Al Smiley. GPM Consulting. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

Una cámara infrarroja es una de las mejores herramientas para realizar pruebas periódicas de confiabilidad en un sistema hidráulico. También es invaluable cuando se solucionan problemas de calor, velocidad y presión. En cualquier sistema hidráulico, algunas líneas estarán a la temperatura, por encima y por debajo de la temperatura del aceite en el depósito. La clave es saber qué líneas deben estar frías, tibias y calientes. Si se realizan verificaciones cuando el sistema está funcionando normalmente, se puede establecer una referencia. Al realizar regularmente las siguientes pruebas, se puede encontrar un componente defectuoso, muchas veces antes de que falle la máquina.

Un esquema de un sistema hidráulico típico

Figura 1. Un esquema de un sistema hidráulico típico

En la Figura 1 se muestra un esquema para un sistema hidráulico típico. Las letras dentro de un círculo indican los puntos en el sistema que se deben analizar y grabar con una cámara infrarroja.

1. Verifique las líneas de succión y drenado de la carcasa

Verifique las líneas de succión y drenado de la caja de la bomba registrando las temperaturas en los puntos “A” y “B” en la Figura 1. El aceite en la línea “A” debe estar muy cerca de la temperatura del aceite en el depósito. El aceite que sale de la línea de drenado de la caja (B) es el aceite que pasa por alto los componentes internos dentro de la bomba. La mayoría de las bombas de pistón omiten el 1-3 por ciento del volumen máximo de la bomba. Las bombas de paletas pueden pasar por alto hasta un 5 por ciento del volumen nominal máximo. Para una bomba de pistón de 30 galones por minuto, la cantidad de aceite en esta línea debe ser de un tercio (1 galón por minuto). Debido a que el aceite no hace un trabajo útil, se generará calor a medida que el aceite pasa por alto los pistones internos. Esta línea, por supuesto, estará más caliente que el aceite que ingresa a la bomba a través de la línea de succión.

Figura 2. Imágenes que muestran las temperaturas de succión y drenado de la carcasa

 

Figura 2. Imágenes que muestran las temperaturas de succión y drenado de la carcasa

Las temperaturas de succión y drenado de la carcasa se muestran en la Figura 2. El aceite que ingresa a la bomba está a 52 ºC (126 ºF), mientras que el aceite en el drenado de la caja está en 57 ºC (135 ºF). A medida que la bomba se desgasta, la derivación aumentará, causando un aumento en la temperatura de la línea de drenado de la caja. Si se revisa la bomba un mes después y la temperatura en el drenado de la caja es de 62 ºC (145 ºF), entonces la bomba se ha desgastado considerablemente. El caudal debe verificarse instalando un medidor de flujo en la línea. Si el caudal alcanza o excede el 10 por ciento del volumen máximo de la bomba, la bomba debe reemplazarse.

En el ejemplo anterior, un caudal de 3 galones por minuto (GPM) indicaría una bomba muy desgastada. Dado que la cantidad de flujo de drenado de la caja puede variar de un fabricante de bombas a otro, la clave es hacer comprobaciones iniciales de temperatura cuando la bomba es relativamente nueva para establecer una referencia. También se recomienda la instalación permanente de un medidor de flujo en la línea de drenado de la caja.

2. Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de purga de aire

Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de purga de aire en el punto “C” en la Figura 1. El propósito de la válvula de purga de aire es purgar automáticamente el aire fuera de la línea cuando la bomba arranca por primera vez. Estas válvulas se encuentran más comúnmente en sistemas donde la bomba está montada por encima del nivel de aceite. Una vez que se purga el aire y la presión hidráulica aumenta al ajuste del resorte (aproximadamente 12 libras por pulgada cuadrada), la válvula se cerrará. La válvula es relativamente pequeña y solo puede manejar un caudal de 2 GPM. En la mayoría de los sistemas, el volumen de la bomba es superior a 2 GPM. Aunque el volumen completo de la bomba generalmente no puede fluir a través de la válvula, se generará calor si la válvula no se abre. Esto puede aumentar la temperatura del aceite y hacer que los actuadores se muevan más lentamente, especialmente si se usa una bomba de bajo volumen.

