ATH S.A. ANEXO MODULO I 2023 ATH S.A. Caños y sellos hidráulicos. Los caños de hierro y acero fueron los primeros conductores utilizados en los sistemas hidráulicos. Se clasifican según sus medidas nominales y el espesor de las paredes. El espesor de las paredes se expresa como un valor nominal (Schedule). Los tres Schedules que normalmente se utilizan en los sistemas hidráulicos: Schedule 40 Schedule 80 Schedule 160 (caño stándard) (caño pesado) (caños con mayor espesor de pared) Las medidas nominales de los caños, indican la medida de las roscas. Tubos de Acero s/costura ASTM A53 ATH S.A. ATH S.A. Tubos para sistemas hidráulicos. Los tubos de acero sin costura ofrecen ventajas significativas por sobre los caños. Los tubos se pueden doblar para darles cualquier forma, son más fáciles de trabajar y se pueden utilizar muchas veces sin que se produzcan problemas de sellado. Generalmente el número de uniones es reducido. Los tubos pueden soportar mayor presión; sin embargo son más costosos, como así también los accesorios que se necesitan para hacer las conexiones. Si el costo no es un obstáculo, es preferible los tubos a los caños, por tener mejor sellado y fácil mantenimiento. Sistema para union de tubos por flange ATH S.A. Tubos de acero, sin costura, trefilados en frio, para uso en instalaciones hidráulicas de alta presion, con dimensiones en pulgadas. Tubos de acero, sin costura, métrico. ATH S.A. Roscas de los caños. Las roscas de los caños se encintan, en cambio los tubos como algunos accesorios para las mangueras, tienen los extremos lisos. Cuando se ajusta el caño, las conexiones se sellan con un accesorio de interferencia entre macho y hembra. Esta es una de las mayores desventajas de los caños: Cuando se rompe una unión, se debe ajustar más el caño para volver a sellarlo. Para roscar caños y accesorios en un sistema hidráulico, se requieren roscadoras especiales. Nota: Los diversos accesorios necesarios en un circuito hidráulico armado con caños, presentan múltiples posibilidades de pérdidas, particularmente cuando la presión aumenta. ATH S.A. Roscas Roscas utilizadas en tubos y accesorios: Europea BSP: es una rosca cilíndrica que hace que el sello a través de una junta tórica (anillo tórico) y puede ser utilizado en los terminales orientables. BSPT: es una rosca cónica que hace un sello a través del contacto entre las roscas y el uso de cinta de Teflón tiene la desventaja de no ser capaz de girar conexiones en uso. Comúnmente denominado "Gas“ Métrica: similar a BSP USA NPT: Es una rosca cónica, tanto para el varón como a la hembra NPT. Viene en aplicación oleoducto. Terminales no se puede utilizar orientable. SAE Cilíndrica roscada con aplicación similar BSP. Rosca macho cónica Rosca hembra cónica, en una unión o cuerpo de componente. Rosca macho Rosca hembra NPT Un error común es unir roscas BSP hembra con NPT macho. Esto no es ideal ya que el número de hilos por pulgada es diferente, sino también el ángulo de la rosca de tornillo. Esto causa daño a las roscas y por consiguiente derrame de aceite por las roscas. Si las tuberías o conexiones las apretamos demasiado, se deforman hasta llegar a la rotura de las piezas. Tablas de Roscas ATH S.A. ATH S.A. Mangueras. Las mangueras flexibles no están limitadas a aplicaciones móviles. Su uso puede ser considerablemente conveniente en recorridos cortos, con la ventaja de que pueden absorber golpes de ariete y picos de presión. a) Las mangueras dispuestas en línea recta deben montarse con una cierta comba. b) El radio de curvatura no debe quedar por debajo de un mínimo. c) Cuando los arcos son pequeños, la manguera se aplana impidiendo el paso del fluido. d) Evitar retorcer la manguera (observar inscripciones de la misma). ATH S.A. Mangueras flexibles A menudo, cuando use mangueras flexibles de conductos hidráulicos deben ser objeto de un movimiento, flexión y / o vibraciones. La norma para la mayoría de estas mangueras SAE J517 es el. Este estándar contiene 100R números de control de los requisitos de construcción, dimensiones, presión y compatibilidad con los fluidos con la temperatura. Muchos fabricantes han desarrollado tubos que cumplen los requisitos de la operación de J517, pero sin seguir las reglas de dimensiones. Generalmente estas mangueras no tiene material de refuerzo o el número de capas establecidos. Típicamente, los