Nel dinamico mondo degli impianti oleodinamici, l’efficienza e l’affidabilità di ciascun componente, anche quello più piccolo, stanno assumendo un’importanza sempre maggiore. Mantenere i sistemi oleodinamici in condizioni ottimali è fondamentale per garantire il corretto funzionamento di veicoli e macchinari, soprattutto in ambienti impegnativi. Un elemento cruciale per assicurare l’efficienza del sistema è il serbatoio, contenente l’olio idraulico che permette la corretta trasmissione della potenza a tutto l’impianto. Il livello di pulizia del serbatoio dell’olio sta infatti diventando un fattore critico in quanto influisce significativamente sulle prestazioni e sulla longevità dei sistemi idraulici.

Perché la pulizia del serbatoio dell’olio è sempre più importante?

Gli impianti oleodinamici sono sistemi complessi che operano in condizioni molto diverse, rendendoli suscettibili alla contaminazione. Particelle, acqua e altri contaminanti possono infiltrarsi nel serbatoio dell’olio, causando potenziali danni a componenti fondamentali e costosi quali pompe, valvole e attuatori. Nel tempo, questi contaminanti possono causare eccessiva usura, riduzione dell’efficienza e costosi tempi di fermo. Per questi motivi, è fondamentale prevenire la contaminazione e mantenere un serbatoio pulito.

Il serbatoio deve essere pertanto ispezionato regolarmente da un tecnico specializzato per verificare se ci sono eventuali segni di contaminazione. Potrebbe infatti essere più conveniente includere un filtro aggiuntivo sulla linea di ritorno o eseguire una pulizia periodica invece di un costoso aggiornamento o di una modifica completa del sistema. Spesso inoltre è possibile eseguire un’attività di filtrazione off-line per migliorare la pulizia del serbatoio dell’olio senza svuotarlo.

Vantaggi della pulizia del serbatoio dell’olio

I principali vantaggi derivanti dalla pulizia del serbatoio dell’olio sono:

  • Miglioramento dell’efficienza del sistema: L’olio pulito è fondamentale per il funzionamento efficiente dei sistemi idraulici. I contaminanti possono causare attriti, con conseguenti perdita di energia e riduzione delle prestazioni. Mantenendo un elevato livello di pulizia nel serbatoio dell’olio, è possibile garantire un flusso ottimale del fluido e ridurre gli sprechi di energia, con conseguente miglioramento dell’efficienza complessiva del sistema.
  • Prolungamento della vita dei macchinari: La sostituzione o la riparazione di diversi componenti all’interno del sistema oleodinamico può essere costosa. Il regolare monitoraggio della pulizia del serbatoio può prevenire l’usura prematura e prolungare la vita dei componenti critici, riducendo i costi di manutenzione e migliorando il ritorno sull’investimento.
  • Riduzione dei tempi di inattività: I tempi di inattività non pianificati dovuti a guasti alle apparecchiature possono influire negativamente sull’operatività e sul rendimento dell’impianto oleodinamico. Rispettando i rigorosi standard di pulizia, gli utilizzatori finali possono prevenire in modo proattivo i guasti imprevisti e ridurre il rischio di costose interruzioni dell’attività.
  • Maggiore affidabilità del sistema: I sistemi idraulici sono ampiamente utilizzati in settori come l’edilizia, la produzione industriale e l’agricoltura, dove l’affidabilità è essenziale. Un serbatoio dell’olio pulito garantisce che i sistemi oleodinamici funzionino in modo costante e affidabile anche in ambienti difficili, migliorando così la produttività e la sicurezza.
  • Conformità agli standard industriali: Con l’aumento delle esigenze di precisione e qualità, gli standard industriali per i livelli di pulizia diventano sempre più stringenti. Il rispetto di questi standard non solo migliora l’efficienza dei sistemi idraulici, ma garantisce anche la conformità alle normative, con conseguente aumento di fiducia da parte dei clienti e un vantaggio competitivo sul mercato.

Componenti chiave per mantenere la pulizia

I principali componenti che possono contribuire a mantenere il livello desiderato di pulizia del serbatoio dell’olio sono:

  • Filtri sulla linea di ritorno, sommersi o semi-immersi, che garantiscono una maggiore efficienza del sistema.
  • La cartuccia filtrante, disponibile in diverse versioni, svolge un ruolo essenziale nella protezione del sistema e deve essere sostituita periodicamente per garantire un funzionamento efficiente del serbatoio.
  • Sfiati e filtri aria, che svolgono un ruolo fondamentale nel bilanciare la pressione all’interno del serbatoio in caso di variazioni del livello dell’olio derivanti dalle diverse richieste dell’impianto.

