Classificazione Olio Idraulico: Tipi, Caratteristiche e Applicazioni

Negli impianti oleodinamici, in linea teorica, si potrebbe utilizzare un tipo qualsiasi di fluido, in quanto tutti seguono la legge di Pascal. Tuttavia, la scelta del fluido idraulico è cruciale per garantire l'efficienza, la durata e la sicurezza del sistema.

Caratteristiche Fondamentali degli Oli Idraulici

Le caratteristiche più importanti da tenere in considerazione per scegliere il corretto olio idraulico sono l’indice di viscosità, gli additivi presenti, il punto di scorrimento e il punto di infiammabilità.

Viscosità

La viscosità dei fluidi idraulici è la misura della resistenza allo scorrimento, ossia della resistenza opposta dalle particelle di fluido al reciproco scorrimento. La viscosità del fluido si deve trovare all’interno di un range di buon funzionamento. Infatti una viscosità troppo alta comporta elevate perdite di carico e un conseguente eccessivo riscaldamento. La viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura, quindi durante il funzionamento dell’impianto occorre garantire che l’olio abbia la propria temperatura all’interno di un certo range.

Questa dipendenza può essere caratterizzata dall’indice di viscosità, che dipende esclusivamente dal tipo di greggio di origine, dai metodi di raffinazione e dalla presenza di additivi. Tanto maggiore è l’indice di viscosità, tanto minore è la dipendenza della viscosità dalla temperatura.

Potere Lubrificante e Protezione dall'Usura

Il fluido utilizzato deve essere in grado di bagnare tutte le parti mobili con una pellicola lubrificante continua. La conseguenza della rottura di questa pellicola, causata da alte pressioni, insufficienza di alimentazione, scarsa viscosità e altro ancora, è il grippaggio e per questo, si consideri che il gioco di accoppiamento tra cursore e alloggiamento di un distributore può essere di soli 8-10 micron.

Il fluido deve inoltre proteggere:

Da corrosione che nasce da lunghi periodi di fermata dell’impianto e dall’impiego di fluidi non idonei.

Compatibilità con i Materiali

Il fluido deve essere compatibile con tutti i materiali che costituiscono l’impianto, comprese guarnizioni, cuscinetti e vernici.

Resistenza alle Sollecitazioni Termiche

Durante il funzionamento dell’impianto oleodinamico, il fluido si riscalda, mentre nei periodi di ferma subisce un raffreddamento. Il ripetersi di questo ciclo termico ha conseguenze negative per la vita utile del fluido, per questo motivo in molti impianti oleodinamici si mantiene costante la temperatura del fluido per mezzo di scambiatori di calore.

Bassa Comprimibilità

La comprimibilità di un fluido è la variazione di volume per effetto della pressione. Se l’olio è esente da bolle d’aria al suo interno, il suo volume, a seguito di un aumento della pressione di 100 bar, subisce una riduzione dello 0.7%. Fino a 150 bar la comprimibilità può essere trascurata, mentre per valori superiori, soprattutto in presenza di grosse portate, essa può compromettere la funzionalità del sistema.

Dilatazione Termica

Se alla pressione atmosferica l’olio viene riscaldato aumenta il suo volume, per cui in impianti in cui il volume dell’olio è molto elevato, bisogna tenere conto della temperatura di esercizio.

Contaminazione e Proprietà Aggiuntive

L’acqua imprigionata nell’olio ne riduce le proprietà lubrificanti e favorisce l’arrugginirsi dei componenti, inoltre il contatto dell’olio con l’ossigeno presente nell’aria favorisce un aumento dell’ossidazione. Il potere antiossidante degli oli minerali è ottenuto grazie ad additivi chimici, i quali creano sulle superfici metalliche una pellicola idrofuga che è in grado di neutralizzare i prodotti corrosivi di dissociazione dovuto all’invecchiamento dell’olio.

Altri fattori importanti includono:

Potere anti-schiuma: Le bollicine d’aria risalenti sulla superficie dell’olio possono formare schiuma nel serbatoio.
Filtrabilità: Durante l’esercizio il fluido viene continuamente filtrato sulla mandata o sul ritorno, o in entrambe le zone, al fine di asportarne gli elementi inquinanti generati per abrasione.
Resistenza all’accensione e incombustibilità: In ambienti con alte temperature si ricorre a fluidi speciali ad alto punto di accensione, di difficile infiammabilità.
Tossicità: Il contatto prolungato con alcuni fluidi sintetici e talvolta anche con oli minerali, può provocare irritazioni e malattie della pelle.

