Las fugas de aceite le cuestan dinero

2 de febrero de 2018

Al Smiley, GPM Hydraulic Consulting. Traducido por Noria Latín América.

image001 Las fugas de aceite le cuestan dinero

Las fugas de aceite son costosas. Considere que una fuga que gotea una vez por segundo puede resultar en una pérdida de 1,500 litros de aceite por año. A menudo me piden que visite plantas que tienen cantidades excesivas de fugas de aceite para hacer algunas recomendaciones. También he estado en plantas que tienen pocas o ninguna fuga de aceite. Si bien no hay una respuesta única sobre por qué un sistema tiene fugas, por lo general es causada por algunos factores clave, como una instalación deficiente, altas temperaturas, choques de presión y un mantenimiento inadecuado.

Errores de instalación y hardware

Cuando se utiliza tubería para conectar un sistema hidráulico, se deben emplear cédulas 80 y 160 para líneas de presión, mientras que la tubería de cédula 40 debe utilizarse en las líneas de retorno y drenaje. El uso de tubería de cédula 40 en la línea de presión puede provocar fugas por las uniones roscadas.

Se debe usar un buen sellador hidráulico en las uniones roscadas de las tuberías. No se recomienda el uso de cinta de teflón, simplemente porque generalmente se aplica en exceso. En su lugar, aplique sellador al accesorio macho comenzando dos hilos desde el extremo. Cuando el sellador se aplica de forma excesiva, termina dentro del sistema hidráulico, lo que provoca fugas en o-rings y por el vástago del cilindro, así como también en la bomba hidráulica y los sellos del motor.

Cuando sea necesario conectar dos tuberías en una línea de alta presión, utilice siempre bridas soldadas. Nunca deben usarse uniones de tubería roscadas ya que no están diseñadas para manejar el impacto y la vibración presente en líneas de alta presión.

La línea desde la bomba hasta el bloque de válvulas no debe ser rígida, particularmente cuando se usan válvulas direccionales de centro cerrado. El aceite se mueve a través de una línea de presión normalmente a 6 metros por segundo. La velocidad del fluido puede ser mayor o menor según el diámetro de la tubería y la presión del sistema. Cuando el solenoide en una válvula central cerrada se desenergiza, el flujo de aceite de la bomba cae rápidamente hacia la válvula. Como el aceite es relativamente incompresible, se producirá un pico de presión. Este pico puede ser de dos a tres veces la presión máxima de operación.

image002 Las fugas de aceite le cuestan dineroNunca deben usarse uniones de tuberías roscadas para conectar tuberías en una línea de alta presión.

Fugas por las mangueras

Se debe instalar una manguera inmediatamente después de la bomba y justo antes de ingresar al bloque de válvulas. Las mangueras pueden ayudar a absorber los picos de presión. Nunca debe conectar un tubo rígido en un cilindro o actuador, excepto en el caso de una carga suspendida o vertical. Si se monta un fusible de velocidad en el puerto del actuador, entonces se puede usar una manguera. El fusible de velocidad se cerrará si la manguera se rompe, lo que evita una condición de descarga repentina.

La longitud de la manguera generalmente no debe exceder de 1.00 a 1.20 metros. La única excepción es si el cilindro o el motor están montados en un carro móvil. Durante la operación, la longitud de la manguera puede cambiar en casi un 10 por ciento. Las mangueras que son demasiado largas terminan rozando contra otra manguera, viga, pasarela o parte de la máquina. Incluso si en la instalación inicial del sistema se usó la longitud adecuada, la manguera puede cambiar “mágicamente” su longitud a lo largo de varios años. Esto generalmente ocurre porque el personal de mantenimiento corta la manguera un poco más cada vez que la sustituyen.

image003 Las fugas de aceite le cuestan dineroLa sujeción incorrecta es una de las principales causas de fugas de aceite.

Una manguera que es demasiado larga fallará prematuramente y causará una pérdida significativa de aceite del depósito. Si no se puede evitar el roce de la manguera, se debe instalar una manga o cubierta protectora. Muchas compañías fabrican fundas que se pueden comprar por carrete. Para evitar una pérdida considerable de aceite del depósito, asegúrese de que el interruptor de nivel esté justo abajo del nivel más bajo que alcance el aceite cuando los cilindros estén extendidos.

Otra causa de fugas es una sujeción incorrecta. Muchas veces se usa el tipo incorrecto de abrazadera. Las abrazaderas de los ductos y tubo conduit no están diseñadas para evitar que las líneas se muevan cuando el flujo de aceite comienza y se detiene rápidamente en la línea. Deben usarse abrazaderas hechas específicamente para tubos y tuberías hidráulicas y espaciarse aproximadamente cada 1.50 metros. También se debe instalar una abrazadera en los últimos 15 centímetros desde donde termina la tubería o el tubo.

image004 Las fugas de aceite le cuestan dineroLas mangueras que son demasiado largas a menudo se frotan contra otra manguera o parte de la máquina, ocasionando fugas.

Los materiales comunes utilizados en abrazaderas incluyen santoprene, polipropileno u otros tipos de polietileno de peso molecular ultra alto. Las abrazaderas deben apretarse periódicamente, ya que los pernos que conectan cada mitad pueden vibrar y aflojarse durante un período de tiempo. Para evitar que la base de la abrazadera se afloje, se debe soldar (no atornillar) a la viga.

