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Minimizando Downtime com filtração eficaz.

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A contaminação é a causa de até 90% de todas as falhas do sistema hidráulico. Se os sistemas forem mantidos no nível de limpeza desejado e a temperatura do óleo for controlada, o tempo de inatividade poderá ser reduzido ao mínimo. A temperatura ideal do fluido para um sistema hidráulico industrial é de aproximadamente 50°C (~120°F). Se a temperatura atingir 60°C (~140° F), o óleo já começa a degradar. A vida útil do óleo hidráulico será reduzida pela metade para cada aumento de temperatura de 10°C acima de 60°C. Os sistemas hidráulicos Mobil geralmente são projetados para operar em temperaturas mais altas devido ao tamanho menor do reservatório, o que limita a quantidade de calor que pode ser dissipada na atmosfera através das paredes do tanque. Um óleo de viscosidade mais alta é frequentemente usado em sistemas Mobil para operar em temperaturas mais altas.


Partículas contaminantes em sistemas hidráulicos são medidas em mícrons. Um mícron é um milionésimo de metro. As folgas na maioria das bombas e válvulas são de aproximadamente 0,0004 polegadas. Quão pequeno é isso? Considere que um grão de sal é de 0,0039 polegadas ou 100 mícrons. A menor visibilidade do olho humano é de 40 mícrons (0,00158 polegadas). Um glóbulo vermelho é de 0,0003 polegadas ou 8 mícrons. Uma partícula muito menor do que o olho humano pode ver é capaz de causar uma falha no sistema hidráulico. Os filtros hidráulicos devem ser selecionados para proteger o componente mais crítico no sistema hidráulico. Nos "velhos tempos", um filtro de 10 mícrons era usado para proteger um sistema sem servo-válvulas, mas não havia medida para a eficiência do filtro de 10 mícrons. Ele removeu todas as partículas com 10 mícrons e acima, algumas das partículas ou 25%?


Atualmente os filtros recebem uma classificação ‘beta’ para determinar sua eficiência. A classificação beta representa o número de partículas que entram no filtro em relação ao número de partículas que estão saindo. Os filtros do sistema devem ter uma classificação beta de 75 ou superior. Por exemplo: para um filtro de 10 mícrons, isso é expresso como B10 = 75. Isso significa que, para cada 75 partículas esféricas sólidas que entram no filtro com 10 mícrons e acima, apenas uma partícula sai da porta de saída. As classificações beta de 200 são comuns para muitos filtros em uso atualmente.


Os níveis de contaminação em sistemas hidráulicos são medidos pelo código de limpeza ISO 4406. O nível de ‘limpeza’ e grau desejado do óleo dependem do componente hidráulico mais crítico e da pressão no sistema. Isso é expresso em três números, que representam o número de contaminantes de 4, 6 e 14 mícrons e acima em uma amostra de óleo de 1 mililitro. Por exemplo, se uma bomba de pistão variável for o componente mais crítico do sistema e a pressão máxima do sistema for 1.500 libras por polegada quadrada (psi), o nível alvo será 18/16/13. É necessário um filtro de 5 mícrons para atingir esse nível de objetivo.


Se a mesma bomba for usada em um sistema que opera a 2.500 psi, o nível alvo seria 17/15/12. Mais quebras de metal ocorrem com pressões mais altas do sistema. Um ou mais filtros de 3 mícrons seriam necessários para atingir esse nível de objetivo.



Depois que o nível de limpeza desejado for identificado, o próximo passo é determinar onde os filtros devem estar localizados. Considere os seis locais a seguir, onde os contaminantes podem ser removidos.


Respiro do Reservatório

Sempre que o nível do óleo cai em um reservatório, o ar atmosférico flui através do respirador. Muitas unidades hidráulicas contêm um respiro barato que funciona como uma tampa de abastecimento, mas o óleo nunca deve ser adicionado ao sistema sem ser filtrado.


É importante não apenas remover os contaminantes sólidos do ar, mas também manter a umidade fora do tanque. O ar contém vapor de água, que pode se transformar em umidade líquida quando esfriar dentro do tanque.


Um respirador dessecante pode ser usado para remover a umidade do ar antes de entrar no tanque. Com o uso de um adaptador, esse tipo de respiro pode ser montado na mesma base que o respirador antigo e existente.



Os cristais dessecantes mudam de cor à medida que a umidade é absorvida. A maioria dos respiradores dessecantes contém um filtro interno de 3 mícrons para remover partículas sólidas do ar. O respiro selecionado também deve ter um alarme visual de sujeira para indicar a condição do filtro de partículas.



Filtro de sucção da bomba

O objetivo de um filtro de sucção é impedir que partículas grandes entrem na bomba. Este filtro pode estar na forma de um filtro localizado abaixo do nível do fluido. Esses filtros geralmente têm uma classificação de 74 ou 149 mícron.


Recentemente, consultei um fabricante de caixas de papelão ondulado que havia trocado várias bombas em um sistema específico durante o ano passado. Quando o reservatório foi drenado e o filtro de sucção inspecionado, uma grande fenda foi encontrada no centro da tela. Quando perguntei quanto tempo se passou desde que o filtro foi trocado ou limpo, o mecânico de manutenção disse: "nunca nos 17 anos em que estive na fábrica".


