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A filtragem adequada desempenha um papel importante para garantir que os sistemas hidráulicos operem sem problemas. Os filtros de alto desempenho mantêm a limpeza do fluido hidráulico durante toda a sua vida útil. Além disso, os projetistas são confrontados com os requisitos de aplicação em constante mudança - intervalos de troca de filtro mais longos, maior segurança operacional, maior eficiência de separação e maior compatibilidade com a nova geração de óleos hidráulicos. A seguir, é apresentada uma visão geral de algumas tecnologias e tendências importantes da indústria e seu impacto nos usuários de sistemas hidráulicos.
Desempenho do filtro
Os elementos de filtro padrão de hoje são semelhantes aos das gerações de filtros anteriores, mas o desempenho mudou muito. Os parâmetros essenciais são capacidade de retenção de sujeira e perda de pressão. Por exemplo, há 17 anos, um elemento de filtro típico ARGO-HYTOS com malha de 10 μm (c) tinha uma capacidade específica de retenção de sujeira de cerca de ~6 mg / cm2. Hoje, essa capacidade aumentou em mais de 130%, para cerca de 14 mg / cm2, enquanto a perda de pressão foi reduzida em cerca de 50%.
Existem várias razões para essas melhorias. Por um lado, a pesquisa em tecnologia de materiais levou a um melhor filtro de mídia. O aumento da capacidade de retenção de sujeira dos meios de fibra de vidro na mesma queda de pressão foi um fator importante para o desempenho aprimorado. O volume de poros é um parâmetro-chave. As fibras mais finas garantem o maior volume de poros possível e criam mais capacidade para uma maior absorção de sujeira.
Esses materiais de filtro aprimorados também resultaram em uma queda de pressão mais baixa, permitindo a instalação de camadas adicionais. No passado, os filtros geralmente tinham uma única camada de fibra de vidro para capturar e reter partículas contaminantes. Hoje, a maioria dos filtros de alto desempenho tem duas camadas. Essas camadas consistem em uma camada de pré-filtro mais grossa para capturar as partículas maiores e uma camada principal para capturar partículas menores. A combinação do pré-filtro e da fina camada de filtro aumenta a capacidade de retenção de sujeira e melhora a limpeza do óleo.
A queda de pressão significativamente mais baixa também se deve a um design aprimorado do tecido de suporte e proteção. O filtro de fibra de vidro é macio e quebra sob pressão. A malha de arame - normalmente de aço ou aço inoxidável - fornece proteção contra danos nas superfícies interna e externa da mídia.
Mudanças na estrutura do tecido também foram de grande importância. No passado, os fios eram tecidos em tecido de linho; no entanto, com esse tipo de trama, havia o risco de os fios ficarem intertravados sob pressão e a dobra ficar completamente fechada. Hoje, as ligações de sarja garantem que as dobras do elemento filtrante não possam ser completamente entrelaçadas. Mesmo sob carga, o elemento sempre mantém uma folga mínima na dobra, o que produz uma filtragem eficiente com baixa queda de pressão.
Os designers se beneficiam em vários aspectos. Os filtros do mesmo tamanho têm intervalos de troca de filtro mais longos e um fluxo de volume nominal mais alto. Em intervalos constantes de troca de filtro, eles podem usar filtros menores e mais econômicos. Isso protege o meio ambiente e os recursos.
Os fluidos hidráulicos 'Green'
Há alguns anos, a tendência é de usar fluidos ecológicos em sistemas hidráulicos, por exemplo, óleos base refinados mais altos devido às suas propriedades técnicas aprimoradas, como resistência ao envelhecimento; no entanto, esses óleos têm uma condutividade mais baixa. Pacotes de aditivos mais recentes também influenciam significativamente a condutividade.