Figura 3. Una válvula de purga de aire

 

Figura 3. Una válvula de purga de aire

3. Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de alivio

Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de alivio (RV) en el punto “D” en la Figura 1. En un sistema donde se usa una bomba de compensación de presión, el resorte de la válvula de alivio debe ajustarse 250-300 libras por pulgada cuadrada (PSI) por encima de la configuración del compensador. El propósito de la válvula de alivio es proporcionar una ruta de flujo en caso de que el carrete del compensador no se mueva y reduzca el volumen de la bomba a una salida cercana a 0 GPM. La línea del tanque de la válvula de alivio debe estar a temperatura ambiente.

Imagen que muestra la temperatura de la línea del tanque de una válvula de alivio

Figura 4. Imagen que muestra la temperatura
de la línea del tanque de una válvula de alivio

En la Figura 4, la línea del tanque es de 37.6 ºC (99.7 ºF), muy por debajo de la temperatura del aceite en el depósito. Si esta línea está caliente, entonces el carrete del compensador de la bomba no ha podido cambiar, la válvula de alivio está atascada parcialmente abierta o la perilla de la planta ha aumentado la configuración del compensador por encima de la configuración de la válvula de alivio.

4. Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de retención

Una válvula de retención (CV) se usa comúnmente en un circuito de filtrado y enfriamiento, como se muestra en el esquema de la Figura 1. El propósito de la válvula de retención es proteger el intercambiador de calor de la alta presión. La clasificación del resorte de la válvula de retención suele ser de 65-100 PSI. Si el enfriador es de diseño de aire, los tubos internos pueden obstruirse con contaminación. Además, si la unidad se arranca inicialmente mientras el aceite está frío, se desarrollará una mayor resistencia en el sistema. En cualquier caso, el aceite fluirá a través de la válvula de retención cuando se alcance el ajuste del resorte. Cuando funciona normalmente, la línea del tanque (E) debe estar a temperatura ambiente. En la Figura 5, la línea del tanque de la válvula de retención es de 142 grados F, lo que indica que los tubos más fríos probablemente estén contaminados.

Imagen que muestra la temperatura de la línea del tanque de una válvula de retención

Figura 5. Imagen que muestra la temperatura
de la línea del tanque de una válvula de retención

5. Verifique las temperaturas del aceite de entrada y salida del intercambiador de calor

Compruebe las temperaturas del aceite a la entrada (F) y salida (G) del intercambiador de calor (HE). Debe haber una diferencia de temperatura notable entre las dos líneas. A medida que el aceite fluye a través de los tubos de un enfriador de aire, el calor del aceite se transfiere al aire. Dependiendo del tamaño del enfriador, se puede esperar una diferencia de temperatura de 5-10 grados.

En la Figura 6, la temperatura del aceite de entrada se muestra en 47.2 ºC (117 ºF), mientras que la temperatura de salida es de 42.8 (109 ºF), lo cual es aceptable. Si la diferencia de temperatura disminuye, esto puede significar que las aletas y el núcleo del refrigerador están sucios o que los tubos internos se han contaminado. Tenga cuidado al limpiar las aletas con una manguera de aire para que no se doblen las aletas. En las unidades enfriadas por agua, la diferencia de temperatura generalmente será mucho mayor, especialmente si se emplea agua fría. Las temperaturas del agua de entrada y salida también deben registrarse para futuros propósitos de resolución de problemas.

. Imágenes que muestran las temperaturas del aceite de entrada (izquierda) y salida (derecha)

Figura 6. Imágenes que muestran las temperaturas
del aceite de entrada (izquierda) y salida (derecha)

6. Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula de descarga del acumulador

Verifique la temperatura de la línea del tanque (H) de la válvula de descarga del acumulador automático (EDV). Cuando el sistema está funcionando, el solenoide se energiza, lo que desplaza la válvula a la posición cerrada. El flujo desde la línea principal se bloqueará a través de la válvula y de regreso al tanque en esta condición. La temperatura de la línea debe ser igual o cercana a la temperatura ambiente. Observe en la Figura 7 que la línea del tanque de la válvula es de 62.7 ºC (145 ºF), lo que indica que la válvula está atascada o que el solenoide ha fallado.