diámetros exteriores son más pequeños que el estándar J517 correspondiente. Las conexiones a los extremos de las mangueras puede ser reutilizado en el caso de terminales reutilizables, estos terminales sólo se recomiendan para bajas presiones. Terminales prensados se recomiendan para presiones medias y altas. Se recomienda que estos accesorios tienen tuercas giratorias en cada extremo o medio-SAE bridas de manera que las mangueras no se puede girar o retorcer para su correcta instalación. Debe tenerse en cuenta los siguientes datos para seleccionar una manguera: - Tipo de fluido; - Presion y temperatura de trabajo; -Flujo, teniendo en cuenta la pérdida de carga para determinar el diámetro correcto; -- Conetores, tipos y roscas Terminal macho fijo Revestimento de goma compatíble con el aceite y condicioes ambientales Tubo sintético compatíble con el tipo de aceite Terminal 90º con tuerca giratoria Refuerzo de mallas de acero trrenzado Terminal 90º con anillo para media-flange SAE ATH S.A. Seguridad en los sistemas hidráulicos. Que un sistema hidráulico se encuentre bajo una gran presión (5000 PSI) no resulta extraño. Los operadores de los mismos no siempre reconocen el peligro potencial de los mismos, porque no existe movimiento visible. Si se realiza un service, o bien se ajustan o reemplazan partes sin los cuidados necesarios, se pueden ocasionar heridas graves. a) Antes de realizar cualquier trabajo, efectuar los bloqueos adecuados. b) No operar parte alguna del sistema hidráulico sin autorización. c) Los acumuladores deben estar bloqueados, o bien aliviados. d) No permitir que ingresen partículas extrañas en el sistema. ATH S.A. e) Limpiar cualquier derrame de fluido antes de dejar el área de trabajo. f) No trabajar un sistema hidráulico sin la guía de un supervisor. g) Siempre se debe volver a instalar cualquier cubierta que se quitara. h) No permitir que ingrese suciedad en el sistema. i) El aceite a presión puede penetrar en la piel. Nunca utilizar las manos para verificar la existencia de pérdidas. j) No intentar la extracción de parte alguna del sistema hidráulico, sin la previa verificación de que el mismo esté aliviado. La presión hidráulica puede ocasionar heridas graves o causar la muerte. ATH S.A. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE CONTAMINACIÓN Los riesgos de la contaminación El 80% de los daños producidos en la puesta en marcha de un circuito son debido a las impurezas contaminantes en los fluidos hidráulicos y de lubricación. Si bien la limpieza química y el flushing son realizados para instalaciones nuevas, se recomienda estas operaciones en circuitos que no tuvieron un mantenimiento adecuado y el grado de oxidación y suciedad son elevados. Tipos de impurezas Las partículas sólidas y metálicas son las más perjudiciales y el nivel de daño dependerá de la luz entre los componentes y la consistencia de las impurezas. Las dimensiones de estas partículas están en el orden del micrón. ATH S.A. Origen de las impurezas Las mismas tienen tres formas principales de entrar en el circuito: Escoria de soldadura y arenilla ingresada en el proceso de instalación. Impurezas alojadas en los accesorios y en los terminales de mangueras. Aquellas generadas por los componentes en la puesta en marcha. Las dos primeras se pueden eliminar con la limpieza previa a la puesta en marcha, mediante una limpieza química y un flushing hidráulico. La última con un diseño correcto de filtrado del circuito hidráulico. Cómo se mide el nivel de contaminación Los niveles de contaminación se miden con la Norma ISO 4066 o con la norma SAEJ1165. ATH S.A. NORMA ISO 4406 Campo de aplicación de la Norma Esta norma internacional nos da el código a emplearse para especificar la cantidad de partículas sólidas en fluidos hidráulicos en los circuitos de potencia. Definición de códigos La mayoría de los métodos de definición de cantidades de partículas se basan en la suposición de que todas ellas poseen la misma dimensión, esto es incorrecto en un circuito hidráulico. El número de código de nivel de contaminación se basa en dos escalas de números, y permiten una diferenciación de las dimensiones y las cantidades de la siguiente forma: La primera escala de números representa la cantidad de partículas de 5 m o mayores por mililitro de fluido. La segunda escala de números representa la cantidad de