Condizioni del Sistema per il Monitoraggio Contaminazioni

Condizioni del Sistema - Aria

Com'è possibile limitare l'ingresso di aria nel sistema?

Quando si misurano i contaminanti da particolato, si raccomanda di adottare misure per garantire che il prodotto non sia esposto a fluido areato. La seguente lista ristretta di accorgimenti da evitare deve essere considerata per impianti nuovi ed esistenti se si vuole evitare fluido areato:

• perdita di pressione significativa o improvvisa

• shock idraulico dovuto all'azionamento improvviso di valvole e pompe

• condizioni di funzionamento inadeguate per vari tipi di pompe

• insufficiente diffusione del fluido sul ritorno al serbatoio

È necessario prestare particolare attenzione nella sostituzione dei componenti del sistema. Se necessario/possibile, pre-riempire i componenti con fluido nuovo filtrato prima di metterli sull'impianto. In questo modo si riduce la quantità d'aria che viene immessa nel sistema.

Com'è possibile rimuovere l'aria già presente nel sistema?

Ci sono diversi modi per rimuovere l'aria da un sistema, ma i seguenti metodi sono probabilmente i più semplici e comunemente usati:

• valvole di sfiato aria nel serbatoio

• serbatoi di riserva con deflettore

• procedure di manutenzione del sistema

• adeguata diffusione sul ritorno al serbatoio

• adeguato livello del serbatoio

Le valvole di sfiato nel serbatoio sono un ottimo sistema e sono sempre disponibili, tuttavia il loro uso è limitato al solo serbatoio. Non possono chiaramente rilevare aria in altre parti del sistema. È certamente una buona pratica utilizzare questi dispositivi principalmente su sistemi chiusi.

Nei sistemi con serbatoi aperti, spesso vengono utilizzati dei deflettori per permettere all'aria di diffondersi naturalmente nell'atmosfera circostante. Quando si utilizza questo tipo di sistema, è essenziale mantenere il livello del serbatoio sufficientemente alto in modo che i deflettori possano essere efficaci. Quando il fluido ritorna al serbatoio, assicurarsi anche che il flusso venga diffuso in modo che non si verifichi uno scarico improvviso e violento. Quest'ultimo può infatti trascinare aria nel sistema, e certamente non aiuterà a rimuovere aria eventualmente già intrappolata. Cercare di mantenere bassa la portata del ritorno al serbatoio e scaricare il fluido verso la superficie dello stesso per favorire la fuoriuscita di aria.

Per valutare la quantità di aria presente nel sistema, misurare il livello del fluido sia con serbatoio pressurizzato che non pressurizzato. Se il livello del fluido nel serbatoio è più basso quando è pressurizzato, questo potrebbe essere un'indicazione della presenza di aria nel sistema e segnalare che potrebbe essere necessaria un'appropriata manutenzione.

Che effetto ha l'aria su un sistema?

Un fluido areato può causare diversi problemi di varia gravità, che dovrebbero essere evitati, ove possibile, per mantenere al sicuro gli operatori e bassi i costi di manutenzione. Di seguito è riportato un breve elenco di situazioni che possono essere associati ad aria intrappolata nel fluido / sistema:

• aumento della temperatura dei fluidi

• lubrificazione ridotta

• cavitazione ed erosione dei componenti del sistema

• rumore

• smorzamento e/o scarso controllo del sistema

Per ultimo, i contatori automatici di particelle, che funzionano secondo il principio dell'estinzione di luce, possono soffrire di problemi di sensibilità quando entra aria nel sistema.

Condizioni del Sistema - Acqua

Com'è possibile limitare l'ingresso di acqua nel sistema?

I fluidi oleodinamici devono essere conservati in contenitori sigillati fino a quando non sono pronti per l'uso. I coperchi devono essere controllati regolarmente e ben fissati, mantenendo i fusti in ambienti relativamente asciutti. L'umidità dovuta alla pioggia o all'ambiente circostante può causare l'ingresso di acqua nel contenitore, e poiché alcuni fluidi sono igroscopici (assorbono l'umidità) è necessario adottare misure supplementari per ridurre la possibilità di contaminazione.

Inoltre, una buona gestione del sistema e l'utilizzo delle pratiche relative al cibo e alle bevande ridurranno anche il rischio che questo tipo di contaminante entri nel sistema.

Utilizzare sempre i coperchi sui serbatoi e, se necessario, utilizzare uno sfiatatoio igroscopico per ridurre ulteriormente il rischio che l'umidità entri nel sistema.

