Higiene y Mantenimiento de Sistemas Hidraúlicos y de Lubricación División Europea de Filtración Hidraúlica 14 de Abril de 2016

Víctor de Miguel Esteban Parker Hannifin España

Soluciones para la Higiene del Aceite Diagnóstico

2

Tratamiento

Prevención

Soluciones para la Higiene del Aceite Diagnóstico

Tratamiento

Fundamentos de Contaminación

Fundamentos de Condition Monitoring Obtención de información y su interpretación Empleo de Condition Monitoring como herramienta de Prevención 3

Prevención

Soluciones para los problemas comunes

Normativa Aplicable Tipos de Media Filtrante Tipos de Filtros y Aplicaciones

Prevención

Fundamentos ►Funciones Principales de un fluido en un sistema de movimiento: TRANSMISIÓN DE ENERGÍA

Filtro

Fundamentos ►Funciones Principales de un fluido en un sistema de movimiento: LUBRICACIÓN Estado estático: La fuerza P irá desplazando el fluido hasta que se produzca el contacto, el tiempo transcurrido dependerá de la vicosidad del fluido Estado dinámico: Al desplazarse uno de los cuerpos, las “láminas” del fluido se desplazan entre sí. El suministro de fluido en función de la velocidad V evitará el contacto entre los dos cuerpos.

Fundamentos ►Funciones Principales de un fluido en un sistema de movimiento: LUBRICACIÓN La Realidad: -Aun con mecanizado muy fino, las superficies de los cuerpos son irregulares. -La carga P no suele ser constante, la tendencia a expulsar el fluido de la unión, con la consecuente disminución del espesor de la capa de fluido, variará con el tiempo. - La viscosidad de los fluidos no es constante y depende en gran medida de la temperatura. La tendencia a la expulsión del fluido de la unión no depende solo de la viscosidad, aquí interviene también la naturaleza del fluido.

Fundamentos ►Funciones Principales de un fluido en un sistema de movimiento: ESTANQUEIDAD -El fluido forma pequeñas membranas de flujo entre las partes de los componentes. -Desde el punto de vista termodinámico, el fenómeno se define como Ténsión Superficial, que se define como la tendencia de los líquidos a tener la menor superficie posible. Energía para aumentar superficie. Superficialmente el líquido “forma” una delgada capa elástica.

Se define por la energía libre de Gibbs (G) y el Área involucrada

Fundamentos de Contaminación ¿Es importante la contaminación del fluido de un sistema hidráulico? La contaminación transportada por el fluido del sistema puede ser responsable del fallo de cualquiera de los componentes del sistema o del propio sistema. ¿Que porcentaje de averías de los sistemas se puede atribuir a la contaminación transportada en el fluido?

+

85%

Fundamentos de Contaminación ¿Qué resultado tienen estos daños? Pérdida de Utilidad

Obsolescencia (15%)

Degradación superficial

Corrosión (20%)

Abrasión

(70%)

Accidentes (15%)

Desgaste Mecánico (50%)

Fatiga

Adhesion

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Abrasión

Grosor de capa dinámica (µm)

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Adhesión

Carga

Área de soldadura fría

Carga

Párticulas producidas en el desgaste

Consecuencias de adhesión por desgaste Baja velocidad, una carga excesiva y/o disminución de la viscosidad del fluido pueden producir una reducción en el nivel de la capa de aceite. Esto puede provocar choques de metal contra metal, una adhesión temporal y una rotura.

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Fatiga

Partículas atrapadas Carga

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Fatiga

Superficies dentadas, comienzan a formarse grietas Carga

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Fatiga

Las grietas se propagan en cíclos que se repiten Carga

Fundamentos de Contaminación Desgaste por Fatiga

Las superficies se rompen, las partículas se liberan Carga

Partículas

Fundamentos de Contaminación Holguras típicas de los componentes hidráulicos Micras Cojinetes antifricción Bomba de paletas (extremo paleta - anillo ext.) Bomba de engranajes (engranaje a placa lateral) Servoválvulas (corredera a manguito) Rodamientos hidrostáticos Bomba de pistón (pistón a pared del cilindro) Pared de servoválvulas Actuadores

0.5 0.5 - 1 0.5 - 5 1-4 1 - 25 5 - 40 18 - 63 50 - 250

Fundamentos de Contaminación

Tolerancia Dinámica de las válvulas Servo válvula 1 - 4 µm Válvula proporcional 1 - 6 µm Eléctroválvula 2 - 8 µm Los microsólidos producen: Respuesta lenta, inestabilidad Bloqueo de la corredera Erosión superficial Solenoide quemado

Tipos de Contaminación Misión de la Filtración La entrada de la contaminación en los sistemas tiene lugar principalmente a través de las tapas de los respiraderos de los depósitos y las juntas de los vástagos de los cilindros.

Tipos de Contaminación Tipos de Contaminantes

Tipos de Contaminación Partículas

Duras Sílice, carbón, metales

Blandas Caucho Fibras Organismos

Tipos de Contaminación Partículas Algunos ejemplos de fuentes de contaminación externa: Área

Plantas de montaje Plantas de fabricación Equipo móvil

Rango de entrada*

105 – 106 106 – 108 108 – 1010

Intervalo de tiempo

¡¡Por Minuto!!

