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Come ridurre al minimo la contaminazione del sistema idraulico?

Cura e attenzione dovrebbero essere le parole d’ordine principali quando si parla di attrezzature idrauliche. Sii prudente con gli effetti della contaminazione nei tuoi sistemi idraulici e non trascurarne le cause più comuni. Fai quello che puoi per eliminare qualsiasi contaminazione che oltrepassa le difese. Ignorare il problema potrebbe causare un errore irreversibile del sistema.

Perché i sistemi idraulici subiscono dei guasti?

Le cause comuni di malfunzionamento del sistema idraulico mobile sono legate alla contaminazione e ai problemi delle valvole (danni che provocano l’adesione delle bobine o sporcizia che ne impedisce l’apertura e la chiusura senza problemi). Qualsiasi formazione sulla manutenzione del sistema idraulico dovrebbe riguardare la diagnosi e la risoluzione di questi problemi. La contaminazione del sistema idraulico da parte di particelle insolubili può causare la formazione di liquami. Queste particelle possono essere generate all’interno del sistema durante il funzionamento (ad esempio, dall’usura dei bordi metallici o delle guarnizioni flessibili) o possono entrare nell’ambiente circostante attraverso aperture o perdite. I solidi nei flussi di fluido idraulico ad alta velocità possono depositarsi in angoli e fessure in tutto il sistema, causando blocchi e/o interferendo con il buon funzionamento delle valvole.

Perché questo sembra un problema nuovo?

Anni fa, era pratica comune scaricare l’olio idraulico in qualsiasi vecchio contenitore quando, ad esempio, si riparava un tubo. Una volta terminato il lavoro, l’olio sarebbe stato versato nuovamente nel serbatoio. Ciò non ha causato grossi problemi perché i macchinari erano relativamente primitivi, con ingranaggi e leve semplici. In ogni caso, il sistema alla fine avrebbe subito il graduale accumulo di polvere e sporcizia nel fluido, ma non era così sensibile come l’attrezzatura di precisione di oggi. La cultura della manutenzione del sistema idraulico dell’epoca era indulgente e, soprattutto, meno costosa.

Oggigiorno, la contaminazione di un sistema idraulico è una preoccupazione molto maggiore. Le parti e le tolleranze sono minime. I sistemi funzionano con maggiore precisione, il che significa che sono più sensibili alle deviazioni. Ad esempio, le valvole di pressione a controllo elettronico nei circuiti pilota producono forze idrauliche sintonizzate per spostare un cursore della valvola direzionale proporzionale all’apertura del flusso richiesta. Queste valvole possono muoversi meno di un millimetro per produrre le forze esatte richieste. Tipicamente utilizzate come primo strato di controllo in imponenti sistemi idraulici, o per controllare lo sterzo, le valvole pilota possono essere disattivate da una singola particella delle giuste dimensioni. Una valvola pilota bloccata potrebbe rendere inutilizzabile una macchina. Nella peggiore delle ipotesi, le funzioni di sicurezza che dipendono dal funzionamento delle valvole potrebbero non funzionare se l’olio è contaminato. Filtrare diversi tipi di contaminazione idraulica come polvere, ruggine, metallo usurato e gomma è essenziale per garantire il funzionamento affidabile di un sistema complesso.

Come viene contaminato un sistema idraulico?

Una certa contaminazione del sistema idraulico è generata dal sistema stesso e alcuni contaminanti entrano attraverso lacune nelle difese del sistema. Ad esempio, l’acqua può essere assorbita dall’aria se il sistema viene lasciato aperto oppure può penetrare attraverso valvole che perdono o altri punti deboli strutturali. Ciò può provocare ruggine o particelle di ossido di ferro, che sono contaminanti particolarmente resistenti.