Com'è possibile rimuovere l'acqua già presente nell'impianto?

Nel mercato sono disponibili vari prodotti o dispositivi deumidificatori abbastanza efficaci per la rimozione dell'acqua intrappolata. I controlli di buona qualità e le buone pratiche di lavoro sono la vera chiave per eliminare l'acqua se eseguiti insieme. Considerare prima di tutto l'ambiente di lavoro. Cercare di ridurre le grandi fluttuazioni di temperatura e fare attenzione alle condizioni atmosferiche esterne, in particolare alla temperatura del punto di rugiada.

Che effetto ha l'acqua sul sistema?

L'acqua è un contaminante chimico negli oli ed al 100% di umidità relativa esisterà come bolle nei sistemi oleodinamici. Quando l'acqua è presente in un sistema, gli effetti possono essere pericolosi se non viene monitorata e controllata correttamente.

Quando in un olio esiste acqua libera, le bollicine che si formano possono interferire con il conteggio delle particelle, e quindi influire sui risultati desiderati. Di solito l'acqua in eccesso dà una lettura più sporca rispetto al grado di pulizia reale del sistema.

MP Filtri con i suoi prodotti offre diversi opzioni di sensori acqua che possono monitorare i livelli di acqua nel fluido, permettendo di mantenere in buone condizioni il sistema. Uno scarso monitoraggio e controllo dell'acqua può portare ad alcuni (o tutti) tra i seguenti sintomi:

• minore durata dei componenti

• erosione a filo e cavitazione vaporosa

• infragilimento da idrogeno

• ossidazione

• usura dei componenti

Tutte queste problematiche possono esistere con diversi gradi di severità a seconda dei diversi design del sistema, tuttavia i risultati possono essere catastrofici sia per le apparecchiature che per gli operatori. MP Filtri consiglia di settare un'impostazione di allarme per il massimo contenuto di acqua nell'olio e, ove possibile, mirare ad operare bene entro questo limite, in modo che l'acqua non diventi mai un problema.

Nell'interesse dell'estensione della vita del sistema, l'olio dovrebbe sempre rimanere relativamente traslucido. In presenza di alte concentrazioni di acqua, l'olio diventa torbido o opaco e si dovrebbe quindi prendere in considerazione se sostituirlo con uno nuovo.

Per eliminare il rischio di guasti indotti dall'acqua, si può prendere in considerazione la seguente lista di accorgimenti e best practices:

• corretta gestione e manipolazione dell'olio

• uso di sfiati o protezione dello spazio vuoto in testa al serbatoio

• lavaggio degli impianti e protezione degli stessi durante questa operazione

• grado di protezione IP delle apparecchiature montate sul sistema e la loro suscettibilità all'ingresso di umidità

• formazione di condensa nell'area circostante

• tenute secondarie per applicazioni critiche

• conservare i fusti di olio al chiuso

• svuotamento e drenaggio periodico di sistemi particolarmente sensibili

• formazione accurata degli operatori

Condizioni del Sistema - Contaminanti solidi

Com'è possibile limitare la contaminazione di solidi che entra nel sistema?

E' essenziale utilizzare le varie best practices di pulizia del sistema. Di seguito sono riportati alcuni passaggi da eseguire per fare da subito la differenza:

• niente cibo e bevande vicino all’area di processo

• pre-filtrare l'olio prima di immetterlo o di ri-immetterlo nel serbatoio.

• utilizzare un imbuto dedicato per il fluido da versare nel serbatoio

• avere un punto di riempimento dedicato per il serbatoio

• utilizzare un design del serbatoio inclinato o conico con uscita/scarico/drenaggio sul fondo in modo che i contaminanti vengano catturati dal primo banco di filtri

• dopo aver riempito o rabboccato con olio nuovo, lasciare che il sistema fluisca e filtri, raggiungendo un punto di equilibrio naturale prima di utilizzarlo dal vivo nel vostro processo.

Quanto si può considerare pulito il pulito?

La risposta a questa domanda varia da cliente a cliente, a seconda delle loro esigenze e delle condizioni del sistema. Ciò che si può dire è che la decisione di controllare la contaminazione si basa normalmente sulla sensibilità dei componenti all'interno del processo (ad es. servovalvole, attuatori). Esistono dati ampiamente pubblicizzati sui dati validati e consigliati per questo tipo di componenti. Si trovano anche all'interno dei nostri manuale.