No passado, os óleos hidráulicos convencionais geralmente continham ditiofosfato de zinco (ZDDP), protegendo-os do desgaste e da corrosão e agindo como antioxidante. Como este componente foi classificado como prejudicial, os usuários passaram a usar óleos sem zinco. A redução de aditivos organometálicos, como o ZDDP, reduz a condutividade do óleo. Portanto, a eliminação deste aditivo, em óleos “ecológicos”, reduz a condutividade e aumenta o risco de carga eletrostática.
Se um óleo hidráulico não condutivo ou com baixa condutividade fluir através de um sistema, uma carga eletrostática pode ser gerada nas interfaces entre o óleo e as superfícies não condutoras, como o filtro de lã e as mangueiras. Essa carga é gerada pela rápida separação de duas superfícies não condutoras. Os elementos filtrantes têm uma grande superfície não condutora e o acúmulo de carga aumenta com o aumento da velocidade do fluxo do óleo. Assim que a quantidade de carga é grande o suficiente, ocorrem descargas eletrostáticas.
O material de filtro convencional pode ser destruído por flashes de descarga e altas temperaturas associadas. Isso resulta em orifícios através dos quais as partículas de sujeira podem passar sem filtragem, levando ao aumento do desgaste dos componentes hidráulicos e, posteriormente, ao mau funcionamento e à falha da máquina. As altas temperaturas dos flashes de descarga também contribuem para o envelhecimento acelerado do óleo e, eventualmente, para a deterioração das propriedades do óleo e a redução da vida útil do óleo. Os subprodutos relacionados ao envelhecimento do óleo reduzem a vida útil dos elementos do filtro. Além disso, os componentes eletrônicos adjacentes podem ser danificados devido a descargas elétricas. Para evitar esses problemas, as cobranças devem ser equilibradas.
Um projeto especial de elemento de filtro, como os elementos de filtro ARGO-HYTOS Exapor®Spark Protect, pode garantir o balanceamento de carga e evitar flashes destrutivos de descarga. As fibras de vidro em um elemento filtrante não são elas mesmas condutoras, mas, como já mencionado, as malhas de suporte internas e a malha de proteção externa são feitas de metal. Os elementos filtrantes especiais conectam os dois tecidos de malha com um filme de metal plissado. Assim, a carga eletrostática pode passar através do condutor sem um repentino e violento acúmulo de descarga através do material.
As cópias de elementos filtrantes
A proliferação de cópias de elementos filtrantes é uma tendência cada vez mais preocupante no setor. Os fornecedores de elementos de filtros alternativos se referem a fabricantes conhecidos e afirmam que seus produtos são elementos de produção originais com o mesmo desempenho. Na realidade, eles geralmente são apenas elementos de filtro de cópia dimensional, possuem mídia de filtro inferior e geralmente têm um controle de qualidade ruim. Infelizmente, muitos usuários compram esses filtros de substituição por causa do preço e do ajuste e não se preocupam com o impacto em suas máquinas e equipamentos.
É importante observar que muitos elementos filtrantes são semelhantes, mas na verdade representam componentes hidráulicos complexos. Além de parâmetros como capacidade de retenção de sujeira, finura do filtro e perda de pressão, o usuário deve considerar outras características decisivas:
• A eficiência da filtragem de um elemento filtrante, caracterizada pela malha do filtro, determina a limpeza do óleo em um sistema durante toda a vida útil. A resistência à fadiga do fluxo do material do filtro também garante a limpeza do óleo com a mudança da carga do fluxo.
• Uma alta capacidade de retenção de sujeira fornece longos intervalos de troca de filtro, desde que a unidade de filtro tenha a resistência à fadiga de fluxo necessária e seja compatível com o fluido hidráulico. Uma excelente estabilidade da pressão diferencial garante que os elementos do filtro permaneçam intactos e funcionais durante partidas freqüentes a frio, o que estressa fortemente o material devido à alta viscosidade do óleo hidráulico.