Classificazione degli Oli Idraulici secondo ISO 6743-4

L’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) ha stabilito con la norma ISO 6743-4 la classificazione dettagliata dei fluidi della famiglia H (sistemi idraulici) appartenenti alla classe L (lubrificanti, fluidi idraulici e prodotti similari). Il sistema di classificazione ISO 6743-4 può essere applicato in generale alle tre classi principali di fluidi idraulici:

Fluidi oleodinamici minerali (cioè a base di petrolio)
Fluidi oleodinamici resistenti al fuoco
Fluidi oleodinamici biodegradabili

Fluidi Oleodinamici Minerali

Come anticipato, la classe più numerosa è composta da oli a base di idrocarburi raffinati, cioè di petrolio. Di seguito è riportato un elenco delle classificazioni più comuni degli oli idraulici minerali e le rispettive descrizioni:

ISO - L - HH - oli minerali base, senza inibitori di corrosione
ISO - L - HL - oli minerali raffinati con proprietà antiossidanti e antiruggine
ISO - L - HM - oli con additivi per aumentare la resistenza all’usura
ISO - L - HR - oli ad elevato indice di viscosità
ISO - L - HV - ad elevato indice di viscosità per costruzioni e marina
ISO - L - HG - si ottengono dagli HM mediante l’aggiunta di additivi che riducono l’effetto stick-slip

Gli oli maggiormente utilizzati sono gli HM.

Fluidi Oleodinamici Resistenti alle Fiamme

Esistono diversi tipi di fluidi resistenti alle fiamme e sono generalmente classificati come segue:

ISO - L - HFAE - Emulsione, olio-in-acqua (di solito >80% di contenuto d’acqua)
ISO - L - HFAS - combinazioni chimiche in acqua (di solito >80% di contenuto d’acqua)
ISO - L - HFB - emulsione acqua-in-olio (di solito >40% di acqua)
ISO - L - HFC - Soluzioni di glicole o glicole acquoso (di solito >35% di contenuto d’acqua)
ISO - L - HFDR - fluidi sintetici che non contengono acqua e composti da esteri fosforici
ISO - L - HFDS - Idrocarburi clorurati (senza acqua)
ISO - L - HFDT - Miscele HFDR/HFDS
ISO - L - HFDU - Fluidi sintetici che non contengono acqua e di altra composizione

Fluidi Oleodinamici Biodegradabili

Ci sono infine fluidi sviluppati in anni recenti per applicazioni in cui è richiesta la compatibilità ambientale, che si suddividono in:

ISO - L - HETG (Trigliceridi - oli vegetali)
ISO - L - HEPG (poliglicoli)
ISO - L - HEES (esteri sintetici)
ISO - L - HEPR (Polialfaolefina e relativi idrocarburi)

Esempi di Oli Idraulici e le Loro Caratteristiche

Di seguito sono riportati alcuni esempi di oli idraulici disponibili sul mercato, con le relative caratteristiche e applicazioni.

Castrol Hyspin AWH-M

La linea Castrol Hyspin AWH M comprende lubrificanti idraulici ad alto indice di viscosità, formulata a partire da basi minerali altamente raffinate contenente in aggiunta un pacchetto di additivi stabili allo zinco che consentono di mantenere stabile la viscosità in un ampio range di temperature. La speciale additivazione impartisce inoltre un basso punto di scorrimento che consente l’utilizzo di questi prodotti anche in ambienti molto freddi.

Gli oli Hyspin AWH-M dimostrano eccellente protezione dalla corrosione e protezione dall’usura unitamente ad un’ottima stabilità termica ed ossidativa. In aggiunta gli oli Hyspin AWH-M possiedono una buona stabilità idrolitica separandosi velocemente dalle contaminazioni d’acqua.

Tra le possibili applicazioni sono inclusi: gli equipaggiamenti esterni che operano in un ampio intervallo di temperature come i macchinari soggetti a condizioni di avvio a freddo e ad elevate temperature operative (compe applicazioni marine); gli equipaggiamenti interni, tra cui i sistemi di controllo e le macchine utensili di precisione, che richiedono dei cambiamenti minimi di viscosità al variare della temperatura.

