In un impianto oleodinamico, l’energia meccanica viene inizialmente convertita in energia idraulica. Questa poi viene trasferita, controllata o regolata e inviata ad uno o più utilizzatori che la riconvertono in energia meccanica. Affinché l’intero processo appena descritto funzioni, un impianto oleodinamico è caratterizzato da diversi parti che si occupano ciascuna di una particolare funzione: componenti come serbatoi, filtri, scambiatori di calore, dispositivi di misura e controllo, permettono il trattamento del fluido idraulico.
Funzioni e proprietà dell'olio idraulico
L’olio idraulico è il mezzo di trasporto dell’energia in un impianto oleodinamico. Oltre la funzione primaria di trasporto dell’energia meccanica, il fluido idraulico ha anche la proprietà di proteggere, lubrificare e raffreddare i componenti con i quali viene in contatto. Caratteristica fondamentale degli oli idraulici è la viscosità che indica la capacità di scorrimento del lubrificante su una determinata superficie. In particolare, essi si caratterizzano per la stabilità anche ad alte temperature che previene la formazione di depositi. L’adeguato utilizzo di additivi consente di avere proprietà anti-corrosive con prestazioni antischiuma.
I fluidi che possono essere impiegati in oleodinamica sono acqua, oli minerali, emulsioni acqua-olio. L’acqua favorisce la corrosione e non ha potere lubrificante, quindi il suo uso è limitato a quando sono presenti rischi di infiammabilità o inquinamento per l’ambiente. Generalmente si utilizzano oli minerali.
Viscosità e Indice di Viscosità
Viscosità e indice di viscosità: entrambe sono proprietà chimico-fisiche da tenere sotto controllo nel fluido idraulico, ma i due termini non sono equivalenti, vediamo le differenze. Le caratteristiche di viscosità dell'olio idraulico possono mutare al variare di temperatura e pressione.
Contaminazione dell'olio idraulico
Un filtro intasato, il grippaggio di un ingranaggio, la cavitazione di una pompa o l’usura di un cuscinetto sono alcune criticità note a chiunque abbia avuto a che fare con la manutenzione, la messa in servizio o il fermo macchina di un qualsiasi impianto azionato idraulicamente. Per evitare abrasioni e grippaggi, il fluido idraulico deve compiere un’azione lubrificante nei componenti, in quanto i giochi fra le parti mobili in oleodinamica sono anche di pochi μm. Le particelle presenti nell’ambiente circostante all’impianto oleodinamico penetrano, inevitabilmente, nel sistema attraverso guarnizioni dei cilindri, tenute degli alberi e bocchettoni dei serbatoi. La presenza nell’olio di elementi estranei, potenzialmente nocivi per l’impianto, si chiama contaminazione.
È inoltre frequente che entrino nell’impianto residui di lavorazione durante il montaggio, l’installazione e il commissioning, contaminando pericolosamente l’intero sistema. Gli impianti risentono, poi, della contaminazione liquida spesso originata da sbalzi termici che determinano variazioni percentuali della saturazione dell’acqua nell’olio. A tal proposito occorre evidenziare che, la contaminazione del fluido viene comunemente suddivisa in tre tipologie: liquida (acqua e olii incompatibili tra loro), gassosa (aria) e solida (metallica). Quest’ultimo caso fa sì che serva il flussaggio: la rimozione di particelle mediante flussi turbolenti.
Monitoraggio e controllo del fluido
Per "Fluid Monitoring System" si intende quell’insieme di procedure volte al monitoraggio costante e continuo dello stato di usura e contaminazione del fluido. Come anticipato, per consentire un perfetto condition monitoring dello stato dei fluidi idraulici e di lubrificazione, gli impianti più evoluti sono dotati di sistemi di controllo del fluido con sensori di manutenzione predittiva e logiche di misura e controllo, che informano sulla natura e sui livelli di contaminazione. Se correttamente predisposti, saranno poi i sensori e le logiche di controllo ad inviare l'alert di soglia target raggiunto per consentire il corretto intervento. Il contenimento del livello di contaminazione accettabile per un sistema oleodinamico è demandato alla filtrazione. La predisposizione di sistemi di filtrazione (filtri) e dei relativi strumenti di controllo (sensori) e l’approccio alla manutenzione predittiva è alla base del corretto trattamento del fluido.
Ossidazione e stress termico
L’ossidazione è la causa principale della degradazione dell’olio e dovrebbe essere gestita in base alla fase del processo in cui si trova. Sia l’ossidazione che lo stress termico possono essere causati o peggiorati dalla pressione del sistema. La pressione aumenta la viscosità dell’olio, il che aumenta l’attrito, che aumenta la generazione di calore. In definitiva, il modo migliore per determinare la causa di un cambiamento di colore nell’olio idraulico è far analizzare l’olio. Essere proattivi nella lubrificazione è un modo eccellente per combattere i problemi di ossidazione. Con le giuste pratiche di analisi predittive e le attrezzature di controllo della contaminazione, si può aumentare notevolmente la durata di servizio dei lubrificanti e delle macchine.
Il cambiamento di colore dell’olio idraulico è un motivo di preoccupazione ma non necessariamente una causa per la sostituzione dell’olio. In alternativa, solo perché un olio non ha cambiato colore non significa che soddisfi ancora i parametri richiesti per lubrificare correttamente. Lo stress termico si verifica quando un olio viene riscaldato significativamente, al punto che perde alcune delle sue qualità protettive. Lo stress termico si verifica tipicamente nei “punti caldi” all’interno di una macchina: aree localizzate dove l’olio viene riscaldato. L’olio viaggia attraverso questi punti caldi e poi si raffredda una volta raggiunto il serbatoio, rendendo il problema difficile da individuare senza la termografia.
Esempi di oli idraulici
- TotalEnergies Dynatrans ACX 30: lubrificante avanzato per trasmissioni powershift, sistemi idraulici, assali e riduttori finali.
- TotalEnergies DROSERA XMS 68 I e 32 I: olio multifunzionale, senza zinco, per macchine utensili.
- TotalEnergies AZOLLA NET HC: elevato potere detergente e disperdente.
- TotalEnergies Azolla ZS: formulati per tutti i tipi di sistemi idraulici.
- TotalEnergies Azolla HZS: oli idraulici antiusura ad elevate prestazioni.
- TotalEnergies Biohydran TMP 32: olio idraulico biodegradabile con specifica ECOLABEL.
- TotalEnergies Azolla VTR 32: olio idraulico per trasmissioni idrodinamiche.
- TotalEnergies Equivis D 46: olio idraulico con additivo detergente-disperdente con indice di viscosità molto elevato.
- Mobil Nuto H: progettati per applicazioni industriali e su macchinari mobili dove siano richiesti lubrificanti antiusura.
- Mobil DTE Serie 20: oli idraulici antiusura di prestazioni superiori formulati per soddisfare un’ampia gamma di applicazioni idrauliche.
- Mobil Univis HVI: olio idraulico ad altissimo indice di viscosità.
- IP Hydrus Oil HI: oli idraulici di altissima qualità sviluppati per essere impiegati nei sistemi idraulici.
- Q8 HAYDN: olio minerale paraffinico con elevate prestazioni antiusura utilizzato nelle apparecchiature e nei sistemi idraulici.
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