* Basado en el número de partículas mayores de 10 micras que entran en el sistema desde todas las fuentes

Tipos de Contaminación ¿Cómo aparece el AGUA en nuestro sistema?

 Agua disuelta  Agua libre

Tipos de Contaminación Efectos visuales del agua en el aceite

 Disuelta - Es absorbida por el aceite y no se puede ver a simple vista. El agua disuelta sólo se pueden identificar generalmente usando un equipo como el Parker H2Oil o la prueba de Carl Fischer  Libre - Se puede ver a simple vista y provoca normalmente que el aceite se vuelva “lechoso”.

Tipos de Contaminación Típicos puntos de saturación

Tipo de fluido Fluido hidráulico Aceite lubricante Aceite de transformadores

PPM

%

300 400

0.03% 0.04%

50

0.005%.

Tipos de Contaminación Contaminación del Aire – fuentes:

 Fugas del sistema  Cavitación de la bomba  Turbulencia del fluido en el depósito.

Normativa La micra (µm) • La resolución mas pequeña a simple vista = 40 µm • 1µm = 0.001 mm

Pelo Humano (75 µm), Partículas (10 µm) a 100x (14 µm/division)

Normativa La micra (µm)

Tamaños relativos de las partículas

Micras (µ)

Grano sal de mesa Cabello humano Harina molida Glóbulos rojos Bacterias

100 70 25 8 2

Pulg. (“) 0.0039 0.0027 0.0010 0.0003 0.0001

¿Límite inferior de la visibilidad humana?

40 µ

Normativa Tamaños relativos de partículas  ACFTD (Air Cleaner Fine Test Dust) Producción suspendida en 1992 (ISO 4402). Condición del aceite comparada con una tabla de distribución basada en datos de 1960. Test de polvo del desierto  ISOMTD (ISO 4406: 1999 Medium Test Dust) introducido en febrero de 2002. Condición del aceite comparada con datos únicos de cada lote. Datos de lotes producidos usando la microscopía electrónica de barrido. El cambio produjo anomalías en correlación

Particle size obtained using; ACFTD size (ISO 4402:1991) µm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

NIST Size (ISO 11171) µm[c] 4.2 4.6 5.1 5.8 6.4 7.1 7.7 8.4 9.1 9.8 10.6 11.3 12.1 12.9 13.6 14.4 15.2 15.9 16.7 17.5 18.2 19 19.7 20.5 21.2 22 22.7 23.5 24.2 24.9

Normativa Tamaños relativos de partículas Particle size obtained using;

 De 1 mm a 9 mm, la medida ACFTD es menor que la medida ISOMTD  A 10 mm, las medidas ACFTD e ISOMTD son comparables  Por encima de 10 mm, la medida ACFTD es mayor que la medida ISOMTD  La contaminación es la misma, sólo que se mide de forma distinta

MTD

ACFTD

ACFTD size (ISO 4402:1991) µm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

NIST Size (ISO 11171) µm[c] 4.2 4.6 5.1 5.8 6.4 7.1 7.7 8.4 9.1 9.8 10.6 11.3 12.1 12.9

Normativa El código ISO 4406  La International Standards Organisation  Un código simple de 3 partes que representa una situación compleja  Cuanto más altos sean los números de Código ISO, mayor suciedad tiene el fluido.

Tamaños habituales

Normativa El código ISO

Normas de limpieza de los fluidos La tabla de rangos ISO • Detalla los niveles de contaminación de cada rango • Permite fluctuaciones limitadas en los niveles, sin cambiar la codificación ISO

Tomemos los códigos ISO 18 y 19 como ejemplo.

Normativa El código ISO Código 19 = 2.500 a 5.000 partículas por ml

Código 18 = 1.300 a 2.500 partículas por ml Cada incremento en el número de código ISO representa una cuadruplicación del volumen de contaminación por partículas.

Normativa El código ISO

Rango de conteo real de partículas (por ml)

1.300 a 2.500 320 a 640 40 a 80

Rango #

18 16 13

µm

≥4µ+ ≥ 6µ+ ≥14µ+

Normativa El código ISO

Tamaño micras

≥ 4 ≥ 6 ≥ 14

Conteo de partículas

2,462 427 63

Tamaño micras

≥ 4 ≥ 6 ≥ 14

Conteo de partículas

13.473 4.792 1.181

¿Cómo se comparan estos conteos? ¿Qué significan?

Normativa El código ISO

Tamaño micras

≥ 4 ≥ 6 ≥ 14

Conteo de partículas

2.462 427 63

Código ISO

18/16/13

Tamaño micras

≥ 4 ≥ 6 ≥ 14

Código ISO

Conteo de partículas

13.473 4.792 1.181

21/19/17

¡A >15µ, es de hecho 18x más sucio que el otro!