Gli oli Hyspin AWH-M sono compatibili con tutti gli elastomeri comunemente utilizzati per giunture statiche e dinamiche come il nitrile, il silicone e i polimeri fluorurati come il Viton.

Hyspin AWH-M è classificato come segue:

Classificatione DIN 51502 HVLP
ISO 6743/4 - Oli idraulici di tipo HV

I gradi Hyspin AWH-M rispondono (a seconda del grado di viscosità) ai requisiti di:

DIN 51524 Parte 3
Cincinnati Lamb (Milacron) P 68-69-70
Denison (Parker Hannafin) HF-0
US Steel 126 & 127
Eaton (formerly Vickers) I-286-S & M-2950-S
Bosch Rexroth RE07075/RE90220

Castrol Hyspin HT 46

Castrol Hyspin HT 46 è un olio idraulico sintetico ad elevata viscosità, a base di polialfaolefine (PAO) che garantisce un basso contenuto di ceneri ( privo di zinco). Questo prodotto può essere utilizzato nei sistemi idraulici, in condizioni di estrema sollecitazione. E’ stato formulato per sistemi idraulici che funzionano a temperature e pressioni elevate.

L’eccezionale resistenza all’ossidazione e la stabilità termica di Hyspin HT 46 consentono di prolungare gli intervalli di cambio olio rispetto ai lubrificanti convenzionali a base minerale. In questo modo è possibile ottenere risparmi dimostrabili riducendone la manutenzione, lo stoccaggio e lo smaltimento. Questi costi sono particolarmente onerosi per le macchine a produzione continua o semicontinua, come le presse ad estrusione e quelle per lo stampaggio della plastica e delle piastrelle in ceramica.

Hyspin HT 46 è compatibile con gli elastomeri comunemente usati per le guarnizioni , come i polimeri di nitrile, silicone e fluorurati (ad es. Viton), montate su sistemi statici o dinamici.

Castrol Hyspin HVI

La gamma di oli idraulici ad alto indice di viscosità (VI) Castrol Hyspin HVI è formulata con un selezionato pacchetto di addittivi senza ceneri ( no zinco) progettato per soddisfare e superare i più esigenti standard prestazionali. Gli oli Hyspin HVI sono concepiti per impianti idraulici che operano in condizione di stress severo e che richiedono elevate caratteristiche anti-usura e una filtrazione molto fine.

In aggiunta i prodotti questi prodotti mostrano un’eccellente protezione alla corrosione così come un’eccezionale stabilità termica e ossidativa. Gli Hyspin HVI possiedono una buona stabilità idrolitica separandosi velocemente dalle contaminazioni d’acqua. Contengono un sistema di additivazione alla stabilità al taglio che aiuta a mantenere le caratteristiche di viscosità del prodotto in ogni condizione di temperatura, anche dopo un uso prolungato, e determina un punto di scorrimento molto basso che permette al prodotto di essere utilizzato anche in ambienti molto freddi.

La gamma Hyspin HVI è completamente compatibile con gli elastomeri comunemente utilizzati per guarnizioni statiche e dinamiche, come nitrile, siliconi e polimeri fluorurati (e.g. Viton).

Le applicazioni includono:

Equipaggiamenti esterni che sono soliti operare ad ogni temperatura, come macchinari soggetti a partenze a freddo e funzionamenti prolungati ad alte temperature. Come ad esempio macchine movimento terra e applicazioni marittime.
Attrezzature che operano in interni, che incorporano sistemi di controllo che richiedono minimi cambiamenti di viscosità al variare della temperatura. Es. macchine utensili di precisione.

Castrol Hyspin HVI 46 D

Castrol Hyspin HVI 46 D è un olio per comandi oleodinamici e per lubrificazione generale delle macchine utensili, che associa alle migliori qualità dei prodotti di questo tipo la particolare caratteristica di inglobare l’acqua eventualmente entrata nel circuito. E’ caratterizzato da un alto indice di viscosità, da spiccate caratteristiche antiusura, da qualità di rapida liberazione dell’aria ed, in particolare, da ottime proprietà di detergenza e disperdenza in presenza di sostanze estranee (tipica dei fluidi Castrol HLP-D).

