazione < 10 µ.
- Mentre la macchina filtra preparare gli additivi che si intende utilizzare in quantità pari a 1/3 delle percentuali consigliate in scheda tecnica per volume d’olio e diluirli.
- Dosati gli additivi portare a termine la filtrazione.
- Controllare il grado di intasamento dei filtri di compensazione dell’aria dell’impianto ed eventualmente sostituirli.
ADDITIVI DISPONIBILI
Principalmente si utilizzano due additivi che combinati offrono un eccellente effetto antiusura, antiossidante, antischiuma e stabilizzante termico: LM1097+LM 5116
Per situazioni estremamente gravose è consigliabile l’aggiunta di un additivo antiattrito che preserva le parti a strisciamento: LM41MOS2
Per finire segnaliamo un prodotto che rende l’olio idraulico fluorescente ai raggi UV in modo da poter evidenziare anche le perdite più piccole: LM3404
* Il servizio di analisi è a pagamento e può essere effettuato oltre che per la viscosità anche per la verifica di tutti gli altri parametri.
ATTENZIONE
La verifica della compatibilità degli additivi con i vostri impianti e con i vostri oli è sotto la vostra completa responsabilità. La SEA S.r.l. non produce additivi ma li commercializza, fornisce tutte le schede tecniche e tossicologiche degli additivi venduti permettendovi di fare tutti i controlli che riterrete opportuni e si ritiene sollevata da tutti i danni diretti o indiretti causati dall’utilizzo degli additivi stessi. Non ci potranno essere addebitate spese per danni di alcun genere con espressa esclusione del risarcimento di danni diretti o indiretti ed in particolare dei danni da mancata produzione.
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