Normas de limpieza de los fluidos Ejemplos de fluido hidráulico a diferentes niveles de limpieza

ISO 18/16/13 (amplificación 100x)

ISO 14/12/09 (amplificación 100x)

Normas de limpieza de los fluidos Ejemplos de niveles de limpieza típicos de los componentes

Servoválvulas de control Bombas de paletas, de pistones y motores Válvulas direccionales/control de presión Bombas de engranajes y motores Válvulas de control de caudal y cilindros

16/14/11 18/16/13 18/16/13 19/17/14 20/18/15

Aceite nuevo, sin usar

20/18/15

Sistemas de Lubricación Componente Rodamientos de bola Cojinete Muñón / Transmisión

Código 16/13/11

17/14/12

18/15/13

Eficacia βx > 200

Número de filtros

Mínimo Filtros

2

1,5

PoR+F

2

1

PoR

5

2

PoR

2

0,5

F

5

1,5

P o R, y F

10

2,5

P, R y F

P = Filtro de presión pleno caudal (equivale a un filtro) R = Filtros de retorno pleno caudal (equivale a un filtro) F = Filtro fuera de línea (caudal 10% del depósito del tanque, equivalente a un 50%)

Sistemas Hidráulicos Componente

Presión Sist. Código

210 bar

16/12/10

< 70 bar

18/15/13

70 – 210 bar 18/14/12 > 210 bar

17/14/11

< 70 bar

19/16/14

70 – 210 bar 18/16/14 > 210 bar

18/15/13

Eficacia βx > 200 Número de filtros Mínimo Filtros 2

1

P

5

2

PyR

2

1,5

PyF

2 2 5 10 2 5 2 5 5 10 2 5 10 2 5

2 1 1,5 2,5 1 2 1,5 2,5 1 2 0,5 1,5 2,5 1 2

PyR P PyF P, R y F P PyR PyF P,R y F PoR PyR F PoRyF P, R y F PoR PyR

Sistemas Hidráulicos Componente

Presión Sist. Código < 70 bar

Bombas de Paletas Bombas Pistón C. Fijo Válvulas de cartucho

20/17/15

70 – 210 bar 19/17/14 > 210 bar

19/16/13

< 70 bar

21/18/16

Bombas de Engranajes Reguladores de caudal 70 – 210 bar 20/17/15 Cilindros > 210 bar

20/17/14

Eficacia βx > 200

Número de filtros

Mínimo Filtros

5 10 5 10 5 10 10 20

0,5 1,5 1 2 1,5 2,5 1 2,5

F PoRyF PoR PyR PoRyF P, R y F PoR P, R y F

10

1,5

PoRyF

5 10

0,5 1,5

F PoRyF

Normativa ¿Más normas?  NAS 1638 desarrollado para la industria aeronaútica americana ampliamente utilizado en aplicaciones industriales. Empleamo un sólo código para indicando el peor caso encontrado dentro de nuestro conteo.

Normativa ¿Más normas?  SAE AS4059 idéntico a la norma ISO 11218 – Clasificación de limpieza para fluidos hidraúlicos para la Industria Aeronáutica

Normativa ¿Más normas?  GOST 17216-2001 estándar del gobierno ruso de limpieza industrial

Normativa ¿Más normas?  NAV AIR 10-1A17 estándar sistemas hidraúlicos de aviones

Tipos de media filtrante y capacidades

Tipos de medio filtrante y capacidades Hay 2 tipos de medio filtrante  Medio de superficie Retiene los contaminantes en su superficie  Medio de profundidad Retiene lo contaminantes tanto en su superficie como dentro del cuerpo del medio. El medio de profundidad tendrá generalmente mayor capacidad de retención de suciedad por mm cuadrado de área que un medio de superficie.

Tipos de medio filtrante y capacidades Medio de superficie  Generalmente un material tejido; Bronce al fósforo o acero inoxidable  Captura partículas en la superficie del medio  El medio de superficie a veces se puede limpiar  El diseño es caro

(10µ Papel) [β75 = 25 - β30] (20µ Glasspack) [β200 = 20] (25µ Tejido metálico) [β75 = 25]

Tipos de medio filtrante y capacidades Medio de profundidad; Estructura graduada

Tubo central de soporte Malla interior de soporte

Capas de medio graduadas

Malla exterior de soporte.

Tipos de medio filtrante y capacidades Medio de profundidad; Estructure uniforme y graduada

5µ capas de medio

Aceite contaminado

Capas graduadas; 20µ y 5µ

Aceite más limpio

Aceite contaminado

Contaminantes gruesos Contaminantes finos

El aceite más limpio

Los 5 mecanismos básicos de filtración Según la ley de Vanderwhal’s de atracción de moléculas: “Se nececita menos energía para retener una molécula que para removerla” Difusión Impacto por inercia

Fibra

Gravedad

Atracción electrostática

Sedimentación Intercepción

Capacidad de Filtración La vida de un cartucho (Capacidad) está basada en la Superficie Total de Fibras dependiendo de: 1. Tamaño (dia.) de fibras 2. Número de fibras 3. Densidad de la matriz de fibras 4. Espesor de la matriz de fibras

Profundidad de filtración estructuras empaquetadas

CAUDAL

“BLOQUEO MEDIA” PROCESO DE FILTRATION

RESIDUO FILTRO Bloqueo de poro

Estructuras obstruidas abiertas

Ruta tortuosa del flujo

Partículas grandes Capturadas en la superficie

SUPERFICIE DE FILTRACIÓN (Ej: Membranas, tamiz, malla)

partículas retenidas en la matriz

Profundidad / espesor del filtro (Ej. Fibras no bobinadas)

