In un sistema oleodinamico il fluido idraulico ricircola e tende ad un livello di contaminazione stabile nel tempo, che riflette le caratteristiche del tipo di filtro utilizzato. Le dimensioni delle particelle contaminanti saranno quelle vicine al potere di rimozione del filtro. La classificazione della contaminazione dell'olio idraulico è una metodologia utile che aiuta a definire la quantità di contaminanti nei fluidi: fornisce un dato di sintesi e permette di valutare la pulizia dell’olio e di sapere, quindi, se l'impianto è a rischio guasto. Come funziona? Lo spieghiamo in questo articolo.
Ogni macchina in cui la trasmissione della forza, la lubrificazione o la combustione avviene tramite l’azione dell’olio è dipendente dalle condizioni dell’olio stesso. Il fluido giunge in contatto con componenti di sistema sensibili e pertanto deve essere considerato il componente più importante, da monitorare costantemente.
Nell’articolo “Manutenzione oleodinamica e IPdM: la parola all'esperto” abbiamo visto l'importanza della manutenzione e delle tecniche di oil condition monitoring per l'ottimizzazione dei processi produttivi. Ricordiamo che per "contaminazione del fluido idraulico" si intende una misura che valuta la presenza di sostanze disomogenee nell’olio, che possono danneggiare anche gravemente i componenti idraulici.
Approfondiamo insieme le normative per la classificazione dell'olio idraulico: quali sono le principali norme adottate per misurare il livello di contaminazione da particelle solide?
Le normative per la classificazione dell'olio idraulico, in grado definire lo stato di contaminazione da particelle solide, principalmente riconosciute sono:
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Un primo metodo di classificazione di particelle, il più diffuso, fa riferimento alla "vecchia" ISO 4406:1991, una normativa nata per i fluidi idraulici e ben presto applicata a tutti settori dell'industria. La quantità di particelle veniva conteggiata prendendo in esame la dimensione massima della particella stessa, rilevata con metodo cumulativo in tre classi di > 2 mm; > 5 mm; > 15 mm.
L'attuale metodo per la classificazione dell'olio idraulico attraverso la codifica del livello di contaminazione da particelle solide è indicato dall'Organizzazione internazionale per la standardizzazione, anche più conosciuta con il suo acronimo, ISO. Il suo metodo è stato sviluppato per testare e misurare la dimensione media circolare e la quantità di particelle all'interno di un dato volume di fluido.
Nel caso della ISO 4406, le quantità delle particelle vengono rilevate secondo un metodo cumulativo. L’aggiornamento della norma stabilisce che il conteggio debba essere effettuato tramite contatori automatici (calibrati secondo il metodo ISO 11171:1999) e prevede tre classi di conteggio:
- numero di particelle > 4 μm(c)
- numero di particelle > 6 μm(c)
- numero di particelle > 14 μm(c)
Che cosa significano questi valori? Spieghiamolo meglio: la normativa ISO 4406 utilizza contatori automatici di particelle i quali comprendono tre livelli di scala differenti, che identificano la differenziazione di dimensione e di distribuzione delle particelle.
Il codice è espresso in tre valori, che identificano nell’ordine:
La valutazione del livello di contaminazione ISO 4406:1999 costituisce una fonte preziosa di informazione sullo stato dell’olio lubrificante e sul corretto funzionamento degli apparati.
Un secondo metodo di codifica del livello di contaminazione è basato sul numero di particelle per unità di volume suddivise in classi dimensionali. Facciamo quindi riferimento allo standard NAS 1638 che è ancora utilizzato, ma ritenuto ormai obsoleto e talvolta sostituito dagli standard AS 4059 e ISO 4406.
Il NAS 1638, acronimo di National Aerospace Standard, è una norma concepita nel 1960 per controllare la contaminazione dei componenti usati nei sistemi idraulici aeronautici ed è diventato lo standard per la National Aerospace nel 1964.
Il metodo per la classificazione dell'olio idraulico attraverso il conteggio delle particelle era riferito ai microscopi ottici (gli unici presenti nel 1960) ed era normato dalla ARP598.
Anche lo standard NAS 1638 descrive le concentrazioni di particelle nei fluidi, ma contrariamente all'ISO 4406 nella norma NAS 1638 vengono contati determinati settori di particelle ai quali vengono attribuiti dei numeri caratteristici; tale dimensione veniva definita sulla base del particolato più grande.
La classificazione delle particelle nel NAS 1638 è attualmente divisa in 5 classi dimensionali, cioè:
Per determinare la classe di contaminazione viene rilevato il numero di particelle presenti in 100 ml di liquidi per ognuna delle 5 classi di dimensione delle particelle. I valori di misurazione ottenuti per le singole classi di dimensione determinano l’appartenenza alla corrispondete classe di contaminazione.
Come le norme ISO 4406 e NAS 1638, anche la normativa SAE AS 4059 descrive la classificazione dell'olio idraulico in termini di concentrazione di particelle nei fluidi. Le procedure di analisi sono le stesse delle altre due norme.
Le classi di purezza della norma SAE si basano sulla grandezza delle particelle, la quantità nonché la ripartizione delle grandezze delle particelle. Dato che la grandezza delle particelle rilevata dipende dalla procedura di misurazione e dalla calibratura, le grandezze vengono contrassegnate con le lettere (A – F).
Prevede 6 diverse misure, in riferimento alla quantità di particelle:
Le classi di purezza secondo la norma SAE possono essere rappresentate nel seguente modo:
1. quantità di particelle superiore ad una grandezza definita di particelle
2. determinazione di una classe di purezza per ogni grandezza di particella
3. indicazione relativa alla massima classe di purezza misurata
In conclusione, in un impianto oleodinamico è importante che vengano stabilite le classi di contaminazione “target” del fluido idraulico che una volta raggiunte richiederanno un intervento di pulizia. Nell'articolo "Oil Condition Monitoring: prendersi cura dell'olio idraulico" troverai le risorse utili per un corretto monitoraggio dell'impianto oleodinamico.
Si tratta, in estrema sintesi, di fissare una soglia massima di contaminazione definita per il componente più sensibile dell’impianto oleodinamico.
Abbiamo già visto come un aumento del valore di contaminazione del prodotto possa essere dovuto a diversi fattori, quali:
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