Indicato per il riempimento di comandi oleodinamici a media ed alta pressione è inoltre adatto per la lubrificazione di tutti gli organi delle macchine utensili, come scatole ingranaggi, frizioni e cuscinetti.

Castrol Hyspin Spindle Oil ZZ

Gli oli idraulici ad elevata viscosità della gamma Castrol Hyspin Spindle Oil ZZ sono oli per mandrini privi di zinco, che garantiscono un basso contenuto di ceneri, formulati per fornire performances eccellenti e superiori ai normali standard richiesti. Gli Hyspin Spindle Oil ZZ Range sono formulati con additivi a basso residuo di ceneri ( privi di zinco ), antiusura, antiossidanti, antischiuma e passivanti.

Sono impiegabili in tutti i tipi di cuscinetti mandrini ad alta velocità (inclusi i fusi nell’industria tessile) e possono essere usati in sistemi idraulici compatibili con le viscosità disponibili. Questi oli sono compatibili con gli elastomeri comunemente usati nelle guarnizioni impiegate nelle tenute di sistemi dinamici e statici, come guarnizioni al nitrile, Viton e siliconiche.

Castrol Hyspin ZZ Super Clean

Castrol Hyspin ZZ è un olio idraulico che si basa su un pacchetto di additivi esenti da zinco accuratamente selezionati e sviluppati per garantire un elevato standard di prestazioni. Si tratta di una classe di oli progettati per l’utilizzo in impianti idraulici sottoposti a condizioni gravose risultando particolarmente adatti per sistemi idraulici che utilizzano pompe a palette e pistoni in cui si riscontrano condizioni di temperatura molto elevate.

Sono formulati per essere utilizzati in sistemi particolarmente stressati in cui vengono richieste prestazioni antiusura e di filtrazione ultra fine. Questi prodotti infatti garantiscono eccezionale potere anti usura unitamente a buone caratteristiche di filtrabilità offrendo al contempo buona stabilità termica e resistenza ai processi ossidativi.

Gli oli della serie Hyspin ZZ sono stati testati per resistere ai fenomeni di autoaccensioni (dieseling) in sistemi altamente stressati come quelli dello stampaggio ad iniezione e nei test di faticamento in cui i prodotti convenzionali non riescono a dare supporto.

Hyspin ZZ Super Clean è classificato come segue:

Classificazione DIN 51502 - HLP
ISO 6743 / 4 - Oli idraulici di tipo HM

Hyspin ZZ soddisfa i requisiti (a seconda del grado di viscosità) di:

DIN 51524 parte 2
Cincinnati Lamb (Milacron) P 68-69-70
Denison (Parker Hannafin) HF-0
US acciaio 126 & 127
Eaton (ex Vickers) I-286-S & M-2950-S
Bosch Rexroth RE90220

Oli Eni

Eni Arnica DV 46: Lubrificante con alto indice di viscosità, indicato per l’industria ceramica e per i sistemi idraulici sensibili al rischio di inquinamento delle acque.
Eni Acer 100: Lubrificante indicato per i macchinari che necessitano di proprietà antiruggine e antiossidanti, indicato per sistemi a circolazione e per i compressori d’aria.
Eni Arnica S/FR 68: Olio idraulico biodegradabile indicato per gli ambienti con alta probabilità di incendio causato dalle alte temperature.
Eni Tilia 32: Olio idraulico e multifunzionale “food grade”, formulato con olio bianco farmaceutico e con additivi antiusura, anticorrosivi e antiossidanti.
Eni Arnica ABX: Fluido idraulico totalmente sintetico e biodegradabile, con additivi antiossidanti, antiruggine e modificatori del coefficiente d’attrito. Ottima resistenza a freddo e con elevatissimo indice di viscosità.

