Si è già più volte sottolineato come la presenza di particelle di contaminazione nei sistemi oleodinamici possa determinare guasti a parti dell’impianto. Secondo l’evidenza scientifica, il 70-80% dei guasti all’impianto è, infatti, dovuto alla contaminazione del fluido idraulico.
La contaminazione di particelle solide (residui di lavorazioni come le saldature), liquide (acqua) e gassose (aria) è una delle più comuni cause di ossidazione, ruggine e usura. Questi sono problemi noti ai manutentori ma, quali sono le modalità di intervento?
Il trattamento del fluido rientra in quella branca dell’oleodinamica che i tecnici di HYDAC definiscono fluid care e prevede la filtrazione, il condizionamento, la misura e il controllo dell'olio al fine di ridurne e abbattere la contaminazione.
Vediamo insieme come gli strumenti del fluid care si prestino all'efficienza e al Life Cycle Cost management degli impianti, anche in un'ottica 4.0.
Controllo e misura: stop ai fermo macchina
L’elettronica di misura e controllo è un ottimo alleato del manutentore e di chi si occupa dei costi di esercizio dell’impianto poiché, se correttamente predisposta, permette di monitorare i parametri relativi allo stato del fluido quali:
L’implementazione di sensoristica e strumenti di controllo e analisi permette di recepire delle misure dal sistema. Questi dati, oltre a informare l'operatore sullo stato del fluido, consentono di attuare interventi di manutenzione mirati che riducono o abbattono i fermo macchina garantendo la business continuity. Marcegaglia, leader mondiale nella trasformazione dell'acciaio, si è rivolta a HYDAC per efficientare l'impianto e migliorare il prodotto finito. Il risultato finale? Scoprilo leggendo Caso Marcegaglia: ottimizzazione della manutenzione di un impianto con il Fluid Care.
Laddove si sia adottato un approccio alla manutenzione intelligente, ad esempio, sensoristica e logiche di controllo permettono di impostare delle manovre di auto-correzione per mantenere invariate le caratteristiche dell’olio e, così, evitare il fermo macchina. Le diverse tipologie di approccio alla manutenzione sono state trattate nell'articolo "L'IPdM attraverso la manutenzione 4.0" ma, a prescindere dal tipo di approccio adottato per la manutenzione, la presenza di sensori in un impianto è fondamentale per ottenere informazioni puntuali sullo stato dell'olio e dei componenti.
Ad esempio, in un sistema dotato di un rilevatore di particelle metalliche come il MCS 1000 (per informazioni compilare il form a questo link), l'operatore potrà ottenere dati sui livelli di contaminazione solida e, al superamento della soglia target, avrà modo di attuare un eventuale flussaggio o sostituire un determinato componente. Inoltre, strumenti come il CS 1000 - Contamination Sensor - a target raggiunto inviano un segnale di allarme che avvisa l’operatore.
Appare, dunque, evidente la valenza di questi strumenti anche per la manutenzione predittiva. Come si è visto, gli andamenti temporali delle misure dell’impianto permettono, infatti, di afferire delle previsioni anticipate dei guasti ai componenti e, quindi, di schedulare degli interventi da attuare.
Condizionamento: la temperatura perfetta
Il controllo della temperatura dell’olio è fondamentale per non compromettere la sua efficacia nella trasmissione di potenza.
In condizioni normali l’olio ha un range di temperatura ampio e un punto di funzionamento ideale che si attesta entro i 45-50°. Aumenti della temperatura al di sopra delle condizioni ideali comportano fenomeni di combustione (cokizzazione) che alterano le caratteristiche dell’olio, determinando degradazione e perdita del potere lubrificante.
Quindi, il corretto trattamento termico o condizionamento dell’olio è fondamentale anche ai fini del Contamination Management. È ovvio che questa funzionalità sia demandata a scambiatori di calore ma, come si è sottolineato, può essere ottimizzata dall’implementazione dell’opportuna sensoristica. In ambienti soggetti a notevoli sbalzi termici è comune che i sistemi di raffreddamento siano impostati per raffreddare costantemente l'impianto (ciclo continuo). L'adozione di un sensore di temperatura, ad esempio, permetterebbe di raccogliere costantemente dati dall’impianto che logiche di controllo potrebbero elaborare per avviare, solo al momento più opportuno, il sistema di raffreddamento.
