En muchas piezas de equipos pesados, los sistemas hidráulicos son subsistemas que convierten la energía generada por un motor en energía cinética (fuerza y movimiento). Los sistemas hidráulicos transmiten esa energía y la transfieren como fluido presurizado para crear movimiento en los componentes del equipo. Con frecuencia, esto hace que la energía hidráulica sea la fuerza principal utilizada para llevar a cabo importantes proyectos de construcción, minería, agricultura y manufactura.
El aceite hidráulico es incompresible, lo cual lo hace ideal para transferir potencia. Es un líquido, de modo que fluye a través del transporte de fluidos (tubos y mangueras) y es un aceite, por cual lubrica las piezas móviles al mismo tiempo que transfiere la potencia del fluido.
Nota: hay algunos sistemas hidráulicos especializados que utilizan glicol en lugar de aceite.
Los beneficios del fluido hidráulico filtrado
No se requiere un filtro para que un sistema hidráulico realice sus funciones. Sin embargo, un factor clave de éxito para los sistemas hidráulicos es mantener la limpieza del fluido para optimizar la función. Los contaminantes característicos que se encuentran en los sistemas hidráulicos son arena/sílice, sedimento, metal, óxidos, carbono e incluso aire. El agua es otro contaminante importante que origina un conjunto único de posibles problemas. Dado que el agua es más comprimible que el aceite y no tiene capacidad de sellado o lubricación, afecta negativamente el desempeño de un sistema hidráulico. Además, favorece la corrosión de las superficies metálicas, lo cual deteriora el desempeño y puede constituir una fuente adicional de contaminación.
La captura y retención de contaminantes es el objetivo principal de todos los sistemas de filtración hidráulica. Además de su efecto destructivo en los componentes del sistema, los contaminantes del aceite hidráulico pueden hacer que los sistemas pierdan energía, capacidad de lubricación y capacidad para disipar el calor; además, existe la posibilidad de fugas causadas por la contaminación. Además de prevenir estos resultados negativos, la filtración efectiva también puede ayudar a reducir los costos de eliminación y reemplazo del aceite hidráulico.
El fluido hidráulico limpio mantendrá el desempeño y la confiabilidad del sistema. Más allá de esto, los filtros de fluidos hidráulicos pueden ayudar a mejorar el funcionamiento del sistema en una forma que va más allá del papel tradicional de "filtración", para respaldar la complejidad cada vez mayor del sistema.
Rendimiento
Cuando una máquina sale de la línea de fabricación, funciona a un nivel de desempeño muy específico para cumplir su función prevista. Es capaz de empujar una cierta cantidad de suciedad, levantar objetos pesados o trasladarse a lugares difíciles. Cuando el fluido hidráulico no está limpio, los componentes del sistema comienzan a desgastarse y el desempeño se deteriora. Ese deterioro significa que es posible que el equipo no pueda funcionar según lo previsto. Además, la contaminación puede comprometer la estabilidad de la máquina, lo que puede afectar el control del equipo y/o la uniformidad de la operación.
Uno de los avances más significativos en la filtración de fluidos hidráulicos es la implementación de un nuevo estándar ISO que refleja mejor las condiciones operacionales dinámicas, incluidas las condiciones de flujo en constante cambio experimentadas por todos los sistemas hidráulicos. En lugar de medir el desempeño como un flujo de paso múltiple de estado estacionario (ISO 16889), el nuevo estándar (ISO 23369) reconoce los ciclos y cambios de flujo de los sistemas hidráulicos en condiciones de operación real. Este cambio en la medición también está provocando cambios en la tecnología de filtrado (medias) que pueden ofrecer una mejor retención de contaminantes en estas condiciones de flujo y presión fluctuantes. La retención mejorada de contaminantes implica una protección mejorada para ayudar a garantizar que el equipo continúe funcionando mejor, durante más tiempo y con menor riesgo de desgaste, daño y tiempo de inactividad no planificado.
