Contaminação do sistema hidráulico: causas e soluções

8 de janeiro de 2020 0 Por Bamaq Máquinas

Imaginem quais componentes possam falhar no sistema hidráulico de sua maquina:

  • Conexões danificadas
  • Tubos rachados
  • Haste do carretel presa no distribuidor hidráulico
  • Válvula de alivio que não fecha completamente.

Os sistemas de controle de movimento hidráulico não foram projetados para receber resíduos. Quando partículas insolúveis são misturadas com fluido hidráulico, o resultado é uma pasta. Sólidos dentro do líquido são uma receita para problemas. Partículas transportadas em fluxos de alta velocidade podem ser direcionadas para as pequenas folgas, fazendo com que as válvulas grudem. O fluido hidráulico precisa ser puro. Uma vez que o fluido hidráulico esteja muito contaminado, as falhas dos componentes ocorrerão com maior frequência.

Os sistemas hidráulicos modernos apresentam pequenos circuitos pilotados por válvulas de pressão controladas eletronicamente. Essas válvulas redutoras de pressão produzem a força hidráulica precisa e necessária para mover um carretel de válvula direcional para a abertura de fluxo desejada. A válvula piloto que produz essa pressão precisa, em alguns casos, move menos de 1 mm. As partes internas têm tolerâncias mínimas e são pequenas. Geralmente estão na escala de peças encontradas em uma caneta esferográfica ou em um relógio de pulso.

As forças produzidas por essas solenóides de corrente variável são baixas. Essas também são válvulas usadas no comando hidráulico de escavadeiras grandes, carregadeiras usadas na mineração, ou na direção de uma motoniveladora. Uma partícula do tamanho e formato certos pode travar uma válvula piloto e tornar inoperante uma máquina inteira por um longo período de tempo. Além disso, as válvulas usadas para funções de segurança podem falhar quando partículas estiverem presentes. Partículas de ferrugem, poeira ambiental e lascas de metais desgastados precisam ser removidas do fluido se desejarmos um sistema confiável.

Como a contaminação entra no sistema hidráulico?

  • Os caminhos mais comuns de entrada de contaminantes são:
  • Abastecimento com óleo novo
  • Sistemas com engates rápidos
  • Através do respiro
  • Arranhões na haste do cilindro
  • Juntas e vedações ruins do topo do tanque
  • Partes expostas durante um reparo
  • Retentores gastos
  • Fluido hidráulico novo
  • Armazenamento de óleo.

Como esses contaminantes entram? Existem inúmeros caminhos de entrada. Algumas dessas partículas são fabricadas no interior de um sistema hidráulico. A água é um contaminante líquido comum que auxilia na criação de partículas de óxido de ferro extremamente duras, exatamente onde uma fonte de ferrugem se forma dentro de uma válvula.

Às vezes, um recipiente / tambor / involucro com novo fluido já está contaminado. Isso ocorre porque a própria fábrica de engarrafamento ou envase estava suja, o recipiente em que foi armazenado estava sujo ou porque o recipiente foi contaminado por várias aberturas e fechamentos descuidados.

Um procedimento de enchimento descuidado, sem filtragem e limpeza adequadas, arrastará os contaminantes para o sistema junto com o novo óleo. A antiga prática de usar um balde e funil abertos para encher um reservatório hidráulico deve permanecer no passado, se o objetivo é um desempenho confiável. Estão disponíveis métodos muito melhores para o preenchimento que usam uma bomba de transferência de filtro para extrair fluido de um barril ou bolsa e bombeá-lo diretamente para o reservatório através de um acoplador na lateral do tanque.

As tampas de respiro / enchimento de estilo mais antigo têm uma malha muito porosa (típico de 40 mícron ou maiores). Eles não têm a tarefa de impedir a contaminação. Se alguém estiver fazendo o processo de enchimento despejando fluido fresco pela porta de respiro, ele se torna um excelente ponto de entrada para contaminação.

