La contaminazione dell'olio idraulico può assumere forme differenti, inclusi prodotti di invecchiamento dell’olio, ruggine, metalli e silicati, e può comportare gravi danni al sistema idraulico. Sapevate che, secondo gli standard ISO, sono sufficienti appena 500 mg di polvere ambientale, pari a una compressa di comune aspirina, per contaminare un barile da 208 litri di olio idraulico? Questo dovrebbe far riflettere sull’importanza non solo di utilizzare i filtri idonei, ma anche di rispettare i protocolli di manutenzione: proteggere il sistema tramite un adeguato filtro per l’olio idraulico significa infatti proteggere la produttività, ridurre le spese e i tempi di fermo.

L'Importanza della Filtrazione dell'Olio Idraulico

Nel primo caso, lo sporco, la polvere e l’umidità entrano dall’esterno del sistema attraverso sfiati dell’aria non efficienti oppure guarnizioni usurate dello stelo del cilindro durante il funzionamento o la manutenzione. Gli agenti contaminanti che entrano nei circuiti dei sistemi oleodinamici possono determinare notevoli guasti all’impianto. Per limitare i danni è fondamentale una buona pulizia dell’olio attraverso, ad esempio, l’adozione di un sistema di filtrazione dimensionato opportunamente e non solo.

Manutenzione Ottimale di un Impianto Idraulico

Dunque, che cosa fare per manutenere al meglio un impianto idraulico?

  • Affidatevi a degli specialisti sia per la scelta, che per la sostituzione dei filtri: a seconda dell’impianto e del macchinario, esistono spesso più soluzioni… alcune sono efficienti, altre meno.
  • Bisogna controllare se ne abbiamo a sufficienza (controllo di livello), se il sistema di filtraggio lavora bene (sostituire i filtri alle ore prescritte), tenendo presente, che le caratteristiche di un olio nuovo si deteriorano rapidamente se si utilizza un filtro che ha perso del tutto, o anche solo in parte, il proprio potere filtrante.
  • A seguito di una rottura di componenti importanti, è fondamentale eseguire una adeguata pulizia dell’impianto idraulico. Quest’ultima non può essere lasciata alla buona volontà, e perizia, del tecnico che la esegue.

Lubrificanti e Filtri Originali: Un Investimento Essenziale

Fatta questa premessa si comprende quanto sia importante l’uso di lubrificanti originali. Ad esempio le migliorate proprietà pulenti, garantiscono una formazione limitata di depositi sui pistoni e, di conseguenza una minore usura del motore. Un’altra delle cause di contaminazione più frequenti durante l’utilizzo della macchina, è dovuta all’inefficienza dei sistemi di filtraggio causata dall’uso di filtri non originali. I filtri a livello costruttivo possono poi differire per dimensione della superficie filtrante. In breve l’utilizzo di lubrificanti e filtri non originali produce un risparmio immediato ma, solo apparente nei costi di gestione della macchina. Il maggior valore residuo è garantito da una storia macchina documentata.

Strategie di Fluid Care e Classi di Contaminazione

Per i costruttori e gli utilizzatori finali delle macchine la filtrazione rappresenta una priorità e rientra pienamente nelle strategie di fluid care, quelle soluzioni e sistemi cioè che hanno il compito di ridurre e abbattere il livello di contaminazione del fluido idraulico. La strategia di fluid care da adottare ha uno stretto legame con la tipologia di sistema di filtrazione installato. Il punto di partenza, per garantire che il sistema di filtrazione sia adeguato, è determinare la più corretta classe di contaminazione per lo specifico impianto. I diversi componenti che lo compongono sono, infatti, soggetti a classi di contaminazione diverse il cui valore specifico è generalmente indicato nell’apposito manuale di uso e manutenzione.

Scelta e Bilanciamento dei Filtri

La scelta dei filtri deve essere quindi eseguita in funzione della necessità di rientrare nella classe di contaminazione tollerata. Successivamente il sistema deve essere equilibrato, per questa ragione solitamente si utilizza lo stesso grado di filtrazione in mandata e ritorno. È altresì possibile scegliere un grado di filtrazione più fine, sul ritorno in modo da alleggerire il lavoro del filtro in mandata. Ciò rappresenta spesso una scelta vantaggiosa dal punto di vista economico.