Os filtros de sucção devem ser removidos do reservatório pelo menos duas vezes por ano e limpos ou trocados. Frequentemente, haverá um flange de acesso ao filtro de sucção localizado onde a linha de sucção da bomba entra no reservatório. Isso permite a remoção do filtro sem drenar todo o óleo do tanque.


Um método melhor de limpar o fluido na porta de sucção da bomba é montar um filtro externo na linha. Esse filtro também deve ter um indicador visual para monitorar a condição do elemento.


Filtros de linha de pressão

À medida que as bombas operam, ocorre a quebra de metal. Quando a pressão exceder 2.200 psi em um sistema com uma bomba de deslocamento fixo, um filtro de pressão deve ser montado na linha de saída da bomba.


Isso filtrará as partículas de metal antes de serem direcionadas ao sistema. Quando uma bomba de deslocamento variável é usada a pressões superiores a 1.500 psi, um filtro deve ser instalado na linha de pressão.


O melhor método de monitorar a condição do elemento é através do uso de um pressostato. Quando o elemento ficar parcialmente contaminado e a queda de pressão através do elemento atingir a configuração do interruptor, um sinal elétrico será enviado indicando a condição.


A chave pode ser usada para fornecer um alarme na tela do operador de que o filtro está quase contaminado. A maioria dos filtros de pressão contém uma válvula de retenção de desvio interna para permitir que o óleo flua continuamente para o sistema quando o elemento estiver contaminado.


A classificação da mola da válvula de retenção é geralmente 7 a 10 psi mais alta que a configuração do pressostato. O melhor método de filtragem é instalar um sistema de filtro duplo em que um elemento esteja ativo e o outro em espera. Quando o pressostato indica que o elemento on-line está contaminado, o filtro limpo pode ser selecionado sem desligar o sistema.


Os filtros de pressão também são comumente usados ​​imediatamente antes de válvulas proporcionais e servo válvulas. Isso ocorre devido às folgas extremamente apertadas dentro das válvulas. A maioria desses filtros é do tipo não bypass, e o filtro deve ser montado o mais próximo possível da válvula. É imperativo trocar esses filtros regularmente para evitar o colapso do elemento, resultando em uma falha catastrófica da válvula.


Filtros de linha de retorno

Os filtros geralmente são conectados nas linhas de retorno das válvulas direcionais de um sistema. Isso permite que o óleo que sai dos cilindros e dos motores seja filtrado antes de retornar ao reservatório.


No entanto, esse tipo de filtragem é eficaz apenas se pelo menos 20% do volume do sistema for transportado através do elemento em um minuto. Por exemplo, com um volume de bomba de 100 galões por minuto (GPM), um mínimo de 20 GPM deve fluir através do filtro de retorno. Muitos sistemas, operam apenas esporadicamente, tornando o filtro da linha de retorno ineficaz.


Indicadores visuais e pressostatos podem ser usados ​​para monitorar a condição do elemento. O problema com os indicadores visuais é que eles podem falhar e, portanto, não devem ser invocados.


Um cronograma de manutenção do filtro pode ser estabelecido pela amostragem inicial do óleo por várias semanas ou meses.


Filtros de drenagem de carcaça

Qualquer óleo que saia de bypass em uma bomba de deslocamento variável ou um motor hidráulico drenado externamente fluirá através da linha de drenagem da carcaça e entrará no tanque.


O óleo que drenado conterá contaminantes metálicos gerados na bomba e no motor. Um pequeno filtro pode ser instalado na linha de drenagem da caixa para remover os contaminantes. Antes de instalar esses filtros, a classificação de pressão da bomba ou da vedação do eixo do motor deve ser verificada.


Para a maioria das bombas de deslocamento variável, a classificação de pressão da vedação do eixo é de 10 a 15 psi. As vedações do eixo do motor hidráulico geralmente têm uma classificação mais alta (aproximadamente 50 psi). Uma válvula de retenção interna ou externa também deve ser usada para permitir que o óleo desvie quando o elemento estiver contaminado.


Sistema de filtros off-line

Um sistema de filtros off-line - ou diálise de óleo - consiste em uma bomba e filtro separados. Frequentemente, um trocador de calor também é conectado no loop. A bomba recircula constantemente o óleo no reservatório através do filtro e do resfriador.



Para este tipo de filtração, bombas do tipo engrenagem são recomendadas devido à sua capacidade de suportar contaminantes melhor do que as bombas de palhetas ou pistões. Um indicador visual deve ser usado para monitorar a condição do filtro.




Não existe uma regra mágica para o número e tipo de filtros que devem ser usados ​​em um sistema. Você pode ter filtros “demais” em um sistema? Não, mas quanto mais existir, mais tempo será dedicado a mantê-los.


Se um ou mais sistemas em sua planta não atingirem o nível de limpeza ISO recomendado, examine o sistema para garantir que os filtros estejam nos locais adequados. Além disso, verifique se os filtros são alterados regularmente.


Isso pode ser estabelecido através da análise de óleo. Ao manter o óleo em seus sistemas hidráulicos limpo e fresco, o tempo de inatividade hidráulico será mantido no mínimo.




Source: https://www.machinerylubrication.com/Read/31433/proper-hydraulic-filtration

Minimizing Hydraulic Downtime with Propper Filtration, Al Smiley, GPM Hydraulic Consulting


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