Imagen que muestra la temperatura de la línea del tanque de una válvula de descarga del acumulador automático

Figura 7. Imagen que muestra la temperatura de la línea
del tanque de una válvula de descarga del acumulador automático

7. Compruebe la temperatura de la base del filtro y la carcasa del elemento

A menudo, un filtro de aceite (RF) tendrá una válvula de retención de derivación interna, como se muestra en el esquema de la Figura 1. El propósito de esta válvula de retención es proporcionar una ruta de flujo para que el aceite regrese al depósito en caso de que el elemento se contamine. Esto evita daños al elemento filtrante. La temperatura de la base del filtro debe compararse con la temperatura de la carcasa del elemento. Cuando el elemento se conecta, la carcasa estará más fría que la base. Si bien muchos filtros de aceite tienen alarmas visuales de suciedad para indicar la condición del elemento, no se debe confiar en ellos, ya que tienden a fallar con el tiempo.

8. Verifique la temperatura de la línea del tanque de la válvula manual

Verifique la temperatura de la línea del tanque (J) de la válvula manual (MDV). Esta válvula se utiliza como válvula de descarga manual del acumulador. Debe abrirse cada vez que se apaga el sistema. Esto es para asegurar que el fluido presurizado en el acumulador (ACC) se purgue a 0 PSI. Esto proporciona una copia de seguridad en caso de que la válvula EDV fallara al cerrarse cuando se apaga el sistema. La línea del tanque de esta válvula debe estar cerca de la temperatura ambiente durante el funcionamiento. En la Figura 8, la temperatura de la línea del tanque de la válvula manual es de 37.4 ºC (99.3 ºF), lo que indica que la válvula está cerrada.

Imagen que muestra la temperatura de la línea del tanque de una válvula manual

Figura 8. Imagen que muestra la temperatura
de la línea del tanque de una válvula manual

9. Verifique la temperatura de la carcasa del acumulador

Verifique la temperatura en la parte superior (K) e inferior (L) de la carcasa del acumulador. La mitad inferior del acumulador debe estar más caliente que la mitad superior. El calor se genera por la fricción del aceite a medida que fluye dentro y fuera de la carcasa. En un acumulador de tipo vejiga, la vejiga de goma se comprimirá en la parte superior de la carcasa. Cuando la presión cae en el sistema, la vejiga se expandirá y expulsará el aceite del acumulador. Si las temperaturas son casi iguales, esto indica que la precarga de nitrógeno seco se ha filtrado, la precarga es más alta que la configuración del compensador de la bomba o la vejiga se ha roto. Los acumuladores de pistón mostrarán una mayor diferencia de calor que los tipos de vejiga.

Figura 9. La mitad inferior de un acumulador (izquierda)
debe estar más caliente que la mitad superior (derecha).

10. Verifique la temperatura del aceite en el depósito

Finalmente, verifique la temperatura del aceite (M) en el depósito. Generalmente se incluye un indicador de temperatura en la mirilla. Con el tiempo, la mirilla puede decolorarse o el termómetro puede fallar. Para obtener una lectura constante de la temperatura del aceite, haga una marca o dibuje un objetivo al costado del depósito. De esta manera, la temperatura del aceite se puede verificar en el mismo lugar cada vez.

Si bien este artículo se ha centrado en las comprobaciones de temperatura que se pueden realizar en la fuente de alimentación, a menudo habrá otras válvulas de control de presión, direccionales y manuales ubicadas lejos de la fuente de alimentación. También se pueden usar acumuladores adicionales cerca de la máquina.

Realizar estas pruebas puede ayudar a identificar un problema antes de que se vuelva grave. Si se llega a detener la máquina, la información registrada será valiosa para solucionar problemas del sistema.