Una delle cose principali che viene trascurata nel settore è l’indice di pulizia che stiamo cercando di controllare e misurare. Questo è importante da considerare, in quanto può cambiare il modo in cui si sceglie di utilizzare i dati per ottenere un quadro più realistico delle condizioni del sistema nel tempo. Di seguito è riportato un diagramma che mostra le dimensioni tipiche delle particelle che filtriamo ogni giorno e che misuriamo con gli APC rispetto agli oggetti comuni. Mette nella giusta prospettiva la sfida affrontata nella progettazione di un sistema. Eliminare tutti i contaminanti al di sotto di una certa dimensione/soglia è estremamente difficile se si considerano tutte le possibili fonti di contaminazione che circondano il sistema. Occorre sempre fare attenzione a scegliere l'attrezzatura giusta e utilizzare metodi statistici adeguati quando si valutano i dati, si prendono decisioni e si agisce.

Quali sono i tipi di contaminazione predominanti in un sistema oleodinamico?

Questo può variare notevolmente, a seconda del tipo di sistema e di installazione, ma qui di seguito sono riportate alcune contaminazioni tipiche. Osservandone alcune, spesso è possibile trarre conclusioni da dove il contaminante può entrare nel sistema. Si possono quindi adottare misure per contrastare e ridurre gli effetti di un tale contaminante:

• metallico - sia ferroso che non ferroso

• silice (sporco, polvere)

• limo o sedimenti

• fibre filtranti

• colonie di batteri

• acqua

Che effetto ha la contaminazione da particolato su un sistema?

La contaminazione può indurre uno stress eccessivo sui componenti del sistema, come pompe e valvole, oltre che potenzialmente intasare gli orifizi, gli ugelli ed i getti.

Una delle principali aree di degradazione è la formazione di composti polimerici ossigenati e pesanti. Questi composti sono spesso insolubili e si depositano fuori dal fluido come gel o fango. La creazione di tali composti viene accelerata in presenza di acqua e metallo e quindi occorre fare attenzione nel rimuovere questi tipi di contaminanti dall'olio.

In genere, quando un fluido è contaminato, la sua viscosità aumenta, portando ad un attrito superiore al normale e ad un conseguente aumento della temperatura. Ciò può ridurre l'efficienza del sistema, aumentare l'usura dei componenti ed influire sui rapporti di compressione. Nel peggiore dei casi la contaminazione può portare a guasti catastrofici.

Di seguito è riportato un elenco di reclami comuni associati a condizioni di fluido inadeguate:

• usura meccanica

• intasamento di ugelli, fori e valvole

• formazione di strati di sedimenti

• corrosione.

• perdita dei rivestimenti protettivi sui componenti

• aumento delle temperature di esercizio

• variazione della comprimibilità dei fluidi

Quali fattori influenzano la distribuzione e la concentrazione delle particelle all'interno di un sistema?

A differenza delle condizioni di laboratorio, le applicazioni del mondo reale cambiano costantemente. Quando un sistema funziona, viene generata della contaminazione che deve essere controllata. Poiché è fisicamente impossibile raggiungere il 100% di efficienza in un dato sistema, alcune particelle passeranno sempre attraverso la filtrazione. Questa è una fonte di variazione.

Il più delle volte si presume che a valle di qualsiasi filtrazione e purificazione il fluido sia "pulito", tuttavi questo potrebbe non essere il caso. Come nella maggior parte dei sistemi oleodinamici, la costruzione è principalmente a base di metallo o elastomero / tessuto. Nel corso del tempo, e in reazione alle mutevoli condizioni dei fluidi come temperatura, pressione e decomposizione chimica, questi materiali possono diventare suscettibili alla corrosione e rilasciare contaminanti nel sistema.

L'omogeneità gioca un ruolo significativo nella valutazione accurata della contaminazione in un sistema, in quanto una soluzione omogenea è uniforme nella sua composizione e le particelle sono distribuite uniformemente al suo interno.

È giusto concludere affermando che la maggior parte dei sistemi del mondo reale sono eterogenei (composti in modo disomogeneo) e quindi quando si effettuano le misurazioni questo deve essere considerato come una variabile significativa tra un test e l'altro.

Fattori quali, ma non solo, la viscosità, la temperatura, la conducibilità elettrica, la tensione superficiale possono contribuire negativamente alla qualità complessiva di qualunque fluido.