Partículas adsorbidas

Tipos de medio filtrante y capacidades Material del medio

Eficiencia de captura

Malla metálica

Baja

Celulosa

Moderada

Fibra vidrio (Uniforme)

Alta

Fibra vidrio (Graduada)

Alta

Capacidad de retención

Baja

Moderada

Alta

Muy Alta

Presión diferencial

Vida útil en un sistema

Coste global (ciclo de vida)

Baja

Moderada

Moderada a Alta

Alta

Moderada

Moderada a Alta

Moderada a Alta Moderada a Alta

Alta

Muyy Alta

Moderada

Moderada a Baja

Tipos de medio filtrante y capacidades

Tipos de medio filtrante y capacidades

La capacidad del medio filtrante expresada como relación Beta (bx) indica la eficacia de eliminación de partículas del medio

Tipos de medio filtrante y capacidades Test Multipass ISO 16889 (reemplaza a la obsoleta ISO 4572)

• Está diseñada para imitar el funcionamiento de un sistema real en el laboratorio • Se emplea para definir el rendimiento del medio, principalmente:

– Eficacia en un rango de tamaños de partícula (relación ßx) – Capacidad de retención de suciedad.

Tipos de medio filtrante y capacidades Diferencias entre ISO 16889 vs ISO 4572 obsoleta •

•

La norma ISO 11171 es el método actual de calibración de contadores de partículas, empleando particulas en suspensión dentro del fluido de calibración MIL-H-5606, acorde al éstandar de calibración ISO Medium Test Dust (ISO MTD). El fluido de calibración tiene trazabilidad acorde al éstandar (SRM)2806 del Natinal Institute of Standards and Technology (NIST). La norma ISO 11171 reemplaza a la obsoleta ISO 4402, AC Fine Test Dust (ACFTD).

Tipos de medio filtrante y capacidades Diferencias entre ISO 16889 vs ISO 4572 obsoleta •

•

El estándar ISO 4572 anteriormente requería sólo el valor ßx > 75. Ese estándar se ha elevado ahora y reemplazado por el ISO 16889, con valores ß de 2, 10, 75, 100, 200 y 1000 para cada medio filtrante o paquete plisado. Tomando en cuenta un elemento de valor ß75 ( c ) > 10, la eficacia de eliminación es de 98,67% de partículas mayores de 75 micras. Muy a menudo los elementos filtrantes se comparan únicamente por el valor ß. El enfoque en los valores ß elevados es engañoso y no siempre provee la información necesaria.

Tipos de medio filtrante y capacidades Diferencias entre ISO 16889 vs ISO 4572 obsoleta

Tipos de medio filtrante y capacidades Relación Beta

Relación Betax =

Número partículas aguas arriba Número partículas aguas abajo

βx = 5,000 2,500

=2

(“x” = Tamaño de partícula especificado, por ejemplo b10 sería a 10 micras y mayor)

Tipos de medio filtrante y capacidades Relación Beta y eficacia

Sin partículas aguas arriba (antes de la lumbrera de entrada del filtro) = Relación Beta (b ) x Sin partículas aguas abajo (después de la lumbrera de salida)

La Relación Beta (bx) se emplea en la fórmula del rendimiento

Rendimiento =

( ) 1-1 βx

x 100

Tipos de medio filtrante y capacidades ¿Se puede clasificar un medio sólo a su tamaño de partícula indicado?  El medio se puede clasificar al tamaño que el cliente desee  Tenemos un medio de 10 µm que es un medio de 12 µm muy eficaz  Use la relación Beta para poder decir “Sí” al cliente.

β12 = 1000

12µ

10µ

β10 = 200 β3 = 1.01 β20 = 4000+

20µ 10µ

3µ

10µ

Tipos de medio filtrante y capacidades La tabla de eficacia de la media Grado de filtración Relación Beta de filtración típica βx=2

Tamaño de partícula um [c] Código βx=10 βx=75 βx=100 βx=200 βx=1000

50.0%

90.0%

98.7%

99.0%

99.5%

99.9%

-

-

-

-

4.0

5.5

02Q

-

-

-

5.0

5.5

7.0

05Q

-

6.0

8.5

9.0

10.0

12.0

10Q

11.0

15.0

16.0

17.0

20.0

20Q

6.0

Tipos de Filtros y Aplicaciones

Selección de la carcasa del filtro Criterios de selección  La mayoría de los filtros presenta la mayor parte de estas características  En algunos casos, no es necesario el by-pass  El indicador es opcional.

Indicador de colamtación Bypass

Conexión de salida

Conexión de entrada Carcasa de presión Cartucho

Selección de la carcasa del filtro Bypass  Se puede encontrar en filtros de todo tipo de aplicaciones  Se usa para evitar que el cartucho se colapse o reviente  En los filtros de aspiración, el by-pass se usa para evitar la cavitación de la bomba.  Los indicadores avisan ANTES de la apertura del by-pass.

Selección de la carcasa del filtro Relación bypass / indicador

Valor de by-pass 7. 0 bar 5,0 bar 3,5 bar 1,7 bar

Ajuste del indicador 5,0 bar 3,5 bar 2,5 bar 1,0 bar.

