L'olio idraulico è un liquido denso e viscoso, utilizzato come lubrificante, fluido di raffreddamento e agente di trasmissione in vari sistemi meccanici. Si distingue dagli altri oli per la sua resistenza a temperature estreme, pressioni elevate e ambienti corrosivi. È anche usato nella frenatura idraulica e nella trasmissione del movimento rotatorio o lineare in molti tipi di macchine. L'olio idraulico può essere prodotto da base minerale o sintetica.
In generale, l'olio idraulico serve a ridurre gli attriti tra le parti in movimento della macchina allo scopo di assicurarne il corretto funzionamento della stessa. Inoltre, aumentando la viscosità del fluido, riduce la velocità di usura ed evita la corrosione delle parti metalliche. Da considerare anche che l'olio idraulico consente alla macchina di reagire rapidamente alle variazioni nella velocità e nella potenza richieste dall'utente.
Le Conseguenze della Contaminazione Solida dell’Olio Idraulico
Ma è possibile evitare la contaminazione di particelle solide? E come si verifica? 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:
- Effetto sabbiatura: quando le particelle sottili presenti negli oli che scorrono rapidamente si posano sulle superfici o sui bordi di controllo provocando la rottura di altri componenti.
- Abrasione: quando le particelle dure tra parti mobili danneggiano la superficie con conseguente perdita di materiale.
- 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.
- 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?
Per evitare queste problematiche, è fondamentale adottare alcune precauzioni, tra cui:
- Filtrazione accurata dell’olio nuovo prima del riempimento nel sistema, giacché l’olio nuovo spesso non soddisfa la purezza dell’olio richiesta.
Caratteristiche e Funzioni dell'Olio Idraulico
Negli impianti oleodinamici, in linea teorica, si potrebbe utilizzare un tipo qualsiasi di fluido, in quanto tutti seguono la legge di Pascal.
Viscosità
La viscosità dei fluidi idraulici è la misura della resistenza allo scorrimento, ossia della resistenza opposta dalle particelle di fluido al reciproco scorrimento. La viscosità del fluido si deve trovare all’interno di un range di buon funzionamento. Infatti una viscosità troppo alta comporta elevate perdite di carico e un conseguente eccessivo riscaldamento. La viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura, quindi durante il funzionamento dell’impianto occorre garantire che l’olio abbia la propria temperatura all’interno di un certo range. Questa dipendenza può essere caratterizzata dall’indice di viscosità, che dipende esclusivamente dal tipo di greggio di origine, dai metodi di raffinazione e dalla presenza di additivi. Tanto maggiore è l’indice di viscosità, tanto minore è la dipendenza della viscosità dalla temperatura.
Potere Lubrificante e Protezione dall’Usura
Il fluido utilizzato deve essere in grado di bagnare tutte le parti mobili con una pellicola lubrificante continua. La conseguenza della rottura di questa pellicola, causata da alte pressioni, insufficienza di alimentazione, scarsa viscosità e altro ancora, è il grippaggio e per questo, si consideri che il gioco di accoppiamento tra cursore e alloggiamento di un distributore può essere di soli 8-10 micron. Inoltre, proteggere:
- Da corrosione che nasce da lunghi periodi di fermata dell’impianto e dall’impiego di fluidi non idonei.
Compatibilità con i Materiali
Il fluido deve essere compatibile con tutti i materiali che costituiscono l’impianto, comprese guarnizioni, cuscinetti e vernici.
Resistenza alle Sollecitazioni Termiche
Durante il funzionamento dell’impianto oleodinamico, il fluido si riscalda, mentre nei periodi di ferma subisce un raffreddamento. Il ripetersi di questo ciclo termico ha conseguenze negative per la vita utile del fluido, per questo motivo in molti impianti oleodinamici si mantiene costante la temperatura del fluido per mezzo di scambiatori di calore.