Las bombas y motores hidráulicos a menudo tienen fugas en los sellos del eje. Los sellos del eje en bombas unidireccionales suelen estar calibrados a 10 psi. Los sellos del eje en motores hidráulicos que tienen líneas de drenaje externas generalmente tienen una calibración de 25 a 50 psi. Las líneas de drenaje de las bombas y los motores deben pasar directamente al tanque y no a la línea de retorno del sistema. Los filtros y enfriadores se ubican con frecuencia en las líneas de retorno y crearán cierta contrapresión a medida que el aceite regrese al depósito. Además, las sobrecargas de alto flujo en la línea de retorno pueden causar que las presiones excedan la calibración de los sellos del eje.

Altas temperaturas

La mayoría de los sistemas hidráulicos están diseñados para operar a 50°C, con una temperatura máxima de 60°C. Las altas temperaturas del aceite pueden crear una variedad de problemas dentro de un sistema, y ​​uno de ellos es una fuga. A altas temperaturas, los O-Rings tienden a aplanarse, picarse y a fugar.

image005 Las fugas de aceite le cuestan dineroEsta línea del tanque de la válvula de alivio debería haber estado a temperatura ambiente. Debido a que la configuración del compensador se incrementó, el exceso de volumen de la bomba cayó sobre la válvula de alivio cuando no se usó en el sistema.

La causa más común de calor en un sistema hidráulico es un ajuste de presión inadecuado. Cuando ocurre un problema hidráulico, generalmente se estresa a cada elemento del sistema. El primer desajuste típicamente está en el compensador de la bomba. Cuando se alcanza la presión de ajuste del compensador y no se requiere volumen en el sistema, la bomba realizará un ajuste y entregará solo el aceite suficiente para mantener la apertura del compensador. Si este ajuste se establece por encima de la presión de la válvula de alivio del sistema, el volumen de la bomba regresará al tanque a través de la válvula de alivio en lugar de reducirse a un caudal de casi cero litros por minuto. Esto provoca que la temperatura se eleve por encima de 60°C, lo que ocasiona fallas en los O-Rings y fugas en la bomba, el motor y el sello del cilindro.

Recientemente consulté con una fábrica de papel que tenía problemas de calor y fugas en su descortezador. La unidad estaba funcionando a 96°C. El sistema tenía fugas en el colector de válvula direccional, el sello del eje de la bomba y el sello del vástago del cilindro. Cuando las presiones en el sistema se ajustaron correctamente, la temperatura bajó a 54°C algunas horas más tarde. Desafortunadamente, el daño a los O-Rings y sellos ya se había hecho. Se tuvo que reemplazar la bomba, el cilindro y los O-Rings de la válvula.

Choques y picos de presión

Como se mencionó anteriormente, las mangueras pueden absorber parte de los choques que se generan en un sistema hidráulico. Los otros dos dispositivos utilizados normalmente para reducir el impacto son válvulas de alivio y acumuladores. El problema más común con las válvulas de alivio es que las presiones del resorte generalmente se establecen demasiado altas. El alivio del sistema generalmente se encuentra cerca de la bomba hidráulica y debe ajustarse a 200 psi por encima de la presión máxima de operación si se emplea una bomba de desplazamiento fijo. Si se usa una válvula de alivio con una bomba de compensación de presión, es apropiado un ajuste de 250 psi por encima del ajuste del compensador. Cuando se configura correctamente, el resorte de alivio se abrirá por un momento, vertiendo el fluido presurizado al tanque.

image006 Las fugas de aceite le cuestan dineroSe puede usar un acumulador para absorber los golpes en un sistema hidráulico.

Las válvulas de alivio de cruce se encuentran comúnmente en las unidades de motor hidráulico de grúas, articulaciones y accionamientos de descortezadoras y lavadoras. Estas válvulas se abrirán momentáneamente cuando la carga comience a moverse y luego desacelerarán la carga al detenerse. Cuando el aceite inicialmente impulsa la carga, se producirá un pico de presión inicial. En el caso de los rodillos de alimentación de la descortezadora y cepilladora, el pico se genera a medida que se alimenta el tronco o la tabla. El alivio de la cruceta debe establecerse para abrirse cuando el pico de presión se eleva aproximadamente 400 psi por encima de lo requerido para conducir el tronco o tabla más grande. La instalación incorrecta de los cruceros no solo provoca fugas en los accesorios del sistema, sino que también puede dañar el motor, la máquina y otros componentes del sistema.

Los acumuladores son excelentes dispositivos para absorber choques de presión en sistemas hidráulicos. En general, los de tipo membrana o diafragma se utilizan para absorber los choques. Los supresores de choques roscados y en línea que se precargan con nitrógeno seco también se han vuelto populares en los últimos años.

Cuando se usa un acumulador para absorber el impacto, hay algunas pautas básicas que deben seguirse. Por ejemplo, debe usar un pequeño acumulador (normalmente de 4 litros o menos) e instalarlo lo más cerca posible de donde ocurre la descarga. Además, asegúrese de precargar el acumulador con nitrógeno seco a aproximadamente 100 psi por debajo de la presión requerida para mover la carga máxima.

Recuerde, cada vez que hay una fuga de aceite en un sistema, hay una razón para ello. Se debe analizar todo el sistema e identificar el problema. Las empresas pierden miles de dólares cada año porque las fugas de aceite se han aceptado como algo normal. El personal de mantenimiento debe estar capacitado en los procedimientos adecuados de instalación de tuberías, abrazaderas y mangueras. Todos en la planta también deben ser educados sobre los efectos negativos que pueden tener las variaciones aleatorias en la operación de la máquina.

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