Selección de la carcasa del filtro Dimensionado del filtro  El filtro debe estar dimensionado para que ofrezca una vida útil completa  Esto se consigue asegurándose de que la relación el ajuste de la válvula by-pass y el Δp del cartucho limpio sea 3:1 o mejor. Por ejemplo, by-pass ajustado a 3,5 bar, el Δp inicial con cartucho limpio no debería exceder de 1,1 bar.

Selección de la carcasa del filtro Dimensionado del filtro; Delta P  ¿Qué es Δp (Delta P)?  Δp es la medida de la diferencia entre la presión antes del filtro (aguas abajo) y la presión después del filtro (aguas arriba)  Δp Delta P Presión diferencial Aguas abajo (antes del filtro) - 400 bar Aguas arriba (después del filtro) - 399 bar Presión diferencial 1bar  Monitorizando el nivel de Δp, controlamos la condición del cartucho.

Selección de la carcasa del filtro Dimensionado del filtro; Curvas de caudal frente a presión en la carcasa (La curva está basada en 30 cSt a 40OC) 15CN Em pty Housing

delta P (bar)

(30cSt @ 40 C)

0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

3/4" ports

1" Ports

0

10

20

30

40

Flow (l/Min)

50

60

70

Selección de la carcasa del filtro Dimensionado del filtro; Curvas de caudal frente a presión del cartucho (La curva está basada en 30 cSt a 40OC) 15CN-1 Elem ents Only 1.8 05Q

02Q

1.6

Delta P (bar)

1.4 1.2

10Q

1.0 20Q

0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Flow (l/Min)

45

50

55

60

65

70

75

Tipos y emplazamientos de los filtros

Tipos y emplazamientos de los filtros Tipos y emplazamientos     

Filtro de aire Aspiración Presión Retorno Fuera de línea.

Tipos y emplazamientos de los filtros Tipos y emplazamientos; Filtros de aire  ¡El filtro de aire es el filtro olvidado del sistema!  Un componente necesario del sistema de respiradero  Ahora hay disponibles múltiples opciones  Puede ser una barrera eficaz contra la entrada de contaminantes.

Respiraderos de llenado

   

Metálico estándar Bloqueable Alta capacidad IP65 Moldeado

Respiraderos metálicos estándar  Acero chapado  Medio de espuma  Capacidad de retención de suciedad muy reducida  En realidad, el medio de 10µ está más próximo a 40µ  En uso, faltan la mayoría de las tapas  Muchas cestas están dañadas o retiradas  No se cambian NUNCA

Respiraderos spin-on

 Disponible con medio de 5µ nominal y 3µ absoluto  Opciones de montaje rosca o brida.  Ofrecen una inversión rentable  Sigue sin ser percibido como un componente que se debe sustituir.

Filtros de aire con cartuchos de recambio

 Un filtro de aire ecológico  Indicador de condición instalado  Cartucho sustituible de 1 ó 2 micras. Media 1.5µ resistente al agua  Roscado o montaje en brida.

Filtro de silica-gel absorbente

Filtros de aire Ventajas

 Punto de control primario de los contaminantes  Impide la entrada de contaminantes respirables  Alto control de calidad posible  Fácil de mantener  Coste de funcionamiento muy bajo  Coste de repuestos muy bajo.

Filtros de aire Desventajas

 

El coste inicial es relativamente alto La instalación requiere un punto de llenado.

Filtros de aspiración

 Los filtros de aspiración y los coladores de aspiración (cartuchos) son diferentes  Los filtros son externos al sistema, los coladores están situados en el fondo del depósito  Los filtros de aspiración se emplean en los sistemas donde la contaminación es una forma de vida.  Se encuentran en sistemas antiguos, diseñados antes de la llegada de los filtros fiables y de bajo coste durante toda su vida útil  En la actualidad, los coladores de aspiración en el interior del depósito son la forma más común de “filtro” de aspiración  Tienen generalmente una capacidad de entre 60μm y 150μm, siendo 125μm la norma.

Filtros de Presión

 Diseñado para su instalación entre la bomba y los otros componentes del sistema  Diseñado para ofrecer protección a estos componentes y controlar los niveles de contaminación.

¿Qué son filtros de presión?  Dentro del contexto de los sistemas de fluido hidráulico; Los filtros de alta presión están diseñados para su instalación inmediatamente después del sistema de bombeo, entre la bomba y los componentes de trabajo.  Con algunas excepciones, están diseñados para funcionar a presiones superior a 250 bar y están clasificados por bandas, por ejemplo, >414 bar, >420 bar, >700 bar >1000 bar  Los filtros de media presión están diseñados para su instalación en cualquier parte del interior del sistema donde sea necesario proteger los componentes, pero donde la presión es reducida.  Con algunas excepciones, están diseñados para funcionar a presiones de entre 35 bar y 250 bar. Están clasificados por bandas, por ejemplo, >40 bar, >70 bar, >160 bar, >250 bar.

