Il serbatoio dell'olio idraulico è un componente fondamentale in ogni sistema oleodinamico. La sua corretta manutenzione e il suo efficiente funzionamento sono vitali per assicurare la longevità e l'affidabilità dell'intero sistema.

Funzioni del Serbatoio Olio Idraulico

Il serbatoio dell'olio idraulico svolge diverse funzioni cruciali:

  • Prima purificazione/separazione di particelle solide estranee via decantazione sul fondo.
  • Prima filtrazione (in aspirazione).
  • Compensazione delle espansioni e contrazioni di volume dovute alle variazioni di temperatura dell’olio, in “affiancamento” agli accumulatori.

Inoltre, sono impiegati anche serbatoi pressurizzati con lo scopo di impedire l’ingresso di contaminanti/umidità dall’esterno ed il traboccamento del liquido dal serbatoio. Questa applicazione è tipica dei servomeccanismi di aerei, sommergibili e altri semoventi.

Componenti Accessori e Loro Funzione

L’aggettivo “accessori” serve più per distinguerli che per classificarli, visto che la loro funzione è determinante per valorizzare al meglio i pregi della trasmissione di potenza oleodinamica. Per facilitare l’analisi abbiamo diviso i componenti accessori in due gruppi: quelli dedicati alla regolazione del regime di flusso e quelli dedicati al collegamento delle varie parti del circuito.

Gestione della Temperatura dell'Olio

La temperatura dell’olio di un circuito idraulico aumenta per effetto delle perdite dovute all’attrito durante il flusso nei condotti e, soprattutto, a causa delle perdite di rendimento nelle trasformazioni energetiche compiute. Anche le caratteristiche intrinseche dell’olio usato danno un contributo significativo. È qualcosa di molto simile all’effetto Joule per un circuito elettrico. Alla dissipazione in calore corrispondono diminuzione di energia: potenziale, di velocità o di pressione; l’energia corrispondente rimane nel sistema ma non è utilizzabile.

Molto dipende dal tipo di applicazione: se le condizioni di lavoro non sono particolarmente gravose, l’aumento della temperatura dell’olio è contenuto: se il serbatoio è sufficientemente grande e ventilato la permanenza dell’olio è abbastanza lunga da dissipare verso l’esterno il calore accumulato.

Scambiatori di Calore

Nella pratica comune gli scambiatori di calore hanno il compito di mantenere l’olio e i fluidi idraulici in genere entro un range prestabilito di temperatura. Per le macchine semoventi (tipiche quelle di movimento terra) si possono sfruttare i gas di scarico dei motori termici, convogliandoli in appositi fasci tubieri situati nei serbatoi o addirittura utilizzando veri e propri scambiatori accessori inseribili in parallelo al circuito principale. Esistono diverse tipologie di scambiatori di calore:

  • Scambiatori a fascio tubiero: Sono normalmente a fascio tubiero e con flussi in controcorrente. Questo permette la regolazione di temperatura dell’olio variando la portata dell’acqua. In caso di perdite d’olio, l’acqua di raffreddamento potrebbe risultarne contaminata: pertanto è obbligatorio usare circuiti chiusi.
  • Radiatori (raffreddamento ad aria): Pur con capacità refrigeranti nettamente minori, l’aria è il fluido più comodo ed immediato per asportare il calore dai fasci tubieri percorsi dall’olio. La superficie di scambio termico deve essere però molto più ampia e quindi si utilizzano tubi sottili, numerosi, di materiali con coefficiente di scambio termico elevato ed alettati.

Manutenzione degli Scambiatori di Calore

La manutenzione è quella classica degli scambiatori e viene programmata in funzione dell’efficienza dello scambio termico, a propria volta strettamente correlata alla pulizia delle superfici di scambio. Si tratta quindi di monitorare le temperature di entrata e uscita dell’acqua e dell’olio secondo uno scadenziario adeguato. È una tipica attività di “automanutenzione”, ovvero di manutenzione svolta autonomamente dall’Esercizio.

Anche in questo caso la manutenzione preventiva consiste soprattutto nel monitoraggio della temperatura e nella pulizia periodica delle superfici alettate, molto soggette a sporcamento a causa del flusso di aria forzata. Una pulizia periodica con aria compressa è indispensabile.

Manutenzione Predittiva e Analisi dell'Olio

Interessantissime le possibilità di manutenzione predittiva (diagnostica precoce), attraverso l’analisi periodica dell’olio: esistono correlazioni precise tra i tipi di inquinanti, la relativa concentrazione, la progressione della medesima e il grado di affidabilità del sistema. Questa attività è di norma affidata a Specialisti esterni ed è normalmente utilizzata per tutti i tipi di olio (lubrificanti, isolanti nei trasformatori etc.). Il ricorso a Specialisti esterni è raccomandabile anche perché condizione necessaria che la diagnostica precoce sia attendibile è che i campioni di olio siano prelevati con modalità assolutamente rigide e ripetitive nonché in posizioni indicate e (meglio ancora) predisposte dal provider.

Manutenibilità del Serbatoio

La manutenibilità si persegue soprattutto in fase di progetto e viene perfezionata eventualmente come manutenzione migliorativa. Un serbatoio facilmente ispezionabile e pulibile grazie ai portelli di ispezione facilita la manutenzione.