Di norma, la contaminazione del sistema idraulico si verifica nelle seguenti occasioni:

  • Quando il fluido viene aggiunto o reintegrato 
  • Durante il funzionamento del sistema, dall’usura dei componenti 
  • Tramite attacchi rapidi in linea 
  • Attraverso tappi di sfiato 
  • Attraverso perdite attorno a tenute e guarnizioni usurate o danneggiate 
  • Quando il sistema è aperto all’atmosfera durante le riparazioni e la manutenzione
Fluido contaminato

Anche il fluido fresco può portare con sé contaminazione idraulica. Questa contaminazione può derivare dai processi di produzione dell’olio stesso o dai contenitori in cui è stato immagazzinato. Anche il riempimento incauto dei contenitori può significare che il prodotto incontaminato che entra in un recipiente immacolato finisce per essere contaminato! Una buona filtrazione e procedure di pulizia dovrebbero essere incorporate nel processo di riempimento per evitare la contaminazione del sistema idraulico.

Al di fuori della fabbrica, l’olio può essere contaminato dall’esposizione all’atmosfera o ad altre fonti esterne di contaminazione durante il trasporto e lo stoccaggio. In particolare, questo è un problema se l’olio viene aperto e chiuso ripetutamente o se viene travasato tra diversi contenitori. 

Durante il riempimento del sistema, è meglio evitare l’utilizzo di un contenitore aperto e di un imbuto. Occorre utilizzare una pompa di trasferimento del filtro per aspirare fluido fresco e pomparlo direttamente nel sistema attraverso un accoppiatore sul serbatoio, il che riduce le possibilità che la maggior parte dei tipi di contaminazione idraulica entri nel sistema. Il carrello del filtro Donaldson può offrire una comoda modalità portatile di filtrazione offline del circuito renale, lavaggio e trasferimento di fluidi.

I tappi di sfiato/riempimento con una rete porosa manterranno fuori solo i contaminanti più grandi. Cercare di riempire rapidamente il sistema versando il fluido attraverso la porta di sfiato è una delle principali cause di introduzione della contaminazione nel sistema idraulico. 

Se si utilizzano attacchi rapidi sulle linee per collegare accessori o per fornire punti per il test o il riempimento, pulirli accuratamente prima di effettuare un collegamento. È probabile che eventuali contaminanti sulla superficie di un accoppiatore vengano introdotti nel sistema.

Contaminazione del sistema idraulico con metallo

Il metallo e la ruggine sono tra i tipi più comuni di contaminazione idraulica

La limatura di metallo è un sottoprodotto di molti dei processi utilizzati durante la produzione di serbatoi idraulici in metallo, comprese la perforazione e la filettatura. Piccole particelle di metallo possono anche staccarsi a causa dell’attrito tra le parti in movimento durante il funzionamento della macchina: questo è un problema particolare quando l’olio idraulico che stai usando è troppo sottile. Gli ingranaggi che macinano contro il lato di ingresso di un alloggiamento di una pompa a ingranaggi possono creare trucioli di metallo e i pistoni dei cilindri a corsa lunga nelle macchine di sollevamento possono strappare schegge di metallo e limatura dalla superficie interna del cilindro. 

Un’altra opportunità di contaminazione del sistema idraulico con particelle metalliche è quando un tubo flessibile che include un rinforzo in filo metallico viene tagliato a misura. Utilizzare un proiettile di pulizia ad aria compressa per assicurarsi che le estremità siano pulite prima della crimpatura.

La cavitazione si verifica quando viene applicata una pressione eccessiva a minuscole sacche di vapore sulle superfici metalliche all’interno del sistema idraulico. Queste sacche di vapore possono essere formate se, per esempio, il flusso di ingresso a una pompa è limitato. Quando le sacche implodono sotto pressione, le onde d’urto generate erodono le superfici su cui si sono formate, rompendo frammenti di metallo.

Sebbene i metalli più morbidi siano più soggetti a danni da cavitazione (si pensi all’alluminio o al bronzo) non è un problema raro per i metalli duri come l’acciaio.

La cavitazione è un problema e un effetto collaterale che lascia particelle metalliche che si disperdono attraverso il sistema causando contaminazione. Queste particelle metalliche mobili possono aggravare i problemi di erosione nel sistema, poiché attraversano le bobine delle valvole e i bordi delle porte ad alta velocità. 