partículas de 15 m o mayores por mililitro de fluido. Es decir ambas escalas se refieren a la cantidad de partículas mayores de 5 y 15 m, por mililitro de fluido en cuestión. Se adopta una relación de dos a uno en la cantidad de partículas por cada mililitro de la escala, a los efectos de diferenciar los límites de los mismos. ATH S.A. NORMA ISO 4406 Es decir ambas escalas se refieren a la cantidad de partículas mayores de 5 y 15 m, por mililitro de fluido en cuestión. Se adopta una relación de dos a uno en la cantidad de partículas por cada mililitro de la escala, a los efectos de diferenciar los límites de los mismos. ATH S.A. Niveles de contaminación aceptables Tipo de sistema Nivel de contaminación Hidráulico Sistema altamente sensitivo Servosistemas Sistemas de alta presión Sistemas de presión media Sistemas de baja presión Sistemas indiferentes 12 / 10 13 / 11 15 / 12 16 / 13 17 / 14 18 / 14 Lubricación Sellos dinámicos Rodamientos dinámicos Engranajes Bujes p/ lubricación hidrostática 13 / 11 14 / 12 15 / 12 16 / 13 16 / 13 ATH S.A. Dimensiones de las partículas La unidad de medida de las partículas es el micrón (m), que es la milésima parte del milímetro. Para poder interpretar de qué dimensión se está hablando podemos hacer la siguiente comparativa: El diámetro del cabello humano es de 70 m, las partículas de este tamaño solo producen daño en los actuadores hidráulicos y sus sellos. El límite de visión del ojo humano se encuentra en el orden de los 40 m. Las partículas de 25 m son las más perjudiciales para los componentes hidráulicos, la arena partida producto de arenado bajo presión poseen esta medida. Los glóbulos rojos de la sangre son de 10 m, las partículas situadas entre 10 y 5 m producen daños importantes en los circuitos. Las partículas de 3 m son perjudiciales en circuitos altamente sensitivos. ATH S.A. La relación huelgo / tamaño de la partícula contaminante El conocimiento de los componentes de un circuito hidráulico nos permite el correcto diseño del sistema de filtrado, ya que hay una relación directa entre el huelgo de los componentes y las partículas contaminantes. Cuando las partículas son mayores que el huelgo de los componentes pueden no realizar daños en los mismos pero si un incorrecto funcionamiento. Las partículas menores que los huelgos producen una lenta abrasión y por lo tanto un desgaste prematuro de los componentes. Las partículas de igual dimensión que los huelgos producen daños graves en general en forma inmediata. ATH S.A. Huelgos típicos en componentes hidráulicos y de lubricación Tipo de sistema Huelgo (m) Hidráulico Bombas a engranajes Bombas a paletas Bombas a pistones Servoválvulas Válvula convencional Actuador 0.5 – 5.0 0.5 – 1.0 0.5 – 5.0 1.– 4.0 2.– 8.0 50 – 250 Lubricación Sellos dinámicos Rodamientos dinámicos Engranajes Bujes hidrodinámico 0.05 – 0.5 0.1– 1.0 0.1 – 1.0 1.0 – 25 ATH S.A. Análisis del proceso de limpiado El análisis correcto de los métodos de limpieza nos garantiza el menor costo de la operación y la mayor efectividad posible. Para ello es conveniente realizar las siguientes etapas: Recorrido general del circuito para el estudio de los interconexionados a realizar para garantizar la limpieza de todos los tramos de la tubería, como así también de acuerdo a los diámetros de las mismas el caudal necesario para producir turbulencia en el flujo del fluido. De acuerdo a los componentes del sistema debemos determinar el grado de limpieza que debemos alcanzar, de donde elegimos los tipos de filtros a utilizar. Determinación del procedimiento de limpieza química más adecuado con su posterior secado para evitar contaminación con agua del sistema. Planificación de los puntos de colocación de testigos en el caso de limpieza química y ubicación de los puntos de toma de muestra para el flushing. ATH S.A. LIMPIEZA QUÍMICA El proceso de limpieza química se debe realizar en toda instalación que se realice con tubos sin decapado previo, con procesos de soldaduras o conformadas en caliente. Las cáscaras provocadas en el interior del tubo por los procesos anteriormente mencionados son abrasivas altamente perjudicial. La limpieza química se realiza en el lugar de la instalación una vez finalizada la misma. Una buena limpieza química reduce en un 70 % aproximadamente el tiempo de flushing. La misma consta de etapas. ATH S.A. El desengrasado