Se os engates rápidos não estiverem absolutamente impecáveis ​​antes da conexão, contaminantes serão diretamente forçados a entrar no sistema

Os cinco tipos mais comuns de partículas sólidas encontradas no fluido de um sistema hidráulico são:

  • Metais
  • Sílica
  • Elastômeros
  • Fibras
  • Ferrugem

Partículas de metal entram no sistema hidráulico quando uma mangueira reforçada com arame é cortada com uma lixadeira pouco antes da conexão dos encaixes. Uma prática que está crescendo em popularidade e que deve ser considerada um padrão é limpar todos os conjuntos de mangueiras usando um projétil de limpeza movido a ar comprimido antes da instalação.

Limalhas provenientes de perfuração, rosqueamento e fabricação de um tanque hidráulico de metal são comuns. Fragmentos de metal também são criados quando as partes móveis entram em contato direto umas com as outras. Isso é comum em bombas e válvulas quando a viscosidade do óleo hidráulico é muito fina. A pressão da porta de saída de uma bomba de engrenagem geralmente aciona as engrenagens contra o lado da entrada da carcaça, causando desgaste e criando lascas de alumínio ou aço. Algumas máquinas de com cilindros de curso longo que passaram pela vida útil prevista, podem produzir lascas e limalhas de metal à medida que o pistão esfrega contra a parte interna do cilindro. Isso ocorre quando o tubo de parada interno é de comprimento insuficiente.

Cavitação

A cavitação espalha pedaços de metal da placa de entrada por todo o sistema hidráulico.

Uma bomba que sofre de cavitação também irá gerar partículas de metal. A restrição excessiva ao fluxo no lado de entrada da bomba cria cavidades de vapor que implodem perto da saída de alta pressão. Durante a implosão, a onda de choque resultante danifica as superfícies metálicas e arranca pequenas partículas. Os metais mais macios dentro de uma bomba – como bronze ou alumínio – são mais propensos a esse dano por erosão. Materiais mais duros, como o aço, também podem sofrer esse dano por erosão, como acontece quando um cilindro desgovernado sob carga negativa cria uma zona de pressão extremamente baixa na saída de uma válvula parcialmente aberta, de fluxo ou direcional. Alguns pesquisadores descobriram que a presença de partículas sólidas no óleo hidráulico facilita ainda mais a formação de bolhas de cavitação.

As partículas de metal que permanecem em suspensão podem causar erosão adicional à medida que atingem os entalhes de medição do carretel da válvula e as bordas da porta da válvula durante o fluxo de alta velocidade que ocorre quando a válvula é aberta pela primeira vez ou antes de ser fechada.

Contaminantes

Fibras de madeira, papelão, papel, toalhas de mesa e panos são comumente encontradas nos fluidos do sistema hidráulico. As partículas contaminantes de elastômero vêm de mangueiras, anéis de vedação e vedações quando se quebram. Embora sejam tipos de contaminantes mais suaves, eles podem facilmente entupir um orifício de controle ou de amortecimento. Pequenas partículas de sílica (dióxido de silício) são comumente encontradas na superfície do solo. Areia de rocha de quartzo é sílica. Outros minerais da rocha e poeira em um piso de concreto ou estrada também contêm sílica. Essas partículas duras e com arestas afiadas causam falhas catastróficas nas válvulas das máquinas móveis que operam nessas condições.

É inevitável que alguns contaminantes cheguem ao sistema hidráulico. Para obter um desempenho confiável do sistema hidráulico, é importante encontrar métodos para controlar o acúmulo de contaminação e segui-los de forma consistente, mesmo após o mecânico de manutenção ter ido embora.

Normalmente, muitos operadores de máquinas são obrigados a fazer as trocas de filtro ou substituir mangueiras hidráulicas gastas. Frequentemente, o treinamento que recebem (se recebem) e as instruções no manual de manutenção cobrem apenas as etapas mínimas relacionadas à tarefa, sem levar em consideração suas estratégias de controle de contaminação. Aumentar a conscientização sobre as consequências da contaminação excessiva de fluidos pode desempenhar um papel vital na obtenção de um desempenho confiável do sistema hidráulico.