Contaminazione e sue cause

Le macchine e le automazioni moderne hanno impianti oleodinamici estremamente complessi che spesso sono gestiti dall’elettronica. Le prestazioni richieste sono esasperate e i componenti necessitano di oli estremamente puliti con eccellenti doti antiusura. A volte, per questioni di economia, si utilizzano oli con caratteristiche tecniche appena sufficienti non si eseguono trattamenti di mantenimento e si ritardano i cambi. Il fine della filtrazione è di eliminare le particelle solide che inquinano i fluidi idraulici, la loro provenienza può essere di varia natura che sommariamente possiamo comprendere in queste categorie:

  • 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.

Procedure di pulizia e manutenzione

Un processo di manutenzione e pulizia efficace di un impianto oleodinamico si basa su un approccio proattivo che deve includere controlli periodici, pulizie regolari e misure preventive.

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.

La normale procedura consiste nell’isolamento dei bocchi valvole e delle pompe creando appositi by-pass, successivamente viene collegato un sistema esterno che ha quattro funzioni:

  • Riscaldamento
  • Ricircolo
  • Filtraggio
  • Controllo della contaminazione

Poi si avvia la macchina di flussaggio che continua a funzionare finché il contatore di particelle non indica che la classe ISO 4406 desiderata è stata raggiunta, a quel punto si ripristina il circuito come in origine e si avvia l’impianto. Bisogna tenere presente che l’operazione è complessa, ha necessità di attrezzature particolari, servono tecnici specializzati e ha un costo importante.

Per quanto detto riteniamo il flussaggio non consigliabile né per impianti medi e piccoli né per impianti già in servizio.

Filtrazione dei fluidi oleodinamici

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.

Accertarsi che le prese d’aria di compensazione del serbatoio siano protette da un filtro con grado di filtrazione di 10µ, se non c’è saldare un attacco da 11/4 GAS M sul coperchio del serbatoio o mettere un passaparete sempre da 11/4, avvitare un filtro spin-on nuovo accertandosi che sia senza membrana di contenimento, se c’è toglierla altrimenti l’aria non passa. Accertarsi che tutta l’aria passi esclusivamente attraverso il filtro. Se l’impianto ha portate considerevoli potete montare più filtri fino ad ottenere un flusso di compensazione sufficiente.

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. I fluidi idraulici devono essere stoccati con sistemi di contenimento a norma di legge, ben chiusi nei contenitori originali, al riparo da umidità e contaminanti.

Sostituzione dell'olio

Prima di tutto va detto che è molto importante comprendere che 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.

Spesso apprendiamo che si attribuisce a i fluidi idraulici proprietà detergenti che in realtà non hanno in quanto generalmente non contengono tensioattivi.

Nel momento in cui si svuota l’impianto, anche lavando il serbatoio, tutte le parti non accessibili resteranno contaminate, una volta caricato il fluido nuovo parte di queste morchie verranno solubilizzate e torneranno inevitabilmente in circolo ed è questo il motivo per cui è necessario intervenire con un additivo detergente che deve essere aggiunto all’olio vecchio in prossimità del cambio.

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.

I detergenti consigliati che oltre ad essere eccellenti tensioattivi sono perfettamente tollerati da tutti i componenti inoltre hanno la prerogativa rimuove la sporcizia senza smontare niente e senza fermi macchina, alla fine di questo documento ci sono tutte le schede tecniche dei prodotti di ultima generazione.

Va tenuto in considerazione che tanto più l’impianto è inquinato maggiore sarà la probabilità che i filtri vengano intasati prima che il ciclo di detergenza sia terminato ed è per questo motivo che consigliamo di tenerli sempre a scorta e nel caso sostituirli anche più volte.

Nel caso si disponesse di un sistema di filtrazione esterno è buona norma metterlo in funzione in quanto aiuta a separare gli inquinanti senza sovraccaricare i filtri dell’impianto stesso.

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. Questi additivi possono essere utilizzati sia durante il cambio totale della massa d’olio sia nelle successive filtrazioni intermedie. Per le modalità di utilizzo dei prodotti seguire le indicazioni della scheda tecnica fornita dal produttore e le informazioni successive.

Additivi

Con le operazioni precedenti e gli additivi abbiamo creato le migliori condizioni possibili per una durata ottimale dell’olio e dei componenti. Non esistono operazioni o prodotti che singolarmente ottengono i risultati che si possono riscontrare con un sistema combinato. Se non intervengono cause esterne, il vostro impianto funzionerà al meglio per centinaia di ore.

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.

Monitoraggio della temperatura dell'olio

L’olio bollente nell’impianto idraulico delle vostre apparecchiature è una delle cause principali di scarso funzionamento, guasto dei componenti e tempi di fermo macchina. L’olio del sistema idraulico è stato progettato per funzionare entro un preciso intervallo di temperatura. Si può far funzionare a temperature più elevate per brevi periodi di tempo, ad intermittenza, senza effetti negativi.

“Olio bollente” è un termine relativo. Nella maggior parte dei casi, circa 49°C (120°F) al serbatoio è considerata una temperatura operativa ideale. Controllare sempre la temperatura dell’olio nel serbatoio, non su un componente o in nessuna delle tubazioni. Alcuni sistemi idraulici sono progettati per funzionare a circa 54°C (130°F) o più.

Metodi di controllo della temperatura

Esistono diversi modi per controllare la temperatura dell’olio. Il metodo migliore e più accurato è per mezzo di un termometro. Su alcune macchine, questo è montato sul serbatoio. Se la tua macchina non ha un termometro del serbatoio, usa il “test della mano”. Prima controlla il serbatoio con la punta del dito; se non è troppo caldo da toccare, posiziona il palmo sul serbatoio. Sarai in grado di tenerlo lì senza disagio se la temperatura dell’olio è di circa 55°C o inferiore.

Altre cause di surriscaldamento

Una valvola bloccata può causare calore eccessivo. Se una bobina non torna immediatamente nella posizione neutra, il flusso della pompa si scaricherà continuamente. Se una valvola limitatrice è impostata su un valore troppo basso, parte dell’olio verrà scaricato attraverso la valvola stessa ad ogni ciclo. Anche questo è fonte di eccessivo calore.

Il controllo periodico della temperatura dell’olio è una buona manutenzione preventiva. L’olio che è diventato troppo caldo apparirà più scuro e si sentirà più sottile dell'olio nuovo. Avrà anche odore di bruciato.

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. Sono normalmente a fascio tubiero e con flussi in controcorrente. Questo permette la regolazione di temperatura dell’olio variando la portata dell’acqua. 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.

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. E’ il classico “radiatore”. 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.

Serbatoi idraulici industriali

I serbatoi idraulici industriali sono contenitori progettati specificamente per immagazzinare fluidi idraulici utilizzati nei sistemi idraulici industriali. Questi serbatoi possono variare in dimensioni, forma e capacità a seconda delle esigenze specifiche dell’applicazione e delle dimensioni del sistema idraulico. Sono tipicamente realizzati in materiali resistenti come acciaio al carbonio, acciaio inossidabile o plastica rinforzata con fibre di vetro. I serbatoi idraulici sono parte integrante dei sistemi idraulici e contribuiscono al corretto funzionamento e alla sicurezza di questi ultimi.

Funzioni principali dei serbatoi idraulici

  • Compensazione delle variazioni di volume: uno dei compiti principali dei serbatoi idraulici è quello di compensare le variazioni di volume del fluido all’interno del sistema causate dalla temperatura o dalle variazioni di pressione. Queste variazioni possono influenzare notevolmente le prestazioni del sistema idraulico, causando danni ai componenti o malfunzionamenti.
  • Prevenzione della cavitazione: la cavitazione si verifica quando la pressione nel circuito scende fino a raggiungere la tensione di vapore del liquido e si manifesta con la formazione di piccole bolle, il cui collasso istantaneo genera microgetti ad altissima pressione che possono provocare danni gravi.
  • Dissipazione del calore: durante il funzionamento, i sistemi idraulici possono generare una notevole quantità di calore. Il surriscaldamento del fluido idraulico può compromettere le prestazioni del sistema e causare danni alle componenti.

Criteri di selezione dei serbatoi idraulici

  • Capacità: valuta attentamente la capacità di stoccaggio del serbatoio idraulico in base al flusso di fluido previsto e alla frequenza di utilizzo del sistema.
  • Materiale: scegli il materiale di costruzione del serbatoio idraulico in base alle condizioni ambientali e alle proprietà chimiche del fluido utilizzato nel sistema.
  • Dimensioni e forma: considera le dimensioni e la forma del serbatoio idraulico in relazione allo spazio disponibile nell’area di installazione e alle restrizioni di progettazione del sistema.
  • Accessori e caratteristiche aggiuntive: valuta se sono necessari accessori aggiuntivi come valvole di riempimento, valvole di scarico, indicatori di livello o sistemi di raffreddamento.
  • Normative e standard di sicurezza: assicurati che il serbatoio idraulico soddisfi le normative e gli standard di sicurezza pertinenti, inclusi quelli relativi alla pressione e alla resistenza strutturale.
  • Costi: considera il costo complessivo del serbatoio idraulico, compresi i costi di acquisto, installazione e manutenzione a lungo termine.

Monitoraggio delle condizioni dell'olio (Oil Condition Monitoring)

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.

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 nonchè in posizioni indicate e (meglio ancora) predisposte dal provider.

Conclusione

In conclusione, l’importanza dell’aumento del livello di pulizia nel serbatoio nel mercato oleodinamico è determinata dai vantaggi che ne derivano: dal miglioramento dell’efficienza del sistema e dal prolungamento della vita delle apparecchiature, alla riduzione dei tempi di fermo macchina e all’aumento dell’affidabilità.

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