Em muitos equipamentos pesados, os sistemas hidráulicos são subsistemas que convertem a energia gerada por um motor em energia cinética (força e movimento). Os sistemas hidráulicos transmitem essa energia e a transferem como fluido pressurizado para criar movimento nos componentes do equipamento. Geralmente, isso faz da potência hidráulica a principal força utilizada para realizar grandes projetos de construção, mineração, agricultura e fabricação.
O óleo hidráulico é incompressível, o que o torna ideal para a transferência de energia. É um líquido, portanto, flui através do transporte de fluidos (tubos e mangueiras) e é um óleo, portanto, lubrifica as partes móveis ao mesmo tempo em que transfere a energia do fluido.
Nota: alguns sistemas hidráulicos especializados utilizam glicol em vez de óleo.
Os benefícios do fluido hidráulico filtrado
Não é necessário um filtro para que um sistema hidráulico desempenhe suas funções. Entretanto, um fator de sucesso importante para os sistemas hidráulicos é a manutenção da limpeza do fluido para otimizar a função. Os contaminantes típicos encontrados nos sistemas hidráulicos são areia/sílica, lodo, metal, óxidos, carbono e até mesmo o ar. A água é outro grande contaminante que traz consigo um conjunto único de problemas potenciais. Como a água é mais compressível que o óleo e não tem capacidade de vedação ou lubrificação, ela afetará negativamente o desempenho de um sistema hidráulico. Ela também promove a corrosão das superfícies metálicas, o que degrada o desempenho e pode servir como uma fonte adicional de contaminação.
Capturar e reter contaminantes é o objetivo principal de todos os sistemas de filtragem hidráulica. Além de seu efeito destrutivo nos componentes do sistema, os contaminantes do óleo hidráulico podem causar a perda de energia, de capacidade de lubrificação e da capacidade de dissipar calor, além do potencial de vazamento causado pela contaminação. Além de evitar esses resultados negativos, a filtragem eficaz também pode ajudar a reduzir os custos de troca e descarte de óleo hidráulico.
O fluido hidráulico limpo sustentará o desempenho e a confiabilidade do sistema. Além disso, os filtros de fluidos hidráulicos podem ajudar a melhorar o funcionamento do sistema de maneiras que vão além do papel tradicional da “filtragem”, a fim de atender à complexidade cada vez maior do sistema.
Desempenho
Quando uma máquina sai da linha de fabricação, ela opera em um nível de desempenho muito específico para cumprir sua função prevista. É capaz de empurrar uma certa quantidade de sujeira, levantar objetos pesados ou mover-se dentro de locais difíceis. Quando o fluido hidráulico não está limpo, os componentes do sistema começam a se desgastar e o desempenho se degrada. Essa degradação implica que o equipamento pode não ser capaz de operar como previsto. Além disso, a contaminação pode comprometer a estabilidade da máquina, o que pode afetar o controle do equipamento e/ou a consistência da operação.
Um dos desenvolvimentos mais significativos na filtragem de fluidos hidráulicos é a implementação de uma nova norma ISO que reflete melhor as condições dinâmicas de operação, incluindo as condições de fluxo em constante mudança enfrentadas por todos os sistemas hidráulicos. Em vez de medir o desempenho como um fluxo estável em várias passagens (ISO 16889), a nova norma (ISO 23369) reconhece os ciclos e mudanças de fluxo dos sistemas hidráulicos em condições reais de operação. Essa mudança na medição também está provocando mudanças na tecnologia de filtragem (elementos filtrantes), que podem proporcionar melhor retenção de contaminantes nessas condições flutuantes de pressão e fluxo. Melhor retenção de contaminantes significa maior proteção para ajudar a garantir que o equipamento continuará a funcionar melhor, por mais tempo e com menor risco de desgaste, danos e tempo de parada não planejada.
Confiabilidade
Os proprietários do equipamento também querem evitar falhas no sistema hidráulico que resultem na perda da função primária do equipamento. Deve-se evitar paradas não planejadas a fim de manter os projetos dentro do prazo e do orçamento.