Se realiza por medio de una solución específica en un medio acuoso, alcalina, que debe circular a los efectos de limpiar toda capa de grasa o aceite que no permita el posterior ataque químico. Este proceso termina con el barrido del desengrasante por medio del lavado con agua. Limpieza química Se realiza con la misma unidad en un proceso continuo de desengrasado. Se emplea una dilución de ácidos orgánicos en la base acuosa que atacan a los restos del decapado que se desprenden de los tubos por los procesos en caliente, óxidos y restos metálicos. Se colocan testigos en los retornos para la verificación del proceso químico. ATH S.A. Fosfatizado Luego de finalizada la limpieza química y el posterior lavado con agua es importante la etapa de pasivado / fosfatizado ya que de esta depende que se mantengan las condiciones de la tubería en el proceso de secado y posterior llenado con aceite hidráulico. En esta etapa se neutraliza los restos de productos químicos en la tubería, para evitar la contaminación del aceite de flushing o el aceite final del equipo. Secado En este proceso se intenta eliminar todo el agua dentro de la tubería, para ello existen varios métodos según las dimensiones de las mismas. En tuberías chica se le inyecta aire caliente y seco, mientras que en las otras se bombea nitrógeno, este medio diluye el agua en si misma actuando con medio de lavado. ATH S.A. FLUSHING OLEOHIDRÁULICO El propósito del procedimiento de flushing es eliminar las fallas en la etapa de puesta en marcha en sistemas hidráulicos o de lubricación por contaminación de partículas sólidas. Para que el flushing sea efectivo se deben lograr algunos requisitos. Es necesario que el flujo que se establezca en la tubería sea turbulento para poder captar mayor cantidad de impurezas, ya que en el caso de laminar fluido se encuentra estacionario en las paredes de la tubería lo que dificultaría el arrastre de las partículas contaminantes. Un fluido se desplaza a través de una tubería con flujo turbulento cuando el número de Reynolds es mayor de 3500 pero en el caso de flushing recomendamos que no sea menor de 6000. Este número depende del diámetro de la tubería, de la velocidad del fluido y de la viscosidad del mismo. ATH S.A. La tubería ya está diseñada por lo que el diámetro de la misma no se puede variar, en cambio la velocidad del fluido la puedo modificar eligiendo un equipo de flushing que me entregue el caudal deseado. La otra variable con la que podemos contar es con la viscosidad del aceite, el número de Reynolds varía inversamente proporcional a la viscosidad por lo que conviene obtener una viscosidad de aceite bajo, pudiendo lograr esto con aceites especiales para flushing. También cabe aclarar que la viscosidad disminuye con la temperatura por lo que puede ser aconsejable elevar la misma en valores razonables disminuyendo así la viscosidad del aceite. La ventaja que tenemos al trabajar con aceite a temperaturas altas es que por un lado puede lograr que se vaporice restos de agua de la tubería y además el calentamiento y enfriamiento de la tubería produce dilataciones y contracciones de las mismas logrando desprendimientos de las paredes de las mismas partículas contaminantes. ATH S.A. COMENTARIO FINAL ACERCA DE LA IMPORTANCIA DEL CONTROL DEL FLUIDO Lo visto hasta acá está relacionado con la limpieza de la tubería y del fluido hidráulico en la etapa previa a la puesta en marcha. Pero una vez que el sistema esté funcionando en su plenitud es recomendable controlar el fluido con frecuencia por lo cual se debe realizar monitoreos periódicos para tener la tranquilidad de que el mismo no está contaminado por encima de los niveles deseados. En caso de tomar una muestra de aceite, se deberá hacer esta en recipientes esterilizados siendo muy cuidadosos de que no ingresen partículas ajenas al circuito, pues el análisis nos daría en forma incorrecta. La importancia de este tipo de control es que en caso de encontrarse el sistema en un nivel de contaminación sensiblemente más alto del recomendable, la tarea de llevar el mismo al nivel deseado no constituye un problema complicado, pudiéndose lograr sin producir paradas del mismo, utilizando un equipo de filtrado externo para bajar la contaminación. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. ATH S.A. 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