Confiabilidad
Los propietarios de equipos también desean evitar fallas en el sistema hidráulico que originen la pérdida de la función primaria del equipo. Se debe evitar el tiempo de inactividad no planificado para mantener los proyectos a tiempo y dentro del presupuesto.
La filtración desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la confiabilidad de dos maneras:
- Protección de todo el sistema: Los filtros eliminan la contaminación que puede crear desgaste o provocar fallas catastróficas en los componentes del sistema hidráulico.
- Confiabilidad del filtro mismo: Debido a que los sistemas hidráulicos están presurizados, todo el sistema es tan fuerte como su eslabón más débil. Por lo tanto, la confiabilidad de la filtración es fundamental. Cualquier fuga puede tener un impacto devastador en el funcionamiento y la disponibilidad de toda la máquina.
Complejidad
Los nuevos diseños de sistemas hidráulicos tienen requisitos para demandas de espacio y tamaño de depósito más pequeños, menos uso de fluidos, menos aire en los sistemas y una mayor necesidad de monitoreo en tiempo real del desempeño del sistema.
Tamaño de depósito más pequeño y menos líquido
Las regulaciones ambientales requieren sistemas de postratamiento más grandes, lo que impone una carga sobre el espacio disponible dentro del equipo para los sistemas hidráulicos. Además de menos espacio, también hay factores ambientales y de costos de operación adicionales que hacen que se prefiera un volumen total de aceite más bajo.
Contaminación del sistema hidráulico
La contaminación puede ingresar a un sistema hidráulico en varios puntos, pero la protección debe comenzar en el depósito hidráulico, que puede ser un sitio de contaminación (por ejemplo, se puede formar agua dentro del tanque a medida que se enfría el aire exterior). También es importante tener presente que el aceite hidráulico nuevo no está necesariamente limpio. Con un estándar de limpieza ISO aproximado de 21/19, a menudo no cumple con los estándares del OEM. Esto ha llevado a muchos OEM a recomendar filtrar el aceite nuevo a través de un kidney loop fuera de línea antes de bombear el aceite a los tanques de los equipos.
Además de la contaminación generada externamente que puede ingresar a un sistema hidráulico en diferentes puntos (por ejemplo, respiraderos, sellos, con aceite nuevo o mediante mantenimiento), la contaminación también se genera internamente, con frecuencia, como resultado del desgaste de los componentes del sistema durante la operación común. Además, siempre existe la posibilidad de fallas catastróficas de los componentes, y si eso sucede, los sistemas de filtración ayudan a contener el resultado de esa falla y evitan la expansión del daño en todo el sistema.
La siguiente ilustración representa un circuito hidráulico simplificado con posibles puntos de integración de filtración etiquetados.
- Tamiz de succión: elimina partículas u objetos grandes integrados en el sistema durante el montaje o introducidos durante el mantenimiento estándar. Previene fallas catastróficas. También conocido como filtro de seguridad.
- Filtro de línea de succión: diseñado para eliminar partículas en el margen de 5 a 150 micras. Fácil de mantener y menos costoso que otros tipos de filtros. Se recomienda el uso de una válvula de derivación baja para evitar el agotamiento de la bomba.
- Filtro de línea de presión: protege los componentes del lado de alta presión. Ayuda a prevenir el desgaste o la falla de los componentes provocados por la suciedad en el sistema.
- Filtro de línea de retorno: captura los desechos del desgaste de los componentes o su entrada antes de que lleguen al depósito.
- Filtro de línea de retorno en tanque: filtros de línea de succión y retorno en tanque que ahorran espacio.
- Filtros Kidney Loop: la filtración fuera de línea complementa la limpieza del sistema. Úselos con equipos estacionarios y móviles para lograr y mantener los niveles de limpieza ISO adecuados.
- Respiradero de aire del depósito : evita la entrada de contaminantes transportados por el aire al tanque de depósito.
Cada circuito hidráulico es diferente, pero nuestros expertos en hidráulica de Donaldson están disponibles para trabajar con usted para identificar y optimizar los sistemas de filtración que funcionan para cumplir con sus requisitos específicos de aplicación y presupuesto.
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