Diapositiva 1

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
<70 bar
Servo Válvulas
Válvulas
Proporcionales
Bombas Caudal
Variable
17/14/12
70 – 210 bar 16/13/11
>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 Par<>Gel™ 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 Par<>Gel™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?