Il sistema risulterebbe così ottimizzato in termini di efficienza energetica, salvaguardia dello stato dell'olio e controllo da remoto.
Filtrazione: la pulizia che desidera
La necessità di impiegare filtri negli impianti idraulici è un fatto risaputo e il suo corretto dimensionamento è fondamentale per una buona pulizia dell’olio. Per determinare il grado di filtrazione necessario all’impianto e la grandezza del filtro da adottare dovranno essere valutate le condizioni di esercizio dell’impianto e le grandezze in gioco (pressione, portata di esercizio e così via).
Inoltre, in base ai componenti installati e in relazione all’ambiente di lavoro si dovranno determinare le classi di contaminazione target. Ad esempio, sistemi dotati di servo valvole necessitano di una filtrazione più sofisticata. Anche la tipologia di olio impiegato nel sistema è fondamentale, ad esempio, chi impiega bio-oil dovrà tenere in considerazione il pericolo delle scariche elettrostatiche.
L’adozione di sensoristica informa sul livello di intasamento permette di effettuare delle sostituzioni mirate e non preventive.
Per mantenere il sistema sempre in condizioni ottimali è, infatti, fondamentale una periodica sostituzione degli elementi filtranti: HYDAC ne offre una vasta gamma, che si presta a svariati settori e garantisce ampi gradi di filtrazione. La frequenza degli interventi di sostituzione varia in base alla loro capacità di accumulo. A fronte di filtri costantemente intasati è utile predisporre alcuni interventi straordinari, ad esempio il flussaggio.
Flussaggio: un intervento extra-ordinario
Come si è visto nell’articolo "Contaminazione del fluido idraulico: pericolo guasto" i rischi di contaminazione del fluido sono molteplici e rendono necessaria la pulizia dell’olio.
Il flussaggio dell’olio è una misura straordinaria che, laddove si verificassero picchi di contaminazione, ripristina lo stato dell'olio. Quando quest'intervento potrebbe rendersi necessario?
Nella messa in servizio di un impianto, ad esempio, la classe di contaminazione dell’olio nuovo potrebbe superare la soglia di sensibilità dell’impianto. La stessa situazione si potrebbe verificare nella fase di rabbocco del serbatoio. Allo stesso modo, anche impianti già operativi in condizioni straordinarie potrebbero necessitare di una filtrazione aggiuntiva.
In tutti questi casi l’olio viene deviato dall’impianto e bypassato in un’unità di filtrazione portatile dove sarà flussato e ricondizionato prima di essere reimmesso nell’impianto. Anche in questo caso l’integrazione di sistemi elettronici di misura e controllo permette di intervenire ad effettiva necessità per sopperire a picchi di contaminazione in diversi punti dell’impianto. Ciò fa si che, oltre ad espletare le classiche funzioni di filtrazione, questi sistemi si prestino a raccogliere ed elaborare i dati dell’impianto.
Andamenti temporali delle grandezze dell’impianto potranno poi essere impiegati per ottimizzare i processi di manutenzione, anche in ottica 4.0. Infatti, a fronte delle diverse soluzioni nate in quest'ottica è possibile disporre di sistemi meccanicamente semplici ma dalle funzionalità evolute. Le unità di filtrazione mobili 4.0 di HYDAC, ad esempio, oltre a ripristinare lo stato dell’olio, sono utili strumenti per adeguare gli impianti alle tematiche dell’efficienza energetica e dell’interconnessione dei sistemi alla rete aziendale.
Per saperne di più leggi "Componenti dell'oleodinamica: guida alla digitalizzazione" e clicca sull'immagine qui sotto per ottenere la tua copia del white paper "Adeguamento degli impianti in chiave 4.0: soluzioni oleodinamiche".