Bassa Comprimibilità
La comprimibilità di un fluido è la variazione di volume per effetto della pressione. Se l’olio è esente da bolle d’aria al suo interno, il suo volume, a seguito di un aumento della pressione di 100 bar, subisce una riduzione dello 0.7%. Fino a 150 bar la comprimibilità può essere trascurata, mentre per valori superiori, soprattutto in presenza di grosse portate, essa può compromettere la funzionalità del sistema.
Dilatazione Termica
Se alla pressione atmosferica l’olio viene riscaldato aumenta il suo volume, per cui in impianti in cui il volume dell’olio è molto elevato, bisogna tenere conto della temperatura di esercizio. L’acqua imprigionata nell’olio ne riduce le proprietà lubrificanti e favorisce l’arrugginirsi dei componenti, inoltre il contatto dell’olio con l’ossigeno presente nell’aria favorisce un aumento dell’ossidazione.
Potere Anti-Schiuma
Le bollicine d’aria risalenti sulla superficie dell’olio possono formare schiuma nel serbatoio. Questo inconveniente può essere ridotto con una appropriata disposizione delle tubazioni di ritorno e con l’installazione di setti separatori all’interno del serbatoio, per calmare il movimento dell’olio di ritorno.
Potere Antiossidante
Il potere antiossidante degli oli minerali è ottenuto grazie ad additivi chimici, i quali creano sulle superfici metalliche una pellicola idrofuga che è in grado di neutralizzare i prodotti corrosivi di dissociazione dovuto all’invecchiamento dell’olio.
Filtrabilità
Durante l’esercizio il fluido viene continuamente filtrato sulla mandata o sul ritorno, o in entrambe le zone, al fine di asportarne gli elementi inquinanti generati per abrasione. In base al tipo di fluido ed alla sua viscosità, si scelgono le dimensioni del filtro e il materiale della cartuccia filtrante. A parità di altre condizioni, l’aumento della viscosità determina una maggiore caduta di pressione o ∆p attraverso il filtro e quindi richiede un filtro di maggiori dimensioni.
Resistenza all’Accensione e Incombustibilità
Gli impianti oleodinamici vengono impiegati anche su linee per la lavorazione a caldo o ad incandescenza, in stabilimenti dove si opera con fiamme libere o comunque a temperature molto elevate. Al fine di prevenire i pericoli derivanti da possibili rotture di tubazione e conseguente perdita di fluido, in queste condizioni, si ricorre a fluidi speciali ad alto punto di accensione, di difficile infiammabilità. Si definisce punto di fiamma del fluido (fire point) la temperatura alla quale il fluido si incendia a contatto con una fiamma libera.
Tossicità
Il contatto prolungato con alcuni fluidi sintetici e talvolta anche con oli minerali, può provocare irritazioni e malattie della pelle. I vapori dei fluidi sintetici, in particolare dei tipi clorurati, sono notevolmente tossici e quindi occorre evitare che l’operatore possa aspirarli. D’altra parte, la presenza di tali vapori in concentrazioni pericolose è molto poco probabile e può verificarsi solo se accidentalmente il fluido viene a contatto con superfici molto calde o con fiamme. In questo caso, il fluido si decompone sviluppando una notevole quantità di fumo denso e biancastro.
Tipi di Fluidi Idraulici
Esistono diverse tipologie di fluidi idraulici, tra cui:
- Liquidi a base acquosa: Data la loro composizione possono essere usati solo quando la temperatura dell’impianto rimane compresa nell’intervallo +10 e +60 °C. Occorre inoltre tenere sotto controllo l’installazione per reintegrare le perdite d’acqua dovute ad evaporazione.
- Emulsioni olio-in-acqua: Contengono dal 5% al 12% di olio. Presentano una viscosità piuttosto stabile nei confronti della temperatura e crescente con la percentuale di olio. La presenza dell’olio migliora le proprietà lubrificanti.
- Emulsioni acqua-in-olio: Contengono dal 40% al 60% di olio e hanno un potere lubrificante molto migliore delle precedenti. Al contrario di queste hanno una viscosità che cala al crescere della percentuale di olio. La costanza della viscosità rispetto alla temperatura è migliore di quella dell’olio.
