Ogni sistema idraulico è caratterizzato da un fluido che circola tra i vari componenti (pompe, valvole e attuatori) trasmettendo potenza all’interno dell’impianto.

Funzioni del Fluido Idraulico

Oltre alla funzione primaria di trasporto dell’energia meccanica, il fluido ha anche altre funzionalità aggiuntive:

  • Lubrifica le superfici a contatto e in movimento
  • Protegge i componenti dalla corrosione meccanica
  • Trasferisce calore e raffredda il sistema
  • Pulisce il sistema trasferendo agenti contaminanti e particelle di usura ai filtri

I fluidi idraulici trovano uso in svariate applicazioni sia mobili sia stazionarie, tra cui escavatori, elevatori, trasmissioni idrostatiche, trattori e numerosi impianti industriali.

I fluidi impiegati in oleodinamica sono:

  • Acqua
  • Oli minerali
  • Emulsioni acqua-olio
  • Fluidi sintetici
  • Fluidi ecologici

Generalmente oggi nella maggior parte delle applicazioni oleodinamiche si utilizzano oli minerali o, per quei settori che necessitano di fluidi idraulici non infiammabili, le emulsioni acqua-olio.

Classificazione degli Oli Idraulici secondo ISO 6743-4

L’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) ha stabilito con la norma ISO 6743-4 la classificazione dettagliata dei fluidi della famiglia H (sistemi idraulici) appartenenti alla classe L (lubrificanti, fluidi idraulici e prodotti similari). Il sistema di classificazione ISO 6743-4 può essere applicato in generale alle tre classi principali di fluidi idraulici:

  1. Fluidi oleodinamici minerali (cioè a base di petrolio)
  2. Fluidi oleodinamici resistenti al fuoco
  3. Fluidi oleodinamici biodegradabili

Fluidi Oleodinamici Minerali

Come anticipato, la classe più numerosa di fluidi idraulici è composta da oli a base di idrocarburi raffinati, cioè di petrolio. Il petrolio rappresenta una base molto funzionale per i fluidi industriali: una volta raffinato (HH) viene formulato con vari additivi per prevenire la ruggine, l’ossidazione, la formazione di schiuma e l’usura.

Di seguito è riportato un elenco delle classificazioni più comuni degli oli idraulici minerali e le rispettive descrizioni:

  • ISO - L - HH - oli minerali base, senza inibitori di corrosione
  • ISO - L - HL - oli minerali raffinati con proprietà antiossidanti e antiruggine
  • ISO - L - HM - oli con additivi per aumentare la resistenza all’usura
  • ISO - L - HR - oli ad elevato indice di viscosità
  • ISO - L - HV - ad elevato indice di viscosità per costruzioni e marina
  • ISO - L - HG - si ottengono dagli HM mediante l’aggiunta di additivi che riducono l’effetto stick-slip

Gli oli maggiormente utilizzati sono gli HM.

Fluidi Oleodinamici Resistenti alle Fiamme

Esistono diversi tipi di fluidi resistenti alle fiamme e sono generalmente classificati come segue:

  • ISO - L - HFAE - Emulsione, olio-in-acqua (di solito >80% di contenuto d’acqua)
  • ISO - L - HFAS - combinazioni chimiche in acqua (di solito >80% di contenuto d’acqua)
  • ISO - L - HFB - emulsione acqua-in-olio (di solito >40% di acqua)
  • ISO - L - HFC - Soluzioni di glicole o glicole acquoso (di solito >35% di contenuto d’acqua)
  • ISO - L - HFDR - fluidi sintetici che non contengono acqua e composti da esteri fosforici
  • ISO - L - HFDS - Idrocarburi clorurati (senza acqua)
  • ISO - L - HFDT - Miscele HFDR/HFDS
  • ISO - L - HFDU - Fluidi sintetici che non contengono acqua e di altra composizione

Fluidi Oleodinamici Biodegradabili

Ci sono infine fluidi sviluppati in anni recenti per applicazioni in cui è richiesta la compatibilità ambientale, che si suddividono in:

  • ISO - L - HETG (Trigliceridi - oli vegetali)
  • ISO - L - HEPG (poliglicoli)
  • ISO - L - HEES (esteri sintetici)
  • ISO - L - HEPR (Polialfaolefina e relativi idrocarburi)

L’Importanza della Selezione di Componenti Compatibili con il Fluido Idraulico

I sistemi idraulici sono il cuore di molti settori e di numerosi macchinari, sia mobili sia stazionari, che operano spesso in condizioni climatiche ed operative estreme, pertanto il fluido idraulico è essenziale per garantire le corretta funzionalità dell’impianto nel tempo, così come è essenziale selezionare il sistema di filtrazione adatto alle caratteristiche dell’olio utilizzato, in modo da assicurare una perfetta compatibilità dei materiali.