Non da ultimo, è bene ricordare che anche l'aria è un contaminante che potrebbe danneggiare il sistema. I filtri aria, chiamati di polmonazione (standardizzati a 3 micron), filtrano la contaminazione che potrebbe entrare attraverso il serbatoio dall’ambiente esterno. Come dimensionare quindi correttamente i filtri d’aria? La scelta della dimensione corretta dipende dal tipo di applicazione.

Interventi di Pulizia e Filtri Aggiuntivi

Quando il cliente finale riscontra malfunzionamenti (es. rotture a pompe e valvole, surriscaldamenti etc..) o quando, dopo un’analisi, si rilevano classi di contaminazione non all’interno del range fissato per il sistema, allora è il momento di verificare lo stato del sistema di filtrazione. Qualora non fosse possibile intervenire sul sistema esistente per abbassare i livelli di contaminazione possono essere impiegati dei filtri aggiuntivi offline e rientrare così nella classe di contaminazione richiesta. Questi sistemi aspirano l'olio dal serbatoio, lo ricondizionano per poi restituirlo, pulito, nello stesso serbatoio.

Prima di procedere con una pulizia straordinaria è sempre opportuno effettuare un’analisi dell’impianto e dell’olio per definire il livello e la tipologia di contaminazione. Questa operazione permette di procedere con il dimensionamento del sistema di filtrazione aggiuntivo: finezza di filtrazione, portata e tipologia. Data la straordinarietà di questi interventi il noleggio di sistemi di filtrazione offline è divenuto una prassi comune. Il dimensionamento del sistema di filtrazione deve tenere conto di ciò al fine di garantire adeguate prestazioni.

Per esempio, nell’ambito specifico dell’energia, che deve assicurare elevati standard di sicurezza, è richiesta una lunga durata della cartuccia, quindi si tende a sovra-dimensionare il filtro in modo che duri di più e non necessiti di frequenti interventi di manutenzione. Sempre per il campo dell’energia sono stati sviluppati dei setti filtranti speciali che eliminano le scariche elettrostatiche per evitare danni al fluido e ai filtri.

Una delle caratteristiche principali del settore macchine mobili, invece, è la partenza a freddo. I filtri quindi sono progettati per sopperire a questa problematica per evitare una danni e guasti all’intero sistema. In ogni caso, il sistema di filtrazione, a prescindere dal settore, va sempre scelto in base alla specifica applicazione a cui è destinato: ad esempio in una piattaforma aerea mobile il sistema è soggetto a minori sollecitazioni mentre un escavatore che svolge un lavoro più gravoso nei cantieri necessita di un sistema molto più complesso.

Principali Categorie di Filtri

Quali sono le principali categorie di filtri? Come abbiamo visto oltre a definire grado di filtrazione, portata, pressione necessari all'impianto è opportuno considerare l'applicazione e quando, invece, l'impianto è già avviato tenere sotto controllo i livelli di contaminazione.

  • Filtri su ritorno: filtrano l’olio che torna dall’impianto e servono per evitare che la contaminazione rientri nel serbatoio.
  • Filtri aria: sono filtri di polmonazione per il serbatoio, servono a evitare che la contaminazione dell’ambiente entri nel circuito quando il livello del serbatoio sale e scende. I filtri aria trovano anche usi differenti come nel caso della lubrificazione. Lo Steno Compact è un filtro aria che trattiene le nebbie per garantire la sicurezza degli operatori.
  • Filtri offline fissi: sono filtri che montati esternamente al sistema servono a mantenere sempre bassa la classe di contaminazione. Vengono montati spesso in combinazione con scambiatori di calore e hanno il vantaggio di garantire la massima efficienza perché vengono utilizzati a una portata fissa.
  • Filtri in aspirazione: sono filtri di sicurezza che, posizionati all'interno del serbatoio prima della pompa, evitano l'ingresso di particelle grossolane all’interno della stessa.

Indicatori di Intasamento e Manutenzione

Al fine di agevolare il manutentore sono stati messi a punto anche degli speciali indicatori di intasamento che sono da considerare come parte integrante dei sistemi di filtrazione. Gli indicatori di intasamento possono essere di molte tipologie diverse e rendono possibile la manutenzione e sostituzione della cartuccia. A titolo di esempio possiamo fare riferimento al VFL, sensore smart in grado di indicare le ore rimanenti prima dell’intasamento. Indicatori di intasamento: ottici, elettrici, elettronici.