EPF iprotect®

Sin restricción en la cabeza (no hay bypass)

Bypass integrado en el núcleo

Bypass

Núcleo reutilizable

Cartucho iprotect®

Cazoleta

El núcleo siempre está en la cazoleta

Tapa inferior

Conexión patentada Junta tórica en ángulo

Cierre del núcleo

EPF iprotect®

Flujo Bypass

Tapa inferior

Cierre en la cazoleta

EPF iprotect®

Bypass sistema convencional Genera turbulencia y pérdida de carga adicional

Bypass EPF Caudal optimizado menor turbulencia y pérdida de carga

EPF iprotect®

Filtros de Retorno

 Diseñado para su instalación entre los componentes de trabajo del sistema y el depósito de fluido  Se puede montar en línea o semisumergidos.

¿Qué son los filtros de baja presión?  Dentro del contexto de los sistemas de fluido hidráulico; Los filtros de baja presión están diseñados para su instalación después de los componentes de trabajo del sistema, pero antes del depósito.  Con algunas excepciones, están diseñados para funcionar a presiones de hasta 34 bar y están clasificados por bandas. Por ejemplo, >6 bar, >10 bar, >34 bar.  Los filtros de línea de retorno pueden tener un diseño en línea o estar instalados en la parte superior del tanque. La ventaja del diseño montado sobre tanque es que, al estar la mayor parte del volumen del filtro dentro del tanque, se utiliza un espacio mínimo. Las instalaciones de filtros sobre tanque son compactas.

222

Filtros de baja presión Semi-sumergidos

 Baja altura instalada  Cabeza multi-lumbrera disponible  Variedad de configuraciones de montaje (columna magnética, difusor, etc...)

Fuera de línea

 Diseñado para su instalación como sistema adicional independiente  La instalación se realiza a menudo después de que se haya instalado la máquina, para hacer frente a la filtración inadecuada del sistema.

Control de Contaminación

Diagnóstico

7

Métodos Evaluación Contaminación Limitaciones: El ojo humano sólo detecta partículas >40 micras (30 micras(c)) salvo que estén presentes en grandes cantidades.

GRAVIMETRÍA 1 muestra de 1 L O registrar el volumen

Membrana de Trabajo, W

Membrana de Control, C

El análisis gravimétrico no está disponible en tiempo real y a veces es errático, no informa sobre la condición del fluido. La membrana requiere un entorno de laboratorio

1mg/l

¿0.5 mg/l?

8

Gravimetría – Datos Laboratorio – QinetiQ (UK MoD) Muestra Contaminación - mg/lt

Medición Gravimetría -mg/lt

Sample 1

0.00

Sample 1

0

Sample 2

0.25

Sample 2

0.4

Sample 3

0.50

Sample 3

1.2

Sample 4

0.75

Sample 4

1.5

Sample 5

1.00

Sample 5

2.2

Sample 6

1.50

Sample 6

1.7

Sample 7

2.00

Sample 7

2.2

Sample 8

0.75

Sample 8

0

Sample 9

Field Sample

Sample 9

1.1

Sample 10

Field Sample

Sample 10

0.2

Sample 13

0.75

Sample 13

1.2

9

Gravimetría – Field Data (NATO Pipeline) >4µ

>6µ

>14µ

>21µ

>25µ

>30µ

ISO Code

Sample 1

1414.5

313.7

10.6

2.5

1.1

0.6

18:15:11

Sample 2

8523.6

1091.6

9.5

2.0

1.0

0.4

20:17:10

Cumulative Counts

Counts Per/ml

10,000.0 8,000.0 6,000.0

Sam ple 1

4,000.0

Sam ple 2

2,000.0 0.0 >4µ

>6µ

>14µ

>21µ

>25µ

>30µ

Micron Channel Size

Sample 1 – Gravimetric Measured at 0.29 mg/lt Sample 2 – Gravimetric Measured at 0.23 mg/lt

APC – Contadores de Partículas Automáticos Normativa: ISO 11500 – Determinación de la contaminación por partículas empleando empleando el conteo automático medinate el principo de extinción de luz ISO 11171 – Calibración de contadores de partículas para líquidos ISO 11943 – Verificación secundaria APC según ISO 11171 SRM 2806 – Polvo de referencia éstandar Códigos Distribución de Partículas ISO 4406-1999 – Método de codificación del nivel de contaminación por partículas sólidas. NAS 1638 SAE AS 4059 GOST 17216-2001 NAV AIR 10-1A17

Bloqueo de Luz Principio típico de bloqueo de luz.

400 micron

400 micron

Particle Flow Path

Bloqueo de Luz Una partícula de 5µ proyectada en un foto-diodo de 400µ x 400µ tendrá como resultado… 6400:1 imagen a ratio de detección.

Bloqueo de Luz La insuficiencia de esta tecnología.

= SATURACIÓN

Particle Flow Path

Bloqueo de Luz Parker supera esta insuficencia enmascarando el 99% del foto-diodo

Particle Flow Path

Bloqueo de Luz

La misma partícula de 5µ proyectada en el foto-diodo enmascarado… 80:1

imagen a ratio de detección

Bloqueo de Luz Se obtiene un rendimiento superior en el conteo con el LCM20 de Parker. = SIN SATURACIÓN

Particle Flow Path

11

Tecnología de los contadores de partículas •Los contadores de partículas automáticos (APC) han utilizado históricamente la técnica de bloqueo de luz. •Las partículas son medidas por un foto-diodo que convierte la energía de la luz a un voltaje registrado en un intervalo de tiempo •La particula se mueve a lo largo de la célula de prueba, a través de un proceso de oscuración de luz El total de pérdida de luz es proporcional al tamaño de la partícula. •La caida de voltaje en el diodo (relacionado con el tamaño de la partícula) se convierte en capacitancia y es almacenada por el instrumento en uno de los 3 canales designados para los diferentes tamaños de partículas.