A filtragem desempenha um papel essencial na manutenção da confiabilidade de duas maneiras:
- Proteção de todo o sistema: Os filtros removem a contaminação que pode criar desgaste ou causar falhas catastróficas nos componentes do sistema hidráulico.
- Confiabilidade do próprio filtro: Como os sistemas hidráulicos são pressurizados, a força de o sistema é a força de seu elo mais fraco. Portanto, a confiabilidade da filtragem é fundamental. Qualquer vazamento pode ter um impacto devastador no funcionamento e na disponibilidade da máquina inteira.
Complexidade
Os novos designs de sistemas hidráulicos têm requisitos de espaço e tamanho de reservatório menores, menor uso de fluidos, redução de ar nos sistemas e maior necessidade de monitoramento em tempo real do desempenho do sistema.
Menor tamanho de reservatório e menos fluido
Os regulamentos ambientais exigem sistemas pós-tratamento maiores, que impõem uma carga sobre o espaço disponível dentro do equipamento para sistemas hidráulicos. Além de menos espaço, há também considerações ambientais e de custo operacional adicionais que criam uma preferência por um volume geral de óleo menor.
Contaminação do sistema hidráulico
A contaminação pode entrar em um sistema hidráulico em vários pontos, mas a proteção deve começar no reservatório hidráulico, que pode ser um local de contaminação (por exemplo, a água pode acumular dentro do tanque, uma vez que o ar exterior resfria). Também é importante notar que o novo óleo hidráulico não é necessariamente limpo. Com um padrão de limpeza ISO aproximado de 21/19, muitas vezes não atende aos padrões do OEM. Isso levou muitos OEMs a recomendar a filtragem de óleo novo por meio de um duplo circuito fora da linha antes de bombear o óleo para os tanques dos equipamentos.
Além da contaminação gerada externamente que pode entrar em um sistema hidráulico em vários pontos (por exemplo, respiros, vedações, com óleo novo ou através da manutenção), a contaminação também é gerada internamente, muitas vezes como resultado do desgaste dos componentes do sistema em uma operação típica. Além disso, há sempre a possibilidade de falha catastrófica de componentes, e se isso acontecer, os sistemas de filtragem ajudam a conter o resultado dessa falha e a evitar a expansão de danos em todo o sistema.
A ilustração abaixo representa um circuito hidráulico simplificado com pontos potenciais de integração de filtragem identificados.
- Filtro de sucção – Remove partículas grandes ou objetos incorporados ao sistema durante a montagem ou introduzidos durante a manutenção padrão. Evita falhas catastróficas. Também conhecido como filtro de segurança.
- Filtro de linha de sucção – Projetado para remover partículas na faixa de 5 a 150 mícrons. Fácil de manter e menos caro que outros tipos de filtros. Recomenda-se o uso de válvulas de by-pass baixo para evitar a privação da bomba.
- Filtro de linha de pressão – Protege componentes laterais de alta pressão. Ajuda a evitar o desgaste ou falha de componentes provocados por detritos no sistema.
- Filtro de linha de retorno – Captura detritos do desgaste ou entrada de componentes antes que sigam para o reservatório.
- Filtro de linha de retorno no tanque – Filtros de linha de retorno e sucção com economia de espaço no interior do tanque.
- Filtros de duplo circuito – Sistema de filtragem fora da linha que complementa a limpeza do sistema. Use com equipamentos estacionários e móveis para atingir e manter níveis adequados de limpeza da ISO.
- Respiro de ar do reservatório – Impede a entrada de contaminantes transportados pelo ar no tanque do reservatório.
Cada circuito hidráulico é diferente, mas nossos especialistas em hidráulica da Donaldson estão disponíveis para trabalhar com você para identificar e otimizar os sistemas de filtragem que funcionam para atender à sua aplicação específica e às exigências orçamentárias.