Filtrazione dell'Olio Idraulico

La filtrazione è essenziale per eliminare le particelle solide che inquinano i fluidi idraulici. La loro provenienza può essere di varia natura:

  • Residui di lavorazioni meccaniche di montaggio e manutenzione dell’impianto.
  • Parti metalliche d’usura dei vari componenti mobili dell’impianto.
  • L’ossidazione dell’olio genera depositi e lacche che col tempo si stratificano sulle superfici interne di serbatoi, tubi e componenti trattenendo metalli e altri residui d’usura.
  • Le morchie non rimosse possono essere diluite dall’olio nuovo permettendo agli inquinanti precedentemente trattenuti di tornare in circolo.
  • Durante il funzionamento degli impianti il livello dell’olio sale e scende aspirando aria dall’esterno permettendo alle polveri presenti nella zona di lavoro di penetrare nel serbatoio e contaminare l’olio.

Flussaggio

Il flussaggio è un’operazione di pulizia meccanica che viene effettuata prima della messa in servizio di impianti oleodinamici nuovi e di grandi dimensioni, ha la funzione di rimuovere le parti solide risultanti dalle saldature, molature, sporcizia varia ecc., l’azione è prettamente meccanica e sfrutta la velocità dell’olio per creare un moto turbolento che, sfruttando il comportamento del fluido secondo il principio di Reynolds, permette il trascinamento delle parti solide fino a veicolarle nei filtri della macchina da flussaggio.

Se la filtrazione è un'operazione di pulizia meccanica dei fluidi oleodinamici che viene effettuata una tantum su macchinari già in esercizio attraverso un sistema esterno ma anche in maniera continuativa con la normale filtrazione all’interno degli impianti stessi, in che cosa consiste allora il flussaggio? Il suo scopo è di rimuovere gli scarti solidi risultanti da saldature e molature, come anche eventuali residui di sporcizia.

Una volta avviata la macchina di flussaggio, quest’ultima continuerà a funzionare fino a quando il contatore di particelle indicherà che la classe ISO 4406 è stata raggiunta.

Vantaggi del Flussaggio

Per cominciare, consentirà un corretto rodaggio dell’impianto, ma ne aumenterà pure le prestazioni, portandolo alla sua massima efficienza, garantendo al contempo una produzione costante e performante. Oggigiorno impianti oleodinamici estremamente complessi sono spesso gestiti elettronicamente, richiedendo quindi prestazioni esasperate che possono essere gestite solo da componenti con oli estremamente puliti ed eccellenti doti antiusura.

Nonostante questa operazione si basi, infatti, sul principio della turbolenza di un fluido, è facile notare come la maggior parte degli impianti presentino già velocità di transito addirittura superiori, pertanto, se questo principio bastasse, non ci sarebbe bisogno del flussaggio, in quanto gli inquinanti dovrebbero essere già stati trattenuti dai filtri presenti...

Filtrazione Continua e Tantumm

La filtrazione dei fluidi oleodinamici è un’operazione di pulizia meccanica che viene effettuata sia una tantum sia in continuo, nel primo caso si interviene su impianti che sono già in funzione facendo ricircolare l’olio attraverso un sistema esterno equipaggiato con filtri molto spinti e additivi di supporto, mentre nel secondo è la normale filtrazione presente a bordo degli impianti stessi.

Precauzioni per la Filtrazione

  • Accertarsi che le prese d’aria di compensazione del serbatoio siano protette da un filtro con grado di filtrazione di 10µ.
  • Controllare se il tappo di carico è forato o ha degli orifizi eventualmente chiuderli in modo che non vi sia altro accesso al serbatoio se non dai filtri.

Additivi per Olio Idraulico

Prima di sostituire l’olio vecchio, bisogna trattare il sistema oleodinamico con appositi additivi detergenti disperdenti al fine di eliminare gli inquinanti presenti nel circuito. La procedura è molto semplice, basta verificare sulla scheda tecnica dell’additivo prescelto le percentuali necessarie i tempi di permanenza nell’impianto, una volta versato nel serbatoio basta attendere il tempo necessario mentre l’impianto funziona normalmente, scaduto il tempo va sostituito l’olio e i filtri con altri nuovi.

Effettuato il lavaggio svuotare totalmente l’impianto, montare filtri nuovi e riempire come da istruzioni per l’impianto nuovo. Anche durante il riempimento consigliamo di additivare l’olio con additivi da ricarica che potranno migliorare le prestazioni dell’impianto e prolungare la durata del fluido idraulico.

Benefici degli Additivi

In linea generale i fluidi idraulici contengono quantità minime di additivi sia per tipologia sia per volume pertanto è consigliabile integrarli con appositi prodotti che, a fronte di una spesa modesta, possono offrire notevoli benefici specialmente a lungo termine in quanto hanno la capacità di:

  • Abbassare le temperature di funzionamento dell’impianto.
  • Mantenere perfettamente elastiche le tenute in gomma.
  • Prevenire i fenomeni di corrosione dei componenti.
  • Prevenire le perdite.
  • Prevenire il fenomeno “stick-slip”.
  • Tracciare le perdite.

Durata dell'Olio Idraulico

A parte casi specifici la maggior parte dei produttori consigliano di utilizzare l’olio idraulico minerale per circa 2000 ore che corrispondono ad un servizio di un turno di 8 ore per un anno (se la prescrizione è diversa regolatevi di conseguenza), considerare che la durata di un fluido idraulico dipende anche dalla proporzione tra portata delle pompe e volume del serbatoio (di solito 1:2.5/3), più il serbatoio in proporzione è piccolo, prima andrà sostituito il fluido.

Componenti Essenziali per la Manutenzione

La confezione può contenere:

  • Olio riduttori e trasmissione.
  • Filtro olio motore.
  • Filtro carburante.
  • Filtro carburante separatore acqua.

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