M ANUAL DE FILTRAGEM
HIDRÁULICA M ANUAL DE FILTRAGEM
HIDRÁULICA
O objetivo do M anual de Filtragem Hidráulica é familiarizar o usuário com todos os aspectos da
filtragem do óleo hidráulico e lubrificante, desde a
tecnologia básica até a avançada.
O propósito deste manual é ser uma fonte de
referência, apresentando de forma clara e abrangente o assunto ao usuário, não levan- do em conta o nível de
conhecimento do mesmo.
A escolha e o uso apropriado
dos dispositivos hidráulicos é
uma ferramenta importante na
busca de aumentar a produção
Tipos e Fontes de Contaminação 4
Padr ões de Limpeza do Fluido 12
Tipos e Gr aus de Meios Filtr antes 16
Escolha do Meio Filtr ante 20
Vida do Elemento Filtr ante 22
Escolha do Filtr o 24
Tipos e Localizações dos Filtr os
Tipos e Fontes de Contaminação 28
Análise de Fluidos 32
Apêndice 34
ÍNDICE
1
Página Seção
Bases da ContaminaçãoBases da Contaminação 2
A Contaminação causa a Maioria das Falhas Hidráulicas
A experiênc ia de pro jetistas e usuário s de sistemas de ó leo s hidráulic o s e lubrific antes tem demo nstrado o seguinte fato : mais de 75% das falhas de sistemas são resultantes diretas da c o ntaminaç ão .
O c usto devido a c o ntaminaç ão é de estarrec er, resultante de:
▼Perda de pro duç ão (paradas)
▼Custo s de repo siç ão do s c o mpo nentes
▼Repo siç ão frequente do fluido
▼Baixa vida do s c o mpo nentes
▼Aumento do s c usto s da manuten- ç ão geral
▼Aumento do índic e de suc ata
Funções do Fluido Hidráulico
A c o ntaminaç ão interfere em quatro funç õ es do fluido hidráulic o : 1. Atuar c o mo um meio de transmi-
são de energia.
2. Lubrific ar as partes internas do s c o mpo nentes.
3. Atuar c o mo um meio tro c ado r de c alo r.
4. Preenc her a fo lga entre o s c o mpo - nentes mó veis.
Se uma destas quatro funç õ es fo r impedida, o sistema hidráulic o não se desempenhará c o nfo rme pro jetado . O resultado da parada po de fac il- mente c ustar muito mais do que imaginado po r ho ra de manufatura.
A manutenç ão do fluido hidráulic o ajuda a prevenir o u reduzir a parada não planejada. Isto é c o nseguido através de um pro grama c o ntínuo de melho ria que minimiza e remo ve o s c o ntaminantes.
Danos do Contaminante
▼Blo queio do s o rifíc io s
▼Desgaste do s c o mpo nentes
▼Fo rmaç ão de ferrugem o u o utra o xidaç ão
▼Fo rmaç ão de c o mpo nentes químic o s
▼Defic iênc ia do s aditivo s
▼Fo rmaç ão de c o ntaminantes bio ló gic o s
O que se espera do fluido hidráulic o é que ele c rie um filme lubrific ante para manter as peç as de prec isão separadas. O ideal é um filme fino o sufic iente para preenc her c o mpleta- mente a fo lga entre as peç as.
Bases de Contaminação
Filt ragem - Fat o
O projeto adequado, a instalação e a filtragem hidráulica têm um papel chave no planejamento da manutenção preventiva.
Filt ragem - Fat o
A função de um filtro
não é limpar o óleo mas
reduzir custos operacionais.
Esta c o ndiç ão resulta em baixo índic e de desgaste. Quando o índic e de desgaste é mantido baixo o sufi- c iente, o c o mpo nente po de alc anç ar sua e x pe c tativa de vida, o que po de se r milhõ e s de c ic lo s de pre ssurizaç ão .