- Soluzioni acque-glicole: L’acqua è presente nella misura del 35-60%, la viscosità cala all’aumentare della presenza di acqua ed è abbastanza stabile rispetto alla temperatura, mentre il potere lubrificante è paragonabile a quello dell’olio.
- Esteri fosforici: Presentano un elevatissimo punto di fiamma, hanno un buon potere lubrificante, purtroppo hanno scarsa stabilità termica e la loro viscosità varia sensibilmente con la temperatura. La protezione anticorrosione è discreta e viene migliorata con appositi additivi.
- Siliconi: Sono composti chimici a molecole lunghe, costituite da silicio, ossigeno e radicali liberi. Hanno notevole stabilità della viscosità, ottima stabilità chimica al freddo e all’ossidazione e non presentano azioni aggressive.
Olio Idraulico 46 e 68: Qual è la Differenza?
L'olio idraulico è un fluido usato nei sistemi idraulici per trasferire energia. Ci sono due principali tipi di olio idraulico: olio idraulico 46 e 68. L'olio idraulico 46 è più adatto per le temperature più basse, mentre l'olio idraulico 68 è meglio adatto per le temperature più elevate. Olio idraulico 46 è anche noto come olio AW o AW-46 e viene utilizzato in applicazioni come impianti di raffreddamento, impianti di lubrificazione e compressori a vite.
L'olio AW-46 offre una protezione migliore contro la corrosione rispetto a molti altri oli e può essere utilizzato in applicazioni a bassa velocità. Olio idraulico 68 viene anche chiamato olio AW o AW-68 ed è stato progettato per applicazioni ad alte velocità e temperature. L'AW-68 offre una buona resistenza agli urti termici ed è generalmente usato in sistemi di trasmissione o trasmissione ad alta pressione. In conclusione, la principale differenza tra l'olio idraulico 46 e 68 sta nella viscosità del fluido, con l'olio AW-46 adatto per temperature più basse e l'olio AW-68 adatto per temperature più elevate.
Durata dell'Olio Idraulico
La durata dell'olio idraulico dipende da diversi fattori, inclusa la qualità del prodotto, le condizioni ambientali e l'applicazione. In generale, l'olio idraulico può durare da 12 a 24 mesi prima che sia necessario cambiarlo. Un olio di qualità superiore potrebbe durare fino a 36 mesi, mentre un olio di qualità inferiore potrebbe richiedere un cambio più frequente. La corretta manutenzione del sistema può anche prolungare la vita dell'olio idraulico. Ad esempio, filtrare regolarmente l'olio e mantenere i livelli corretti aiuterà a prolungare la sua durata.
Inoltre, controllando periodicamente il colore e l'odore dell'olio si può determinare se è giunto il momento di cambiarlo o meno. Se l'olio diventa troppo scuro o ha un odore dolciastro, ciò indica che è stato danneggiato e che dovrebbe essere sostituito. Se non si prendono misure preventive, l'olio idraulico può deteriorarsi più rapidamente ed essere meno efficace nel trasferimento di energia o forza necessaria per il funzionamento corretto del sistema.
Olio Idraulico per Spaccalegna
Per la spaccalegna è consigliabile utilizzare un olio idraulico resistente all'acqua. Si tratta di una miscela di minerali e sostanze chimiche che offre un eccellente livello di protezione contro l'usura, la corrosione e le temperature elevate. I lubrificanti idraulici sono progettati per lavorare a pressioni elevate, quindi sono ideali per macchine come la spaccalegna. Inoltre, alcune formulazioni possono contenere additivi speciali che migliorano la resistenza all'acqua ed estendono la durata dell'olio.
