Que óleo hidráulico usar em uma unidade de energia hidráulica?

O que é óleo hidráulico – e por que escolher o óleo certo é importante

O óleo hidráulico é um fluido mineral ou sintético que transmite energia, lubrifica componentes internos e dissipa calor dentro de um sistema hidráulico. Em um unidade de energia hidráulica , não é um meio passivo — é a substância de trabalho que determina a eficiência com que a força é gerada, quanto tempo duram as vedações e as bombas e quão confiável é o desempenho de todo o sistema sob carga.

A resposta curta para "que óleo hidráulico devo usar" depende de três fatores: o grau de viscosidade exigido pela sua bomba, a faixa de temperatura operacional da sua aplicação e a compatibilidade do pacote de aditivos com suas vedações e metais. Faça tudo certo e a unidade de energia hidráulica funcionará perfeitamente por milhares de horas. Se errar, você enfrentará cavitação, inchaço da vedação e falha prematura da bomba.

Os principais tipos de óleo hidráulico e o que eles contêm

A maioria dos óleos hidráulicos se enquadra em uma das quatro categorias. Cada um possui uma composição específica projetada para diferentes condições operacionais.

Óleo Hidráulico de Base Mineral (HL, HM, HV)

Refinados a partir do petróleo bruto, estes são os fluidos mais comuns utilizados em unidades de energia hidráulica padrão. Os graus ISO HL (inibidores de ferrugem e oxidação), HM (aditivos antidesgaste adicionados) e HV (alto índice de viscosidade para ampla faixa de temperatura) cobrem a maioria das aplicações industriais e móveis. HM46 e HM68 estão entre as classes mais amplamente especificadas em todo o mundo.

Óleo Hidráulico Sintético (HFDU, à base de PAO)

Fluidos sintéticos à base de polialfaolefina (PAO) e éster oferecem uma faixa de temperatura operacional mais ampla, normalmente −40°C a 120°C , em comparação com a faixa prática do óleo mineral de aproximadamente -20°C a 90°C. Eles são usados ​​em unidades de energia hidráulica que operam em frio extremo (equipamentos externos em climas nórdicos) ou em aplicações contínuas de alto ciclo onde a degradação térmica é uma preocupação.

Fluidos Hidráulicos Resistentes ao Fogo (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Usado em fundições, operações de fundição sob pressão e mineração subterrânea onde vazamentos próximos a fontes de ignição criam risco de incêndio. Fluidos água-glicol (HFC) são comuns e normalmente funcionam em 35–50% de teor de água , o que reduz a lubricidade — portanto, as classificações de pressão da bomba devem ser reduzidas de acordo.

Óleo Hidráulico Biodegradável (HETG, HEPG, HEES)

Os fluidos de óleo vegetal (HETG) e éster sintético (HEES) são necessários em áreas ambientalmente sensíveis – máquinas florestais, equipamentos de convés marítimos, agricultura perto de cursos de água. Os fluidos HEES geralmente oferecem melhor estabilidade à oxidação do que HETG e são mais compatíveis com materiais de vedação padrão.

Explicação dos graus de viscosidade – O que significam os números

Os números ISO VG (Grau de Viscosidade) representam a viscosidade cinemática do fluido em centistokes (cSt) a 40°C. As classes comuns usadas em unidades de energia hidráulica estão listadas abaixo:

VG 46 é a escolha padrão para a maioria das unidades de energia hidráulica operando entre 20°C e 50°C de temperatura ambiente. Se o sistema funcionar mais frio de forma consistente, desça para VG 32. Se funcionar mais quente ou com pressão sustentada mais alta (acima de 250 bar), suba para VG 68.

Principais propriedades que determinam o desempenho do óleo em uma unidade de energia hidráulica

O grau de viscosidade é o ponto de partida, mas várias outras propriedades afetam diretamente o comportamento do óleo dentro da bomba, do bloco de válvulas e dos atuadores de uma unidade de energia hidráulica.

• Índice de viscosidade (VI): Mede o quanto a viscosidade muda com a temperatura. Um VI mais alto significa desempenho mais estável em variações de temperatura. Os óleos minerais HM padrão ficam em torno de VI 95–105. Os óleos HV e os sintéticos atingem VI 150 .
• Aditivos antidesgaste (AW): O dialquilditiofosfato de zinco (ZDDP) é o mais comum. Ele forma uma película sacrificial nas palhetas da bomba, nos dentes das engrenagens e nos patins do pistão. Essencial para bombas de palhetas e de engrenagens que operam acima de 100 bar.
• Estabilidade à oxidação: O óleo hidráulico degrada-se por oxidação, formando lamas e ácidos. Os óleos HM de qualidade têm uma vida útil de oxidação de 2.000 a 4.000 horas em ciclos de trabalho padrão. Os sintéticos estendem isso para 8.000 horas.
• Demulsibilidade: A capacidade do óleo de se separar da contaminação da água. A baixa demulsibilidade leva à emulsificação, que destrói a película de óleo e acelera a corrosão dentro do reservatório da unidade de energia hidráulica.
• Liberação de ar e resistência à espuma: O ar incorporado causa cavitação. O óleo hidráulico deve liberar o ar dissolvido rapidamente – um bom valor de teste é inferior a 5 minutos de tempo de liberação de ar a 50°C de acordo com a ISO 9120.

