Surriscaldamento dell'Olio Idraulico: Cause e Soluzioni

Il surriscaldamento dell'olio idraulico è un problema comune nei sistemi oleodinamici che può portare a gravi conseguenze, tra cui la riduzione della durata dell'olio, danni ai componenti e interruzioni della produzione. Questo articolo esplora le cause principali del surriscaldamento e offre soluzioni pratiche per prevenire e risolvere il problema.

Cause del Surriscaldamento dell'Olio Idraulico

La temperatura dell’olio di un circuito idraulico aumenta per effetto delle perdite dovute all’attrito durante il flusso nei condotti e, soprattutto, a causa delle perdite di rendimento nelle trasformazioni energetiche compiute. Anche le caratteristiche intrinseche dell’olio usato danno un contributo significativo. È qualcosa di molto simile all’effetto Joule per un circuito elettrico. Alla dissipazione in calore corrispondono diminuzione di energia: potenziale, di velocità o di pressione; l’energia corrispondente rimane nel sistema ma non è utilizzabile.

Viscosità Inadeguata

La viscosità dei fluidi idraulici è la misura della resistenza allo 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.

Contaminazione dell'Olio

Le conseguenze della contaminazione solida dell’olio idraulico sono di vario tipo, ma sempre (e inevitabilmente) dannose. Alcune contaminazioni alterano la proprietà dell’olio compromettendone le caratteristiche di trasmissione di energia o forza, la capacità lubrificante, la potenza refrigerante, la protezione dalla corrosione e dall’usura, la proprietà di separazione dell’acqua e dell’aria.

Le tipologie di usura più comuni provocate dalla presenza di particelle nell’olio sono l’effetto sabbiatura (quando cioè le particelle sottili presenti negli oli che scorrono rapidamente si posano sulle superfici o sui bordi di controllo provocando la rottura di altri componenti), l’abrasione (quando le particelle dure tra parti mobili danneggiano la superficie con conseguente perdita di materiale), l’usura da fatica (le particelle dure si incastrano tra le parti mobili formando delle microfratture superficiali che in presenza di sollecitazione si allargano e provocano dei guasti in superficie), la decomposizione dell’additivo e invecchiamento dell’olio (la quantità elevata di particelle riduce il contenuto di additivo.

Guasti ai Componenti Oleodinamici

I componenti oleodinamici sono spesso soggetti ad usura e rotture, per via della presenza nel fluido di contaminanti che possono causare fenomeni di usura per erosione o per abrasione. Ciò causa una serie di problemi di funzionamento ed a perdita di prestazioni da parte dell’impianto.

Lubrificazione Inadeguata delle Tenute Meccaniche

Una prima causa è certamente da ricercare in problemi a carico della lubrificazione delle tenute stesse. Il funzionamento a secco si verifica quando non c’è liquido intorno alla tenuta meccanica. L’assenza di film lubrificante provoca l’attrito tra le facce della tenuta, per cui di conseguenza la temperatura sale drammaticamente. Il danno tipico causato dal funzionamento a secco è rappresentato da parti elastomeriche bruciate.

Altre Cause

• Funzionamento della pompa con valvola di mandata chiusa
• Installazione errata dei componenti
• Scelta inadeguata dei materiali

Soluzioni per il Surriscaldamento dell'Olio Idraulico

Fortunatamente, esistono diverse strategie per affrontare il problema del surriscaldamento dell'olio idraulico. Ecco alcune delle soluzioni più efficaci:

Scelta Adeguata dell'Olio

È fondamentale selezionare un olio idraulico con le caratteristiche appropriate per l'applicazione specifica, tenendo conto della viscosità, dell'indice di viscosità e delle proprietà antiossidanti. La tribologia è la disciplina che studia l’attrito, la lubrificazione e l’usura di superfici a contatto e in moto relativo.

Controllo e Manutenzione dei Filtri

La filtrazione accurata dell’olio nuovo prima del riempimento nel sistema è essenziale, giacché l’olio nuovo spesso non soddisfa la purezza dell’olio richiesta. 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.

Utilizzo di Scambiatori di Calore

Gli scambiatori di calore sono dispositivi progettati per raffreddare l'olio idraulico, mantenendolo entro un intervallo di temperatura ottimale. Sono normalmente a fascio tubiero e con flussi in controcorrente. Questo permette la regolazione di temperatura dell’olio variando la portata dell’acqua.

Pur con capacità refrigeranti nettamente minori, l’aria è il fluido più comodo ed immediato per asportare il calore dai fasci tubieri percorsi dall’olio. La superficie di scambio termico deve essere però molto più ampia e quindi si utilizzano tubi sottili, numerosi, di materiali con coefficiente di scambio termico elevato ed alettati.

Manutenzione Predittiva e Analisi dell'Olio

Interessantissime le possibilità di manutenzione predittiva (diagnostica precoce), attraverso l’analisi periodica dell’olio: esistono correlazioni precise tra i tipi di inquinanti, la relativa concentrazione, la progressione della medesima e il grado di affidabilità del sistema. Il ricorso a Specialisti esterni è raccomandabile anche perché condizione necessaria che la diagnostica precoce sia attendibile è che i campioni di olio siano prelevati con modalità assolutamente rigide e ripetitive nonchè in posizioni indicate e (meglio ancora) predisposte dal provider.

Altre Soluzioni

• Non forzare le macchine e le attrezzature oltre la loro portata nominale e rispettare i loro parametri operativi.
• Verificare lo stato dell’olio idraulico e dei filtri ed effettuare una manutenzione regolare dell’impianto.
• Scegliere con attenzione il fornitore di parti di ricambio dei componenti oleodinamici.

Tabella: Tipi di Fluidi Idraulici e Loro Caratteristiche

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