Prima di scegliere un olio idraulico, assicurarsi che sia adatto per la spaccalegna specifica; diversi modelli potrebbero richiedere un olio diverso. Inoltre, è importante scegliere il giusto viscosità dell'olio in base alla temperatura esterna in cui verrà usato; più bassa è la temperatura esterna, più alta deve essere la viscosità dell'olio. Un'altra cosa importante da considerare è il tipo di filtro necessario per l'olio.
Differenze tra Olio Idraulico e Olio per Ingranaggi/Cambi
L’olio idraulico e l’olio per ingranaggi/cambi sono due diversi fluidi che rientrano nella categoria dei lubrificanti. La formulazione di questi oli lubrificanti varia in modo significativo in base alle loro applicazioni nelle attrezzature. Per ottenere elevate prestazioni e durata della macchina, sono necessarie formulazioni di olio ottimali per adattarsi alle applicazioni.
Olio per Ingranaggi
La funzione principale dell’olio per ingranaggi è di proteggere il dente degli ingranaggi che lavorano ad alta pressione e ad alte velocità. Gli oli per ingranaggi, disponibili in diverse gradazioni e viscosità (ISO VG), vengono utilizzati per lubrificare i punti di contatto degli ingranaggi con i movimenti di scorrimento e di rotazione utilizzati in attrezzature industriali, automobili e altri macchinari. L’olio presenta proprietà anti-attrito, allo stesso tempo raffredda e rimuove il calore che si origina con l’attrito tra le parti.
Gli ingranaggi cilindrici a bassa sollecitazione richiedono solo oli che proteggano dalla ruggine e dall’ossidazione, mentre quelli sottoposti a carichi pesanti necessitano di alti livelli di additivi EP (estreme pressioni). Gli oli che presentano una maggiore viscosità proteggono meglio gli ingranaggi in quanto creano un “film lubrificante” più resistente: tali oli contengono lo zolfo uno dei principali additivi per aumentare la resistenza al carico. Gli oli che contengono additivi EP (estrema pressione) hanno composti di fosforo o zolfo e sono corrosivi per boccole e sincronizzatori in metallo giallo.
Gli oli per ingranaggi e differenziali sono classificati in diversi gruppi secondo le classificazioni GL.
Olio Idraulico
L’olio idraulico è un lubrificante che trasferisce la potenza attraverso attuatori idraulici azionati appunto dall’olio in pressione grazie alla pompa idraulica e alle servovalvole: esempi di attuatori possono essere bracci di escavatori, freni idraulici, sistemi di servosterzo, ascensore, ecc. Gli elementi chiave delle prestazioni negli oli idraulici di qualità sono la loro resistenza all’ossidazione sotto pressione e alle alte temperature di esercizio.
Valore del pH negli Oli
Sia gli oli minerali che gli oli sintetici, posseggono, tranne in alcune rare eccezioni, un valore del pH pari a 7 e sono quindi di tipo neutro. Tuttavia la presenza di alcuni additivi quali quelli contro l’usura e la corrosione, provocano già una variazione del valore del pH dell’olio nuovo. Se si tratta del primo utilizzo dell’olio, il valore del pH cala costantemente. La causa di tutto ciò è il costante invecchiamento dell’olio.
Infatti, se l’olio è in uso da lungo tempo, la temperatura di esercizio è più alta e maggiore è la presenza di impurità, per cui il processo di acidificazione provocato dall’ossidazione è più rapido. Le temperature elevate (> 80°C) per un periodo di tempo prolungato, i picchi di temperatura e la presenza di acqua determinano in questi fluidi l’idrolisi, in seguito alla quale le molecole vengono scisse nei loro componenti originali, la percentuale di alcol e acidi (per es. esteri fosforici (fluido HFD) nei circuiti di controllo delle turbine).
Gli acidi aggressivi che si formano dalla combustione del carburante possono giungere nell’olio motore attraverso i gas di ricircolo e provocare entro pochissimo tempo una forte acidificazione. Corrosione dovuta agli acidi liberi su tutte le superfici impregnate di olio (per es. ridotta durata dei materiali in caucciù e gomma (per es. utilizzo accresciuto di additivi (per es.
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