La ricerca suggerisce che le particelle solide nell’olio idraulico possono persino contribuire alla formazione di ulteriori bolle di cavitazione, creando un circolo vizioso di contaminazione del sistema idraulico. Quindi, è chiaro quanto sia fondamentale controllare il livello di contaminanti particellari. Utilizza olio idraulico di alta qualità e fai attenzione a evitare di introdurre contaminanti esterni con l’olio; utilizza una filtrazione di alta qualità, come quella fornita da Donaldson, per proteggere i macchinari durante il funzionamento ed esegui risciacqui del sistema quando necessario per eliminare i fanghi.

Contaminazione del sistema idraulico da fibra e altri fattori ambientali 

Il tipo più comune di contaminazione idraulica dopo il metallo è la contaminazione da fibre, seguita da una varietà di altri fattori ambientali.

Esistono molte fonti di contaminazione delle fibre nel fluido idraulico. I tovaglioli di carta o gli stracci usati per pulire i componenti durante l’installazione o la manutenzione possono liberare piccole fibre. Segatura e trucioli di legno provenienti da un ambiente operativo sporco possono penetrare quando il sistema viene aperto per ispezioni, riparazioni e rabbocchi di liquidi. I tubi flessibili, le guarnizioni e gli o-ring eliminano le particelle di elastomero quando si deteriorano. Sebbene questi tipi di contaminazione idraulica siano più morbidi, possono comunque causare blocchi dannosi. I contaminanti più duri includono particelle di silice: queste provengono da terriccio, sabbia, polvere e minerali di roccia nei pavimenti e nelle strade di cemento. Le macchine mobili, in particolare, tendono a essere esposte a queste particelle dure e taglienti, che possono causare guasti catastrofici se entrano nelle valvole.

Proteggi il tuo sistema

Non eliminerai mai tutti i tipi di contaminazione dal tuo sistema idraulico. Che la contaminazione sia incorporata, prodotta o introdotta, è un dato di fatto. Detto questo, se il sistema non è protetto correttamente o se è impiegato in un ambiente sporco, stai attirando inutilmente ulteriori problemi. L’uso dei filtri e il fatto di sapere come si pulisce il sistema idraulico contaminato non compenseranno una manutenzione inefficace. È sempre più conveniente prevenire il verificarsi di un problema piuttosto che pulirlo/risolverlo in seguito.

Se l’analisi del sistema mostra un’eccessiva contaminazione del sistema idraulico su base continuativa, prendere in considerazione l’assunzione di un esperto indipendente di filtrazione e controllo della contaminazione. Donaldson dispone di diversi specialisti autorizzati nella filtrazione idraulica che possono aiutarti a identificare la fonte di contaminazione del sistema idraulico. Possono anche aiutare a riprogettare il regime di manutenzione o identificare i prodotti di filtrazione più adatti alle apparecchiature e all’ambiente operativo. Per massimizzare le prestazioni e la durata del sistema, stabilisci processi per controllare l’accumulo di contaminazione del sistema idraulico e seguili in modo rigoroso e coerente.

Stabilire un quadro completo di controllo della contaminazione significa tenere d’occhio gli eventi eccezionali così come la quotidianità. Se il sistema si surriscalda periodicamente durante il funzionamento, ciò potrebbe contribuire allo sviluppo di liquami nel fluido o all’abrasione e all’usura eccessive delle parti metalliche quando l’olio idraulico si assottiglia a causa del calore.

Il lavoro di squadra è fondamentale

Tutte le parti coinvolte nella gestione del sistema idraulico, quali proprietari delle apparecchiature, supervisori, operatori e tecnici di manutenzione, devono essere informate e attente quando si tratta di manutenzione del sistema idraulico. Tutti coloro che entrano in contatto regolare con i sistemi devono conoscere i segnali rivelatori ed essere all’erta per diversi tipi di contaminazione idraulica. Se gli operatori della macchina sono responsabili della sostituzione dei filtri o della sostituzione dei tubi usurati, assicurati che la loro formazione vada oltre la meccanica del compito per coprire anche le strategie di controllo della contaminazione del sistema idraulico. Comprendere le conseguenze della contaminazione del fluido idraulico contribuisce a una migliore vigilanza e, in definitiva, a una maggiore affidabilità del sistema.

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