Comprimibilità dell'Olio Idraulico: Definizione e Importanza
L’olio idraulico è il mezzo di trasporto dell’energia in un impianto oleodinamico. Oltre alla funzione primaria di trasporto dell’energia meccanica, il fluido idraulico ha anche la proprietà di proteggere, lubrificare e raffreddare i componenti con i quali viene in contatto. Caratteristica fondamentale degli oli idraulici è la viscosità, che indica la capacità di scorrimento del lubrificante su una determinata superficie. In particolare, essi si caratterizzano per la stabilità anche ad alte temperature che previene la formazione di depositi. L’adeguato utilizzo di additivi consente di avere proprietà anti-corrosive con prestazioni antischiuma.
Caratteristiche e Proprietà degli Oli Idraulici
Negli impianti oleodinamici, in linea teorica, si potrebbe utilizzare un tipo qualsiasi di fluido, in quanto tutti seguono la legge di Pascal. Tuttavia, diverse proprietà rendono alcuni fluidi più adatti di altri.
- 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. Tanto maggiore è l’indice di viscosità, tanto minore è la dipendenza della viscosità dalla temperatura.
- Potere lubrificante, 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.
- 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.
- Potere anti-schiuma: Le bollicine d’aria risalenti sulla superficie dell’olio possono formare schiuma nel serbatoio. Questo inconveniente può essere ridotto con una appropriata disposizione delle tubazioni di ritorno e con l’installazione di setti separatori all’interno del serbatoio, per calmare il movimento dell’olio di ritorno.
- Potere antiossidante: 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.
- 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. In base al tipo di fluido ed alla sua viscosità, si scelgono le dimensioni del filtro e il materiale della cartuccia filtrante. A parità di altre condizioni, l’aumento della viscosità determina una maggiore caduta di pressione o ∆p attraverso il filtro e quindi richiede un filtro di maggiori dimensioni.
- Resistenza all’accensione e incombustibilità: Al fine di prevenire i pericoli derivanti da possibili rotture di tubazione e conseguente perdita di fluido, in queste condizioni, si ricorre a fluidi speciali ad alto punto di accensione, di difficile infiammabilità. Si definisce punto di fiamma del fluido (fire point) la temperatura alla quale il fluido si incendia a contatto con una fiamma libera.
- Tossicità: Il contatto prolungato con alcuni fluidi sintetici e talvolta anche con oli minerali, può provocare irritazioni e malattie della pelle.
Tipi di Fluidi Idraulici
- Liquidi a base acquosa: Data la loro composizione possono essere usati solo quando la temperatura dell’impianto rimane compresa nell’intervallo +10 e +60 °C. Occorre inoltre tenere sotto controllo l’installazione per reintegrare le perdite d’acqua dovute ad evaporazione.
- Emulsioni olio-in-acqua: Contengono dal 5% al 12% di olio. Presentano una viscosità piuttosto stabile nei confronti della temperatura e crescente con la percentuale di olio. La presenza dell’olio migliora le proprietà lubrificanti.
- Emulsioni acqua-in-olio: Contengono dal 40% al 60% di olio e hanno un potere lubrificante molto migliore delle precedenti. Al contrario di queste hanno una viscosità che cala al crescere della percentuale di olio. La costanza della viscosità rispetto alla temperatura è migliore di quella dell’olio.
- Soluzioni acque-glicole: L’acqua è presente nella misura del 35-60%, la viscosità cala all’aumentare della presenza di acqua ed è abbastanza stabile rispetto alla temperatura, mentre il potere lubrificante è paragonabile a quello dell’olio.
- Esteri fosforici: Presentano un elevatissimo punto di fiamma, hanno un buon potere lubrificante, purtroppo hanno scarsa stabilità termica e la loro viscosità varia sensibilmente con la temperatura. La protezione anticorrosione è discreta e viene migliorata con appositi additivi.
- Siliconi: Sono composti chimici a molecole lunghe, costituite da silicio, ossigeno e radicali liberi. Hanno notevole stabilità della viscosità, ottima stabilità chimica al freddo e all’ossidazione e non presentano azioni aggressive.
Esempi di Oli Idraulici
Esistono numerosi oli idraulici disponibili sul mercato, ciascuno con caratteristiche specifiche per diverse applicazioni. Alcuni esempi includono:
- 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.
- TOTAL AZOLLA ZS: Formulati per tutti i tipi di sistemi idraulici.
- TotalEnergies BLUE CONCENTRATE: Adatto a tutti i circuiti oleodinamici.
- TotalEnergies Drosera MS 32 e MS 220: Olio lubrificante multifunzionale senza zinco, progettato per garantire prestazioni elevate nei macchinari utensili e 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.
- Mobil Nuto H: Progettati per applicazioni industriali e su macchinari mobili dove siano richiesti lubrificanti antiusura.
- I 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.
- Bp Energol SHF-HV: Olio idraulico ad elevate prestazioni.
- Q8 HAYDN: Olio minerale paraffinico con elevate prestazioni antiusura utilizzato nelle apparecchiature e nei sistemi idraulici.
- Gli IP Hydrus Oil HI: Oli idraulici di altissima qualità sviluppati per essere impiegati nei sistemi idraulici.
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