Conseguenze della Contaminazione Solida

Ebbene, purtroppo non è possibile evitarla completamente, tuttavia la si può (e la si dovrebbe) limitare. Le conseguenze della contaminazione solida dell’olio idraulico sono infatti di vario tipo, ma sempre (e inevitabilmente) dannose. Alcune contaminazioni alterano la proprietà dell’olio compromettendone le caratteristiche di trasmissione di energia o forza, la capacità lubrificante, la potenza refrigerante, la protezione dalla corrosione e dall’usura, la proprietà di separazione dell’acqua e dell’aria.

Le tipologie di usura più comuni provocate dalla presenza di particelle nell’olio sono l’effetto sabbiatura (quando cioè le particelle sottili presenti negli oli che scorrono rapidamente si posano sulle superfici o sui bordi di controllo provocando la rottura di altri componenti), l’abrasione (quando le particelle dure tra parti mobili danneggiano la superficie con conseguente perdita di materiale), l’usura da fatica (le particelle dure si incastrano tra le parti mobili formando delle microfratture superficiali che in presenza di sollecitazione si allargano e provocano dei guasti in superficie), la decomposizione dell’additivo e invecchiamento dell’olio (la quantità elevata di particelle riduce il contenuto di additivo.

Insomma, le ricadute sul nostro sistema possono essere disastrose, e non soltanto perché la durata dell’olio si riduce e sono necessarie frequenti sostituzioni dello stesso. Oltre ai nostri disagi produttivi ed economici, dobbiamo poi considerare anche l’incidenza ambientale, con spreco di risorse dovute all’aumentato fabbisogno di olio nuovo, pezzi di ricambio e mezzi di esercizio, e tutto questo senza considerare lo spreco energetico dovuto alla nuova produzione e l’aumento di emissioni di anidride carbonica, visto che per lo smaltimento termico di un litro di olio esausto si formano circa 2,6 Kg di gas serra nocivi.

Come Scongiurare il Disastro Economico e Ambientale

  • Filtrazione accurata dell’olio nuovo prima del riempimento nel sistema, giacché l’olio nuovo spesso non soddisfa la purezza dell’olio richiesta.
  • Spesso si interviene ripristinando il guasto, senza analizzare le cause che hanno determinato l’avaria del componente. Analizzando le cause di guasto, soprattutto in macchine tradizionali, emerge che un numero considerevole di guasti è dato dalla contaminazione dell’olio idraulico. Contaminazione dovuta a cause esterne, quali acqua, silice, fibre ecc.
  • La norma ISO 4406 permette una codifica del livello di contaminazione da parti celle solide. Effettuare una campionatura degli olii idraulici può mostrare qualche inaspettata sorpresa. Un olio idraulico, contaminato da parti celle solide, assume anche la funzione di utensile incrementando l’usura dei componenti principalmente per abrasione e pitting.

Raccomandazioni Tecniche Specifiche

Purtroppo, per ragioni di economicità e caratteristiche di mercato maggiormente legato al settore del trasporto e non al settore industriale, nella costruzione ed allestimento delle attrezzature di igiene urbana sono state spesso trascurate delle regole di buona tecnica specifiche per gli impianti idraulici. Spesso, gli impianti idraulici di compattatori, spazzatrici, ecc, sono esclusivamente protetti da un filtro inserito nel serbatoio olio, sulla tubazione di ritorno. Considerando che la maggior parte dei contaminanti solidi ha dimensioni inferiori a 15 micron, può essere una buona norma inserire sulla mandata della pompa principale un filtro ad alta pressione con un grado di filtrazione di 6 micron.

Il flussaggio di tutto l’impianto idraulico, da effettuare con tutta l’attrezzatura in movimento, è invece raccomandato in sede di costruzione delle macchine. Il rapporto di filtrazione Beta è l’indice che identifica l’efficienza di un elemento filtrante ad una dimensione prestabilita di filtrazione esempio 6 micron. Tanto maggiore è il rapporto di filtrazione Beta tanto maggiore è l’efficienza del filtro.

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