Oli TotalEnergies

TotalEnergies Dynatrans ACX 30: Lubrificante avanzato progettato specificamente per trasmissioni powershift, sistemi idraulici, assali e riduttori finali.
TotalEnergies DROSERA XMS 68 I e 32 I: Olio multifunzionale, senza zinco, per macchine utensili.
TotalEnergies AZOLLA NET HC: Ha un elevato potere detergente e disperdente.
TotalEnergies AZOLLA ZS: Formulati per tutti i tipi di sistemi idraulici.
TotalEnergies BLUE CONCENTRATE: Adatto a tutti i circuiti oleodinamici.
TotalEnergies Drosera MS 32: Olio lubrificante multifunzionale senza zinco, progettato per garantire prestazioni elevate nei macchinari utensili.
TotalEnergies Drosera MS 220: Olio multifunzionale ad alta prestazione, privo di zinco, progettato specificamente per applicazioni industriali impegnative.
TotalEnergies Azolla HZS: Oli idraulici antiusura ad elevate prestazioni.
TotalEnergies Biohydran TMP 32: Olio idraulico biodegradabile con specifica ECOLABEL.
TotalEnergies Azolla VTR 32: Olio idraulico per trasmissioni idrodinamiche.
TotalEnergies Equivis D 46: Olio idraulico con additivo detergente-disperdente con indice di viscosità molto elevato.

Oli Mobil

Mobil Nuto H: Progettati per applicazioni industriali e su macchinari mobili dove siano richiesti lubrificanti antiusura.
Mobil DTE Serie 20: Oli idraulici antiusura di prestazioni superiori formulati per soddisfare un’ampia gamma di applicazioni idrauliche.
Mobil Univis HVI: Olio idraulico ad altissimo indice di viscosità.

Altri Oli

Bp Energol SHF-HV: Olio idraulico ad elevate prestazioni Oli idraulici antiusura ad elevato indice di viscosità (I.V.
IP Hydrus Oil HI: Oli idraulici di altissima qualità sviluppati per essere impiegati nei sistemi idraulici.
Q8 HAYDN: Olio minerale paraffinico con elevate prestazioni antiusura utilizzato nelle apparecchiature e nei sistemi idraulici.

L'Importanza della Filtrazione

In un sistema oleodinamico il fluido idraulico ricircola e tende ad un livello di contaminazione stabile nel tempo, che riflette le caratteristiche del tipo di filtro utilizzato. Le dimensioni delle particelle contaminanti saranno quelle vicine al potere di rimozione del filtro. La classificazione della contaminazione dell'olio idraulico è una metodologia utile che aiuta a definire la quantità di contaminanti nei fluidi: fornisce un dato di sintesi e permette di valutare la pulizia dell’olio e di sapere, quindi, se l'impianto è a rischio guasto.

Metodi di Classificazione

Un primo metodo di classificazione di particelle, il più diffuso, fa riferimento alla "vecchia" ISO 4406:1991, una normativa nata per i fluidi idraulici e ben presto applicata a tutti settori dell'industria. L'attuale metodo per la classificazione dell'olio idraulico attraverso la codifica del livello di contaminazione da particelle solide è indicato dall'Organizzazione internazionale per la standardizzazione, anche più conosciuta con il suo acronimo, ISO.

Nel caso della ISO 4406, le quantità delle particelle vengono rilevate secondo un metodo cumulativo. La normativa ISO 4406 utilizza contatori automatici di particelle i quali comprendono tre livelli di scala differenti, che identificano la differenziazione di dimensione e di distribuzione delle particelle.

Un secondo metodo di codifica del livello di contaminazione è basato sul numero di particelle per unità di volume suddivise in classi dimensionali. Il NAS 1638, acronimo di National Aerospace Standard, è una norma concepita nel 1960 per controllare la contaminazione dei componenti usati nei sistemi idraulici aeronautici ed è diventato lo standard per la National Aerospace nel 1964. Per determinare la classe di contaminazione viene rilevato il numero di particelle presenti in 100 ml di liquidi per ognuna delle 5 classi di dimensione delle particelle.

Come le norme ISO 4406 e NAS 1638, anche la normativa SAE AS 4059 descrive la classificazione dell'olio idraulico in termini di concentrazione di particelle nei fluidi. Le procedure di analisi sono le stesse delle altre due norme. Le classi di purezza della norma SAE si basano sulla grandezza delle particelle, la quantità nonché la ripartizione delle grandezze delle particelle.

Dato che la grandezza delle particelle rilevata dipende dalla procedura di misurazione e dalla calibratura, le grandezze vengono contrassegnate con le lettere (A - F).

In conclusione, in un impianto oleodinamico è importante che vengano stabilite le classi di contaminazione “target” del fluido idraulico che una volta raggiunte richiederanno un intervento di pulizia.

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