• O desempenho da filtragem dos elementos de filtro de baixa qualidade não pode competir com os elementos de filtro originais em nenhum desses pontos. Para poder comparar elementos de filtro originais e suas cópias, seria necessário testá-los em uma bancada de testes de laboratório em condições padrão. Os usuários geralmente aprendem da maneira mais difícil que os elementos de filtro não originais têm apenas uma fração da vida útil dos elementos de filtro originais. Isso significa mudanças mais frequentes, maior risco de danos ao equipamento e, finalmente, um custo total mais alto para o usuário.
• Para resolver esse problema, a tendência atual está se afastando dos filtros padrão para os filtros específicos do cliente. Por meio de integração funcional nos filtros ou pela integração do sistema dos filtros, por exemplo em tanques hidráulicos, é criada uma barreira de entrada que dificulta a cópia devido à alta complexidade técnica ou a impede devido a direitos de proteção. Isso garante que os elementos de filtro de substituição originais sejam sempre usados e a limpeza de óleo necessária seja obtida durante toda a vida útil.
As opções em soluções e sistemas Turn-Key
Outra tendência contínua é que os fabricantes de filtragem hidráulica não apenas forneçam componentes individuais, mas forneçam soluções completas de sistema. Os projetistas de hoje querem mais do que uma carcaça de filtro - eles querem tudo ao redor do filtro, de acessórios de montagem e adaptadores de conexão a interruptores de pressão e sensores de condição de óleo.
Isso inclui a integração de funções e sistemas com foco especial na redução das interfaces, bem como na produção de unidades funcionais pré-montadas e testadas. Por exemplo, a ARGO-HYTOS forneceu um filtro de sucção específico do cliente que incluía uma válvula de controle de pressão para o circuito de lubrificação, um pressostato, um sensor de temperatura e um sistema de conexão patenteado modular adaptado à situação do espaço de instalação do usuário.
Indústria 4.0
A Internet das Coisas Industrial (IIoT) e a Indústria 4.0 não são os principais impulsionadores da tecnologia de filtragem no momento. Mas o potencial de conectar plantas de equipamentos de rede, como filtros, digitalmente com a nuvem, oferece possibilidades interessantes. Por exemplo, considere o indicador de entupimento em um filtro. Atualmente, um indicador liga / desliga em um trator pode determinar se o elemento do filtro está funcionando normalmente ou se está entupido; no entanto, uma exibição "inteligente" pode ser conectada ao controle eletrônico de uma máquina para monitorar parâmetros como temperatura, vazão e velocidade do motor e possivelmente rastrear o comportamento do filtro, por exemplo durante partida a frio. Com um algoritmo simples, o usuário pode obter informações sobre se o sistema está operando dentro dos limites especificados ou se a operação está sendo executada fora das especificações, por exemplo. se o fluxo de volume é menor ou maior que o esperado. Por meio desses sinais, os usuários podem obter informações mais complexas e abordar conceitos de serviço flexíveis, como manutenção preventiva.
Semelhante à tecnologia de alguns carros novos, os sensores podem monitorar parâmetros como horário de funcionamento, velocidade do motor, faixa de temperatura do óleo e número de partidas a frio, e usar esses dados para desenvolver modelos de software de vida útil. Por fim, o usuário recebe uma indicação de serviço para a troca de óleo ou filtro apenas se for realmente necessário, em vez de trocar os filtros em intervalos regulares, independentemente do ciclo operacional.
Esta tecnologia será adaptada aos futuros sistemas de filtragem. A tendência para melhorar a confiabilidade da máquina continuará e será apoiada pela necessidade de informações e algoritmos sofisticados de monitoramento e controle. Até máquinas em locais remotos são avisadas de danos iminentes à máquina, para evitar paradas não programadas e reduzir custos operacionais.
A Manx distribui e recomenda o uso de sistemas e soluções em filtração Argo-Hytos. São componentes e soluções para aumentar o desempenho de seus ativos, com excelente custo benefício e robustez. Entre em contato e descubra quais soluções Manx e Argo-Hytos a sua empresa pode desfrutar. contato@manx-hyd.com