A espessura de um filme lubrific ante depende da visc o sidade do fluido , c arga aplic ada e velo c idade relativa das duas superfíc ies. Em muito s c o mpo nentes, c argas mec ânic as são extremamente altas que c o mprimem o lubrific ante em um filme fino , c o m espessura meno r que 1 míc ro n. Se as c argas fo rem altas
que exc edam ao limite, o filme será perfurado pela aspereza da superfí- c ie de duas peç as em mo vimento . O resultado c o ntribuirá para uma fric ç ão desgastante.
Bases de Contaminação
3
Folga Típica de Componentes Hidráulicos
M ícrons 0.5 0.5-1 0.5-5 1-4 1-25 5-40 18-63 50-250 130-450 Componente
Rolamentos anti-fricção de rolos e esferas
Bomba de Palheta
Bomba de Engrenagens (engrenagem com a tampa)
Servo Válvulas (carretel com a luva) Rolamentos hidrostásticos
Rolamentos de Pistão (pistão com camisa)
Servo Válvula Atuadores
Orifício de Servo Válvula
Tamanho Relativo das Partículas Polegadas.
.0039 .0027 .0016 .0010 .0003 .0001 M ícrons
100 70 40 25 8 2 Substância
Grão de sal refinado Cabelo humano
Limite máx. de visibilidade Farinha de trigo
Células verm. do sangue Bactéria
Escala Micrômetro
Os tamanho s das partíc ulas geral- mente são medido s em uma esc ala mic ro métric a. Um mic rô metro (o u “míc ro n”) é uma milio nésima parte de um metro o u 39 milio nési- mo s de uma po legada. O limite da visibilidade humana é apro ximada- mente 40 míc ro ns. Tenha em mente que a maio ria das partíc ulas que c ausam dano s ao s sistemas de lubrific aç ão o u hidráulic o s são meno res que 40 míc ro ns. Po rtanto , elas são mic ro sc ó pic as e não po dem ser vistas a o lho nu.
Contaminação da Partícula
Tipos
A c o ntaminaç ão po r partíc ulas geral- mente é c lassific ada c o mo sedimento o u pequenas partíc ulas. Sedimento po de ser definido c o mo o ac úmulo de partíc ulas meno res que 5µm. Este tipo de c o ntaminaç ão também c ausa falha no sistema/c o mpo nente ao dec o rrer do tempo . Po r o utro lado , as pequenas partíc ulas são c o ntami- nantes maio res que 5µm e po dem c ausar falhas c atastró fic as imediatas.
Sedimento e pequenas partíc ulas po dem ser c lassific adas c o mo :
Tipos e Fontes de Contaminação
Filt ragem - Fat o
O fluido novo não é necessaria- mente um fluido limpo.
Tipicamente, um fluido novo tirado do tambor não é próprio para ser usado em sistemas hidráulicos ou lubrificantes.
Filt ragem - Fat o
Aditivos em fluidos
hidráulicos são geralmente menores que 1 mícron e são insensíveis aos métodos de filtragem padrão.
Partículas Duras Partículas Maleáveis
▲ Bo rrac ha
Danos
Fontes
▼Fo rmada durante o s pro c esso s de manufatura e mo ntagem.
▼Adic io nado c o m no vo s fluido s.
▼Inserç ão externa durante a o peraç ão .
▼Gerado internamente durante a o peraç ão (veja quadro abaixo ).
Se não fo rem adequadamente abso rvido s, o s co ntaminantes da manufatura o u mo ntagem serão deixado s no sistema.
Estes co ntaminantes incluem sujeira, respingo de so lda, partí- culas de bo rracha de mangueiras e vedaçõ es, areia de fundição e sedi- mento s de metal do s co mpo nentes usinado s. Também quando o fluido é inicialmente adicio nado ao sistema, a co ntaminação é intro duzida.
Durante o sistema de o peração a co ntaminação entra através das tampas de respiro , vedaçõ es gastas e o utro s sistemas de abertura.
A o peração do sistema também gera co ntaminação interna. Isto o co rre quando o desgaste do sedimento do metal e o s pro duto s químico s reagem co m as superfícies do s co mpo nentes para gerar mais co ntaminação .
Tipos e Fontes de Contaminação
5 Os efeitos das partículas podem
iniciar um desgaste da superfície.
