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Fluido idraulico: guida ai tipi di contaminanti e ai danni correlati

14/07/2020 da HYDAC, pubblicato in Condition Monitoring

Fluido idraulico: guida ai tipi di contaminanti e ai danni correlati

Posted by HYDAC on 14/07/2020

La degradazione del fluido idraulico, e di conseguenza la perdita di tutte le sue caratteristiche chimico-fisiche, rappresenta una tra le principali cause che mettono a rischio l'affidabilità e l'efficienza di un impianto oleodinamico. L'applicazione delle moderne tecnologie, dall'IoT ai sensori smart, e la messa a punto delle moderne tecniche di oil condition monitoring forniscono una risposta concreta e tangibile al problema di deterioramento e contaminazione dell'olio idraulico; inoltre, garantiscono un monitoraggio costante dell'intero sistema. 

Quali sono i tipi di contaminanti e quali danno possono recare al sistema oleodinamico? Ne parliamo in questo articolo. 

 

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Oil Condition Monitoring

Fluido idraulico: i tipi di contaminanti

La contaminazione può portare l’olio a perdere rapidamente le proprie capacità lubrificanti e quindi provocare potenziali danni, anche gravi, alle apparecchiature. Generalmente la contaminazione del fluido idraulico viene comunemente suddivisa in:

  • liquida, come l’acqua e oli incompatibili tra loro;

  • gassosa, ovvero l’aria;

  • solida, causata da metalli, particelle di plastica, di vernice, additivi precipitati etc.

La contaminazione solida viene a sua volta ripartita in tre gruppi di particelle: estremamente dure, dure e morbide. Le particelle estremamente dure (corindone, scorie e ruggine) e dure (ferro, acciaio, ottone, bronzo, alluminio) possono causare dei danni notevoli nei sistemi idraulici se non vengono eliminate il più velocemente possibile.

Oltre alla durezza delle particelle sono importanti, per la frequenza di inconvenienti nei sistemi, la loro quantità e suddivisione secondo le dimensioni. Tra le particelle solide morbide rientrano invece fibre, materiali asportati da elementi di tenuta, come gomma e varnish.


Le cause e le conseguenze della contaminazione dell'olio

La contaminazione da particelle che circolano nei sistemi idraulici può causare sia danni alle superfici dei meccanismi soggetti ad usura (abrasione, erosione, affaticamento superficiale), sia danni al fluido idraulico stesso, il quale si deteriora più facilmente, perdendo potere lubrificante. In entrambi i casi il rischio è di avere imprevisti fermi macchina e guasti dell’impianto. Ecco quali sono i rischi derivanti da tre diversi tipi di contaminazione.

 

1. Contaminazione da particelle liquide

L'acqua è presente nell'olio sia allo stato libero che disciolta, con problematiche di contaminazione maggiori nel primo caso.

Acqua nell'olio idraulico

Contaminazione liquida

 

Le conseguenze più comuni provocate dall’acqua nell’olio sono:

  • invecchiamento precoce: l’acqua agisce come catalizzatore, facendo ossidare l’olio e causandone un invecchiamento precoce, che quindi impatterà sulla vita utile di tutto il sistema oleodinamico. Inoltre, come conseguenza della degradazione del fluido, si potrebbero formare depositi di prodotti come resine, fanghi, lacche, scorie che vengono generalmente definite varnish.
  • Riduzione della viscosità e della capacità lubrificante: la presenza di acqua inficia il potere lubrificante dell’olio e ne diminuisce la viscosità. Inoltre, peggiorando le proprietà di separazione dell’aria, aumenta la possibilità che si formino schiume nel fluido idraulico.
  • Formazione di batteri: negli oli combustibili distillati dal petrolio, soprattutto nel diesel, la presenza di acqua favorisce la crescita di batteri, funghi e lieviti, che a loro volta favoriscono la formazione del biofango, il quale può provocare un intasamento al sistema di filtrazione. È molto noto il fenomeno della “Peste del Diesel”.
 

Il corretto funzionamento dei macchinari viene così influenzato negativamente in termini di funzionamento difettoso delle valvole, scarsa controllabilità, variazione della geometria del meato presso i gusci dei cuscinetti.

 

2. Contaminazione da particelle gassose

L’aria può essere presente nell'olio in forma sciolta o libera; le problematiche e le conseguenze maggiori sono causate dall’aria libera. Si forma in seguito all'introduzione di bolle d'aria, per esempio dovuta all’immersione di parti di macchina, oppure per il ritorno dell'olio nel contenitore di raccolta, o ancora per l’aspirazione di bolle d’aria che potrebbe causare anche la cavitazione delle pompe, con danni irreparabili nel tempo.

A seguito di uno di questi eventi l'olio diventa comprimibile, l'effetto lubrificante e la potenza di raffreddamento sono compromessi.

Contaminazione gassosa fluido idraulico

Contaminazione gassosa

Tra le conseguenze più conosciute a tal proposito citiamo l’effetto diesel: si forma in caso di introduzione elevata di aria non disciolta in forma di bolle d'aria nell'olio, per esempio in seguito a mancanze di tenuta o di proprietà di separazione dell'aria degradate come conseguenza dell'invecchiamento dell'olio, di forti contaminazioni o di mescolanza di diversi tipi di olio.

 

3. Contaminazione da particelle solide

Come abbiamo detto, le particelle solide sono tra le cause più frequente di guasti e anomalie nel sistema di lubrificazione: la circolazione di tali particelle nel sistema genera altre particelle, per cui si scatena una reazione a catena in termini di usura.

Contaminazione solida olio idraulico

Contaminazione solida

Le conseguenze da contaminazione solida più comuni sono:

  • micropitting o usura da affaticamento superficiale: le particelle solide s'incastrano tra le parti mobili, creano delle micro-fratture superficiali che, ricevendo ripetute sollecitazioni, si allargano fino a provocare dei guasti;
  • effetto sabbiatura: le particelle solide più sottili scorrono sulle superfici e sui bordi di controllo, depositandosi e causando la rottura di altri componenti;
  • invecchiamento precoce: una quantità elevata di particelle solide, così come avviene con le particelle liquide, degrada le proprietà dell’olio facendolo invecchiare precocemente, con conseguente riduzione del potere lubrificante e della viscosità;
  • abrasione: le particelle solide scalfiscono le parti mobili, sgretolandone e danneggiandone la superficie.

Conseguenze contaminazione solida

Le conseguenze della contaminazione solida

 

Il fluido idraulico è quindi un elemento fra i più importanti dell’intero sistema oleodinamico, di cui è necessario monitorarne costantemente le condizioni di salute al fine di garantire le migliori prestazioni di efficienza. Le proprietà lubrificanti dell'olio possono essere compromesse se non monitorate costantemente: conseguenze dell'attrito, usura e invecchiamento precoce influiscono direttamente sul deterioramento delle apparecchiature oleodinamiche.



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