¿Cómo funciona la técnica de bloqueo de luz?

VOLTIOS

El área de pico es equiparable al área de la sombra la cual se convierte en el área de la esfera equivalente proyectada cuyo diámetro secalcula y registra como el tamaño de partícula acorde a la norma ISO 11171:1999

TIEMPO

Esquema

¿Qué información nos da nuestro equipo? •Nos proporciona una lectura inmediata del número de partículas por tamaño de nuestro sistema. •Nos permite poder clasificar la calidad de nuestro fluido acorde a los estándares actuales.

¿Qué información nececitamos? •Índice PQ • Equipo que determina de de manera cuantitativa las partículas ferromagnéticas en muestras de aceite y grasa. •Es un magnetómetro que mide la masa de partículas ferromagnéticas (Fe y Ni) • Es muy útil para identificar partículas ferromagnéticas a partir de 5-10µ, pudiendo comparar la información obtenida en ppm a partir de otras técnicas. •Nos puede ayudar a identificar la rotura de filtros debido a partículas de gran tamaño.

¿Qué información nececitamos? •Índice PQ

¿Qué información nececitamos? •Índice PQ

¿Qué información nececitamos? •TAN / TBN •Indican el grado de acidez ó alcalinidad de un gramo de muestra, en condiciones normalizadas • TAN (Número de ácido total). Representa los mg de KOH necesarios para neutralizar todos los constituyentes ácidos presentes en 1 gramo de muestra de aceite. •TBN (Número de base total). Representa los mg equivalentes de KOH necesarios para neutralizar sólo a los constituyentes alcalinos presentes en un gramo de muestra

¿Qué información nececitamos? •TAN / TBN •Los fallos que producen un aumento de la acidez del aceite producen simultáneamente una reducción en la basicidad propia del aceite. El aumento de la acidez está asociado a su oxidación y a la contaminación. • Un 60% inferior del TBN inicial y un 80% superior del TAN al TBN medido aconsejan un cambio de aceite.

¿Qué información nececitamos? •Viscosidad •Es la propiedad más importante del aceite indica cual será su comportamiento. La viscosidad depende de la temperatura •Una variación del 20% indica un aceite degradado. •La tendencia de un aceite a cambiar su viscosidad con la temperatura es el índice de viscosidad; se mide comparando la viscosidad con dos aceites en las mismas condiciones: - Uno de base parafínica de poca variación con la temperatura - Otro de base nafténica de gran variación con la temperatura.

Mayor índice de viscosidad indica mayor rango de temperaturas de trabajo

¿Qué información nececitamos? •Detergencia / Dispersidad •Detergencia es la propiedad a evitar o reducir la formación de depósitos carbonosos por altas temperaturas. Los aceites detergentes mantienen en suspensión dichos depósitos carbonosos. La detergencia se reduce con la degradación y el consumo de los aditivos formados por compuestos de calcio, magnesio y bario. • Dispersidad es la propiedad a evitar la aglomeración de los lodos húmedos originados en el funcionamiento en frío que son compuestos complejos de "carbón ,óxidos y agua.” Se reduce con la degradación y consumo de aditivos formados por compuestos orgánicos. • Los aditivos que confieren la detergencia y la dispersidad tienen caracter básico por lo que estos aditivos son los que se cuantifican cuando se determina en TBN

¿Qué información nececitamos? •Detergencia / Dispersidad •Método de la mancha: se deposita una gota de aceite en papel de filtro con una varilla de 6mm para tener un ensayo repetitivo. Dos manchas una a temperatura ambiente y otra a temperatura de trabajo. •Tres Zonas: Zonal central o de carbón con su barrera límite Zona intermedia o de detergencia Zona exterior o de oxidación

¿Qué información nececitamos? •Insolutos Los productos de la degradación de los aceites son sólidos insolubles en el aceite base; los cuales forman lacas, barnices y lodos. El resto queda disuelto aumentando la viscosidad del aceite. Un valor superior al 3% indica un aceite degradado.

¿Qué información nececitamos? •Espectrometría Es el método más empleado de determinación y cuantificación de elementos contaminantes en el aceite. Se recomienda no usar sólo la concentración de partículas como parámetro de diagnóstico pues al aumentar la severidad del fallo también aumenta el tamaño de las partículas Sulfate

0.7

Absorbance

0.6 0.5

Antiwear

Oxidation Nitration

Water

0.4

Soot

0.3

Fuel

0.2 0.1 3500

3000

2500

2000

Wavenumber (cm-1)

1500

1000

¿Qué información nececitamos? •Espectrometría Parameter

Frequency (cm-1)

Traditional Method

Oxidation

1710

Acid number (AN) titration

Nitration

1630

None

Sulfation

1150

Base Number (BN) titration

Diesel Fuel

810

Flash Point, Gas Chromatography

Gasoline

750

Flash Point, GC

Water

3420

Karl Fisher

Glycol

1080,1040, 880

Colorimetry, GC

Soot

2000

Thermogravimetric

Antiwear

980

Elemental Analysis (Zn etc.)