A B
C D
A. As interações
mecânicas de três corpos podem resultar em interferência.
B. O desgaste de dois
corpos é comum em componentes hidráulicos.
C. Partículas duras
podem criar um desgaste entre três corpos para gerar mais partículas.
Contaminante Gerado
Desgaste Abrasivo
- partículas duras ligando duas superfícies em movimen- to, desgastando uma ou ambas.
Desgaste por Cavitação
- fluxo de entrada restrito para a bomba causa vazios de fluido que implodem, cau- sando choques e ocasionando peque- nas quebras na superfície do material.
Desgaste por Fadiga-
partículas pas- sando pela folga causam tensão na superfície, que se expande ocasionan- do escamas devido ao repetido ten- sionamento da área danificada.
Desgaste Erosivo
- partículas finas em fluxos de alta velocidade do fluido desgasta um canto ou uma superfície crítica.
Desgaste Adesivo
- perda do filme de óleo permite o contato metal com metal entre superfícies em movimento.
Desgaste Corrosivo
- contaminação
por água ou química no fluido causa
ferrugem ou reação química que
degrada a superfície.
Tipos e Fontes de Contaminação
Equipamento M óbil 10
8-10
10por minuto*
Fábricas de M anufatura 10
6-10
8por minuto*
Linha de M ontagem 10
5-10
6por minuto*
* Número de partículas maior que 10 mícrons inseridas
Níveis de Inserção para Sistemas Típicos Fontes de Contaminação Externa Filt ragem - Fat o
Sinais de Advertência da Contaminação do Sistema
• Solenóide queimada.
• Descentralização do carretel da válvula, vazamento e trepidação.
• Falha na bomba, perda de vazão e reposições frequentes.
• Vazamento no cilindro e riscos.
• Aumento da histerese da servo.
Filt ragem - Fat o
A maioria das inserções de
contaminantes entra no
sistema através das tampas
antigas de respiro do
reservatório e das vedações
da haste do cilindro.
Contaminação da Água
Tipos
Há algo mais para manutenç ão adequada do fluido do que so mente remo ver o pro blema de partíc ulas.
A água é virtualmente um c o ntami- nante universal e, c o mo o s c o ntami- nantes de partíc ulas só lidas, deve ser remo vida do s fluido s de o pera- ç ão . A água po de estar no estado disso lvido o u no estado “livre”.
A água livre, o u emulsific ada, é definida c o mo a água ac ima do po nto de saturaç ão de um fluido espec ífic o . Neste po nto , o fluido não po de disso lver o u reter mais água. A água livre geralmente é perc ebida c o mo uma desc o lo raç ão
“leito sa” do fluido .
Tipos e Fontes de Contaminação
7
Pontos Típicos de Saturação
Fluido Hidráulico Fluido Lubrificante Fluido de Transformador
300 400 50
.03%
.04%
.005%
Tipo de Fluido PPM %
50 PPM 250 PPM 2000 PPM
Efeitos Visuais da Água no Óleo
Danos
▼Co rro são das superfíc ies do metal
▼Desgaste abrasivo ac elerado
▼Fadiga do ro lamento
▼Falha do aditivo do fluido
▼Variaç ão da visc o sidade
▼ Aumento na c o nduç ão elétric a Aditivo s anti-desgaste falham na presenç a de água e fo rmam ác ido s.
A c o mbinaç ão de água, c alo r e metais diferentes enc o rajam a aç ão galvénic a. Superfíc ies de metal po n- teadas e c o rro ídas c o mo resultado final. Maio res c o mplic aç õ es o c o rrem quando a temperatura dec resc e e o fluido tem meno s habilidade para reter a água. Quando o po nto de
c o ngelamento é alc anç ado , fo rma-se c ristais de gelo de uma fo rma adversa afetando to talmente a funç ão do sis- tema. As funç õ es de o peraç ão po dem to rnar-se vagaro sa o u errante.
A c o nduç ão elétric a to rna-se um pro blema quando a c o ntaminaç ão da água enfraquec e as pro priedades de iso laç ão de um fluido , dec resc en- do assim sua fo rç a dielétric a kV.