Il materiale corretto permette infatti di prevenire eventuali fenomeni di corrosione e di prolungare la longevità dei componenti del sistema.

Caratteristiche Fondamentali degli Oli Idraulici

Caratteristica fondamentale degli oli idraulici è la viscosità che indica la capacità di scorrimento del lubrificante su una determinata superficie. Gli oli idraulici sono prevalentemente oli minerali e sintetici. In particolare, essi si caratterizzano per la stabilità anche ad alte temperature che previene la formazione di depositi.

Gli oli lubrificanti non sono tutti uguali. I diversi tipi di olio, oltre a lubrificare le parti meccaniche, possono proteggerle dall’usura e dalla corrosione, grazie a diverse proprietà come il fatto che sono idrorepellenti.

Viscosità e Indice di Viscosità

L’ideale è una viscosità che consenta, allo stesso tempo, di far funzionare a perfezione il macchinario e di mantenere un film lubrificante sulle parti interessate. La viscosità riguarda i fluidi e ne indica, precisamente, la resistenza allo scorrimento. Uno stesso fluido presenta caratteristiche di viscosità che mutano al variare di pressione e temperatura.

Quindi, lo stesso olio sottoposto a riscaldamento vedrà diminuire progressivamente la propria viscosità con l’aumentare della temperatura. Per questo motivo, gli oli lubrificanti devono essere valutati non solo in base alla loro viscosità ma anche in base al loro indice di viscosità.

L’indice di viscosità (I.V.) indica quanto un olio lubrificante è in grado di mantenere inalterata la propria viscosità a diversi livelli di temperatura. Valori bassi indicano una scarsa tenuta, valori alti indicano una maggiore capacità di mantenere la viscosità.

Da questo punto di vista gli oli migliori sono senza dubbio gli oli sintetici e quelli minerali ad alto indice di viscosità. La viscosità degli oli lubrificanti si misura secondo gli standard ISO VG.

La prima scelta è sempre l’olio della viscosità indicata nel manuale del macchinario o del motore.

Classificazione della Contaminazione dell'Olio Idraulico

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.

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.

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.

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.

Un secondo metodo di codifica del livello di contaminazione è basato sul numero di particelle per unità di volume suddivise in classi dimensionali.

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.

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.

Proprietà Fisiche e Chimiche

Le proprietà fisiche e chimiche che caratterizzano i fluidi idraulici sono:

  • Viscosità: Misura della resistenza allo scorrimento.
  • Potere lubrificante: Capacità di bagnare le parti mobili con una pellicola lubrificante continua.
  • Compatibilità con i materiali: Il fluido deve essere compatibile con tutti i materiali dell’impianto.
  • Resistenza alle sollecitazioni termiche: Capacità di resistere ai cicli termici senza degradarsi.
  • Bassa comprimibilità: Minima variazione di volume al variare della pressione.
  • Dilatazione termica: Variazione del volume al variare della temperatura.
  • Potere anti-schiuma: Riduzione della formazione di schiuma nel serbatoio.
  • Potere antiossidante: Protezione delle superfici metalliche dalla corrosione.
  • Filtrabilità: Capacità di essere filtrato per rimuovere contaminanti.
  • Resistenza all’accensione e incombustibilità: Importante in ambienti ad alto rischio di incendio.
  • Tossicità: Bassa tossicità per la sicurezza degli operatori.

Tipi di Fluidi Idraulici

I tipi di fluidi idraulici includono:

  • Liquidi a base acquosa: Utilizzabili in un range di temperatura limitato.
  • Emulsioni olio-in-acqua: Contengono una bassa percentuale di olio.
  • Emulsioni acqua-in-olio: Contengono una maggiore percentuale di olio.
  • Soluzioni acque-glicole: Offrono una buona stabilità termica.
  • Esteri fosforici: Elevato punto di fiamma.
  • Siliconi: Ottima stabilità chimica e resistenza all'ossidazione.

TAG: #Idraulici

Potrebbe interessarti anche: