Quale olio idraulico utilizzare in una centralina idraulica?

Cos'è l'olio idraulico e perché è importante scegliere quello giusto

L'olio idraulico è un fluido minerale o sintetico che trasmette potenza, lubrifica i componenti interni e dissipa il calore all'interno di un sistema idraulico. Nell'a centralina idraulica , non è un mezzo passivo: è la sostanza di lavoro che determina l'efficienza con cui viene generata la forza, la durata delle guarnizioni e delle pompe e l'affidabilità delle prestazioni dell'intero sistema sotto carico.

La risposta breve alla domanda "quale olio idraulico dovrei usare" dipende da tre fattori: il grado di viscosità richiesto dalla pompa, l'intervallo di temperatura operativa della vostra applicazione e la compatibilità del pacchetto di additivi con le guarnizioni e i metalli. Se li eseguite correttamente, la centralina idraulica funzionerà in modo pulito per migliaia di ore. Se sbagli, ti ritroverai ad affrontare cavitazione, rigonfiamento delle guarnizioni e guasti prematuri alla pompa.

I principali tipi di olio idraulico e cosa contengono

La maggior parte degli oli idraulici rientra in una delle quattro categorie. Ciascuno ha una composizione specifica progettata per diverse condizioni operative.

Olio idraulico a base minerale (HL, HM, HV)

Raffinati dal petrolio greggio, questi sono i fluidi più comuni utilizzati nelle centraline idrauliche standard. I gradi ISO HL (inibitori di ruggine e ossidazione), HM (additivi antiusura aggiunti) e HV (alto indice di viscosità per un ampio intervallo di temperature) coprono la maggior parte delle applicazioni industriali e mobili. HM46 e HM68 sono tra i gradi più ampiamente richiesti a livello globale.

Olio idraulico sintetico (a base HFDU, PAO)

I fluidi sintetici a base di polialfaolefine (PAO) e esteri offrono in genere un intervallo di temperature di esercizio più ampio Da −40°C a 120°C , rispetto all'intervallo pratico dell'olio minerale compreso tra circa −20 °C e 90 °C. Sono utilizzati nelle unità di potenza idrauliche che operano in condizioni di freddo estremo (apparecchiature esterne nei climi nordici) o in applicazioni continue ad alto ciclo in cui il degrado termico è un problema.

Fluidi idraulici resistenti al fuoco (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Utilizzato nelle fonderie, nelle operazioni di pressofusione e nelle miniere sotterranee dove le perdite vicino a fonti di accensione creano rischio di incendio. I fluidi acqua-glicole (HFC) sono comuni e generalmente funzionano a Contenuto d'acqua 35–50%. , che riduce il potere lubrificante, pertanto i valori nominali di pressione della pompa devono essere ridotti di conseguenza.

Olio idraulico biodegradabile (HETG, HEPG, HEES)

I fluidi a base di olio vegetale (HETG) e esteri sintetici (HEES) sono necessari in aree sensibili dal punto di vista ambientale: macchine forestali, attrezzature di coperta marine, agricoltura vicino a corsi d'acqua. I fluidi HEES generalmente offrono una migliore stabilità all'ossidazione rispetto agli HETG e sono più compatibili con i materiali di tenuta standard.

Spiegazione dei gradi di viscosità: cosa significano i numeri

I numeri ISO VG (Viscosity Grade) rappresentano la viscosità cinematica del fluido in centistoke (cSt) a 40°C. I gradi più comuni utilizzati nelle centraline idrauliche sono elencati di seguito:

VG 46 è la scelta predefinita per la maggior parte delle centraline idrauliche funzionamento tra 20°C e 50°C di temperatura ambiente. Se il sistema funziona costantemente a temperature più basse, scendere a VG 32. Se funziona a temperature più elevate o a una pressione sostenuta più elevata (superiore a 250 bar), passare a VG 68.

Proprietà chiave che determinano le prestazioni dell'olio in un'unità di potenza idraulica

Il grado di viscosità è il punto di partenza, ma molte altre proprietà influenzano direttamente il comportamento dell'olio all'interno della pompa, del blocco valvole e degli attuatori di un'unità di potenza idraulica.

• Indice di viscosità (VI): Misura la variazione della viscosità con la temperatura. Un VI più alto significa prestazioni più stabili durante gli sbalzi di temperatura. Gli oli minerali standard HM si aggirano intorno al VI 95–105. Gli oli HV e i sintetici raggiungono il VI 150 .
• Additivi antiusura (AW): Il dialchilditiofosfato di zinco (ZDDP) è il più comune. Forma una pellicola sacrificale sulle palette della pompa, sui denti degli ingranaggi e sui pistoni. Indispensabile per pompe a palette e ad ingranaggi che operano oltre i 100 bar.
• Stabilità all'ossidazione: L'olio idraulico si degrada attraverso l'ossidazione, formando morchie e acidi. Gli oli HM di qualità hanno una durata di ossidazione di 2.000–4.000 ore in cicli di lavoro standard. I sintetici estendono questo valore a 8.000 ore.
• Demulsività: La capacità dell'olio di separarsi dalla contaminazione dell'acqua. Una scarsa demulsività porta all'emulsificazione, che distrugge il film d'olio e accelera la corrosione all'interno del serbatoio della centralina idraulica.
• Rilascio d'aria e resistenza alla schiuma: L'aria intrappolata provoca cavitazione. L'olio idraulico dovrebbe rilasciare rapidamente l'aria disciolta: un buon valore di prova è inferiore a 5 minuti di rilascio dell'aria a 50°C secondo ISO 9120.

Come abbinare l'olio idraulico al tipo di pompa della centralina idraulica

Differenti modelli di pompe pongono esigenze diverse al fluido idraulico. L'utilizzo del tipo di olio sbagliato per la pompa può causare tassi di usura molto superiori alle aspettative di progettazione.

Pompe a ingranaggi

Le pompe a ingranaggi tollerano un'ampia gamma di oli idraulici. HM46 è la raccomandazione standard. Possono gestire livelli di contaminazione leggermente più elevati rispetto alle pompe a palette o a pistone, ma è comunque consigliabile una pulizia conforme a ISO 4406 classe 18/16/13 o migliore.

Pompe a palette

Le pompe a palette sono le più sensibili alla qualità dell'olio. Richiedono buona protezione antiusura perché le punte delle palette scorrono contro l'anello della camma sotto l'azione della molla e della forza centrifuga. Alcuni produttori di pompe a palette (Vickers/Eaton, ad esempio) specificano i fluidi che soddisfano il proprio test antiusura (il test Vickers 35VQ25) anziché solo la classificazione ISO.

Pompe a pistoni assiali

Le pompe a pistoni assiali ad alta pressione (funzionanti a 250–450 bar) nelle centraline idrauliche utilizzate per presse, stampaggio a iniezione e gru mobili richiedono eccellenti proprietà lubrificanti e pulite. Obiettivo Codice di pulizia ISO 4406 di 16/14/11 o meglio. HV46 o HV68 sono comunemente specificati per gestire le variazioni di temperatura nelle applicazioni mobili.

Contaminazione: la vera causa della maggior parte dei guasti dell'olio idraulico

Gli studi condotti dai principali produttori di componenti idraulici lo dimostrano costantemente oltre il 70% dei guasti al sistema idraulico sono causati dalla contaminazione del fluido piuttosto che dalla sola degradazione dell'olio. La contaminazione si presenta in tre forme:

• Contaminazione da particelle: Particelle metalliche soggette a usura, sabbia di colata, spruzzi di saldatura e sporco ingeriti attraverso gli sfiati o le guarnizioni dello stelo del cilindro. Controllato dalla linea di ritorno e dalla filtrazione offline, mirato a filtri assoluti da 10 micron o più fini.
• Contaminazione dell'acqua: Condensa in serbatoi con ampi cicli termici o ingresso esterno. Un contenuto di acqua superiore allo 0,1% inizia a ridurre la capacità di carico dell'olio e favorisce la crescita batterica nei fluidi biodegradabili. Monitorare con titolazione Karl Fischer.
• Contaminazione chimica: La miscelazione di fluidi idraulici incompatibili, ad esempio l'aggiunta di olio privo di zinco (senza ceneri) a un sistema contenente olio AW a base di zinco, può causare precipitazioni di additivi e intasamento del filtro nel giro di poche ore.

Quando si cambia il tipo o la marca dell'olio in un'unità di potenza idraulica esistente, lavare sempre il sistema con un olio minerale a bassa viscosità e scaricarlo completamente prima di riempirlo. La pulizia del serbatoio tra i cambi d'olio non è facoltativa: rimuove immediatamente i fanghi che contaminano l'olio fresco.

Intervalli di cambio olio e monitoraggio delle condizioni

Il cambio dell'olio idraulico secondo un programma orario fisso, indipendentemente dalle condizioni effettive, comporta uno spreco di olio e il rischio di estendere eccessivamente il fluido degradato o di scartare olio utilizzabile. La gestione dell’olio basata sulle condizioni è un approccio migliore per le centraline idrauliche in uso industriale continuo.

Come riferimento, gli intervalli tipici di cambio dell'olio per l'olio minerale HM in una centralina idraulica ben mantenuta sono:

• Ambiente controllato e leggero: 2.000–4.000 ore
• Ciclo di lavoro medio e temperatura moderata: 1.000–2.000 ore
• Utilizzo intenso, temperatura elevata o esposizione alla contaminazione: 500-1.000 ore

Gli indicatori delle condizioni da testare durante il campionamento dell'olio programmato includono: viscosità a 40°C (una deviazione di ±10% rispetto all'olio nuovo fa scattare la revisione), numero di acidità (TAN superiore a 2,0 mg KOH/g per l'olio minerale indica ossidazione), contenuto di acqua (superiore allo 0,1% richiede un'azione immediata) e conteggio delle particelle secondo ISO 4406.

Guida pratica alla scelta: quale olio idraulico utilizzare

Se il manuale del produttore della centralina idraulica specifica il tipo di olio e la viscosità, seguilo esattamente. Tali specifiche tengono conto degli spazi liberi della pompa, dei materiali delle guarnizioni e della pressione del sistema. Quando il manuale non è disponibile o fornisce solo un'ampia gamma di argomenti, utilizzare questo percorso decisionale:

1. Identificare il tipo di pompa (ingranaggio, palette, pistone) e la sua massima pressione operativa.
2. Determinare l'intervallo di temperatura operativa normale nel serbatoio.
3. Se la temperatura ambiente è stabile e moderata (15°C–45°C): utilizzare HM46 per pompe a ingranaggi e a palette, HM68 per pompe a pistoni ad alta pressione.
4. Se la temperatura ambiente oscilla notevolmente o l'unità è mobile: utilizzarla HV46 per il suo indice di viscosità più elevato.
5. Se l'applicazione è vicino all'acqua o ad aree ecologicamente sensibili: utilizzare il fluido biodegradabile a base di esteri sintetici HEES nel corretto grado di viscosità.
6. Se è presente rischio di incendio: consultare il produttore della pompa per i tipi di fluidi resistenti al fuoco approvati e applicare il relativo declassamento della pressione.

Non mescolare mai marche o tipi di olio idraulico senza confermare la compatibilità degli additivi con entrambi i produttori. Anche due oli HM46 di fornitori diversi possono contenere additivi chimici incompatibili.