Como combinar o óleo hidráulico com o tipo de bomba da sua unidade de energia hidráulica

Diferentes projetos de bombas impõem demandas diferentes ao fluido hidráulico. Usar o tipo de óleo errado para a bomba pode causar taxas de desgaste muito acima das expectativas do projeto.

Bombas de engrenagem

As bombas de engrenagens são tolerantes a uma ampla variedade de óleos hidráulicos. HM46 é a recomendação padrão. Elas podem lidar com níveis de contaminação ligeiramente mais elevados do que as bombas de palhetas ou de pistão, mas a limpeza de acordo com a norma ISO 4406 classe 18/16/13 ou superior ainda é aconselhável.

Bombas de palhetas

As bombas de palhetas são as mais sensíveis à qualidade do óleo. Eles exigem boa proteção antidesgaste porque as pontas das palhetas correm contra o anel do came sob a força da mola e da força centrífuga. Alguns fabricantes de bombas de palhetas (Vickers/Eaton, por exemplo) especificam fluidos que atendem ao seu próprio teste antidesgaste (o teste Vickers 35VQ25) em vez de apenas a classificação ISO.

Bombas de pistão axial

Bombas de pistão axial de alta pressão (operando entre 250 e 450 bar) em unidades hidráulicas usadas para prensas, moldagem por injeção e guindastes móveis exigem excelente lubrificação e limpeza. Código de limpeza ISO 4406 alvo de 16/14/11 ou melhor. HV46 ou HV68 são comumente especificados para lidar com variações de temperatura em aplicações móveis.

Contaminação: a verdadeira causa da maioria das falhas no óleo hidráulico

Estudos dos principais fabricantes de componentes hidráulicos mostram consistentemente que mais de 70% das falhas do sistema hidráulico são causadas pela contaminação de fluidos e não apenas pela degradação do óleo. A contaminação ocorre de três formas:

• Contaminação por partículas: Partículas de desgaste metálico, areia de fundição, respingos de solda e sujeira ingerida através de respiros ou vedações da haste do cilindro. Controlado por linha de retorno e filtragem off-line, visando filtros absolutos de 10 mícrons ou mais finos.
• Contaminação da água: Condensação em reservatórios com grande ciclagem térmica ou ingresso externo. O teor de água acima de 0,1% começa a reduzir a capacidade de carga do óleo e promove o crescimento bacteriano em fluidos biodegradáveis. Monitor com titulação Karl Fischer.
• Contaminação química: A mistura de fluidos hidráulicos incompatíveis — por exemplo, a adição de óleo sem zinco (sem cinzas) a um sistema contendo óleo AW à base de zinco — pode causar precipitação de aditivos e entupimento do filtro em poucas horas.

Ao trocar o tipo ou marca de óleo em uma unidade hidráulica existente, sempre lave o sistema com óleo mineral de baixa viscosidade e drene completamente antes de reabastecer. A limpeza do reservatório entre as trocas de óleo não é opcional – ela remove imediatamente a lama que contamina o óleo novo.

Intervalos de troca de óleo e monitoramento de condições

A troca do óleo hidráulico em um horário fixo, independentemente da condição real, desperdiça óleo e corre o risco de estender demais o fluido degradado ou descartar o óleo utilizável. O gerenciamento de óleo baseado em condições é a melhor abordagem para unidades de energia hidráulica em uso industrial contínuo.

Como referência, os intervalos típicos de troca de óleo para óleo mineral HM em uma unidade de energia hidráulica bem conservada são:

• Serviço leve e ambiente controlado: 2.000–4.000 horas
• Ciclo de serviço médio e temperatura moderada: 1.000–2.000 horas
• Exposição a altas temperaturas, temperatura elevada ou contaminação: 500–1.000 horas

Os indicadores de condição a serem testados durante a amostragem programada de óleo incluem: viscosidade a 40°C (±10% de desvio da nova revisão dos acionadores de óleo), índice de acidez (TAN acima de 2,0 mg KOH/g para óleo mineral indica oxidação), teor de água (acima de 0,1% requer ação imediata) e contagem de partículas de acordo com a ISO 4406.

Guia Prático de Seleção: Qual Óleo Hidráulico Usar

Se o manual do fabricante da sua unidade hidráulica especificar um tipo de óleo e viscosidade - siga-o exatamente. Essa especificação leva em conta as folgas da bomba, os materiais de vedação e a pressão do sistema. Quando o manual não estiver disponível ou fornecer apenas uma ampla gama, use este caminho de decisão:

1. Identifique o tipo da sua bomba (engrenagem, palheta, pistão) e sua pressão máxima de operação.
2. Determine sua faixa normal de temperatura operacional no reservatório.
3. Se a temperatura ambiente for estável e moderada (15°C–45°C): use HM46 para bombas de engrenagens e palhetas, HM68 para bombas de pistão de alta pressão.
4. Se a temperatura ambiente variar muito ou a unidade for móvel: use HV46 pelo seu maior índice de viscosidade.
5. Se a aplicação for próxima à água ou em áreas ecologicamente sensíveis: use o fluido biodegradável de éster sintético HEES no grau de viscosidade correto.
6. Se houver risco de incêndio: consulte o fabricante da bomba sobre os tipos de fluido resistentes ao fogo aprovados e aplique a redução de pressão relevante.

Nunca misture marcas ou tipos de óleo hidráulico sem confirmar a compatibilidade dos aditivos com ambos os fabricantes. Mesmo dois óleos HM46 de fornecedores diferentes podem conter aditivos químicos incompatíveis.