(T)BN

1516,1152

BN by titration

¿Qué información nececitamos? •Espectrometría Hierro (Fe)

Es el más común de los metales de desgaste. Paredes de cilindros, guías de válvulas, segmentos de cilindros, rodamientos de bola, levas, balancines, engranajes, cadenas, muñequillas de cigüeñal.

Aluminio (Al)

Pistones, cojinetes y polvo de contaminación externa.

Cobre (Cu)

Presente en forma de aleación, bien bronce bien latón. Arandelas y cojinetes.

Magnesio (Mg) Aditivo detergente del lubricante. Sodio (Na) Agua en equipos marinos. Níquel (Ni)

Metal de válvulas de alta resistencia y álabes de turbinas.

Plomo (Pb)

Cojinetes. Contaminación en motores que utilicen gasolinas con plomo.

Silicio (Si)

Se encuentra en la mayoría de muestras de aceite debido a polvo en el aire, juntas, y en algunos aceites aparece como agente, aceite debido a polvo en el aire, juntas, y en algunos aceites aparece como agente antiespumante.

Estaño (Sn) Boro (B) Bario (Ba) Molibdeno (Mo)

Cojinetes y restos de soldadura blanda. Aditivo del aceite Aditivo detergente del aceite. Segmentos de pistones y aditivo del aceite.

Zinc (Zn)

Componente del latón, y aditivo antioxidante del aceite.

Calcio (Ca) Fósforo (P)

Aditivo detergente del aceite. Aditivo antidesgaste del aceite.

Tratamiento

Tipos de Contaminación Eliminación de la contaminación del Agua:

   

Coalescencia Centrifugación Absorción Deshidratación al vacío.

Tipos de Contaminación Eliminación de la contaminación del Agua - Absorción:

 El medio Parker ParGel™ es 50% celulosa y 50% hidrocopolímero laminado  Elimina el agua del aceite a diferentes caudales, en función de los parámetros de funcionamiento del sistema.

Después de utilizar ParGel™hay que “limpiar” el aceite.

Tipos de Contaminación Eliminación de la contaminación del Agua - Absorción:

 Es importante conocer la cantidad inicial de agua y el objetivo final.  El caudal y la viscosidad serán parámetros críticos para determinar el número de elementos necesarios.

PVS – Portable Purification System Método de eliminación de agua: Deshidratación por vacío: (destilación instantánea) empleada para “secar” fluidos hidraúlicos y de lubricación mediante la exposición a vacío parcial. La tecnología de destilación instantánea también aplica calor para conseguir el cambio de fase del agua y poder operar a una presión de vacío menor.

Transferencia de Masa Principio Transferencia Operativo de Masa Temperatura 32°C - 46°C Vacío Menor 0,8 bar Calentador Opcional (alta viscosidad)

Destilación Instantánea Destilación 60°C Mayor 0,88 bar Requerida

Tipos de Contaminación Condensador

Torre de vacío

Interruptor de alto nivel de aceite Elementos De dispersión

Interruptor de alto nivel de condensado

Salida

Interruptor de bajo nivel de aceite

Aire seco y exento de aceite Depósito de condensado

Filtro fino Beta200 75

Bomba de descarga de aceite

Entrada 11 kW Calentador

(Lubricador de aceite)

Bomba de vacío

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Eliminación agua tras 24h

75

Tipos de Contaminación Filtración SubMicrónica

Limitaciones Filtración Mecánica

 Ineficiente para partículas pequeñas generalmente sólo se retienen > 3µ  Ineficiente para artículas blandas y precursoras de barnices

 No eliminan barnices; de hecho con un filtro de gran eficacia y excesiva presión se generan más barnices.

How the Technology Works:

“Balanced Charge Agglomeration™” (BCA)

1. Las partículas atravisesan los electrodos de alto voltaje los cuales inducen las partículas cargas (+) y (-) en caminos diferentes. 2. Opuestamente las partículas cargadas se mezclan y se atraen entre ellas formando aglomerados entre ellas. 3. Dichos aglomerados son retenidos con mayor eficacia por los filtros o eliminados mediante separadores centrífugos.

Agglomerated particles from the collection filter media at Prairie Island Nuclear power plant magnified at 500 X

BCA – eliminación de agua • La tecnología BCA no elimina el agua, sin embargo… • La eliminación de miles de partículas submicrónicas reduce la posibilidad del incremento de agua. • El agua se puede separar de forma más sencila. • Desulsibilidad mejorada. • Demulsibilidad es la capacidad de un líquido no soluble en agua para separarse de la misma cuando está formando una emulsión.

Side by side water separation

Time = 0

Water and oil mixed

Time = 15 minutes. BCA treated oil totally separated.

Case Study in Thailand-1 GE Gas Turbine Frame 6 Before BCA treatment

After BCA treatment

Spool Servo Valve

Case Study in Thailand-1 GE Gas Turbine Frame 6 Before BCA treatment

After BCA treatment

Filter Servo Valve

e:learning http://www.parkerhfde.com/elearning/ index.html

Gracias ¿Algún comentario final?