¿Qué aceite hidráulico utilizar en una unidad de potencia hidráulica?

Qué es el aceite hidráulico y por qué es importante elegir el adecuado

El aceite hidráulico es un fluido mineral o sintético que transmite potencia, lubrica los componentes internos y disipa el calor dentro de un sistema hidráulico. en un unidad de potencia hidráulica , no es un medio pasivo: es la sustancia de trabajo la que determina la eficiencia con la que se genera la fuerza, la duración de los sellos y las bombas y la confiabilidad del rendimiento de todo el sistema bajo carga.

La respuesta corta a "qué aceite hidráulico debo usar" depende de tres factores: el grado de viscosidad requerido por su bomba, el rango de temperatura de funcionamiento de su aplicación y la compatibilidad del paquete de aditivos con sus sellos y metales. Si los hace correctamente, la unidad de potencia hidráulica funcionará limpiamente durante miles de horas. Si se equivocan, se enfrentará a cavitación, hinchazón del sello y fallas prematuras de la bomba.

Los principales tipos de aceite hidráulico y lo que contienen

La mayoría de los aceites hidráulicos se clasifican en una de cuatro categorías. Cada uno tiene una composición específica diseñada para diferentes condiciones de funcionamiento.

Aceite hidráulico de base mineral (HL, HM, HV)

Estos fluidos, refinados a partir del petróleo crudo, son los más comunes utilizados en las unidades de energía hidráulica estándar. Los grados ISO HL (inhibidores de herrumbre y oxidación), HM (aditivos antidesgaste agregados) y HV (alto índice de viscosidad para un amplio rango de temperaturas) cubren la mayoría de las aplicaciones industriales y móviles. HM46 y HM68 se encuentran entre los grados más especificados a nivel mundial.

Aceite hidráulico sintético (HFDU, basado en PAO)

Los fluidos sintéticos a base de polialfaolefina (PAO) y éster ofrecen un rango de temperatura de funcionamiento más amplio, normalmente −40°C a 120°C , en comparación con el rango práctico del aceite mineral de aproximadamente -20 °C a 90 °C. Se utilizan en unidades de energía hidráulica que funcionan en condiciones de frío extremo (equipos para exteriores en climas nórdicos) o aplicaciones continuas de ciclo alto donde la degradación térmica es una preocupación.

Fluidos hidráulicos resistentes al fuego (HFA, HFB, HFC, HFDU)

Se utiliza en fundiciones, operaciones de fundición a presión y minería subterránea donde las fugas cerca de fuentes de ignición crean riesgo de incendio. Los fluidos de agua-glicol (HFC) son comunes y normalmente funcionan a 35-50% de contenido de agua , lo que reduce la lubricidad, por lo que las clasificaciones de presión de la bomba deben reducirse en consecuencia.

Aceite hidráulico biodegradable (HETG, HEPG, HEES)

Los fluidos de aceite vegetal (HETG) y éster sintético (HEES) son necesarios en áreas ambientalmente sensibles: maquinaria forestal, equipos de cubiertas marinas, agricultura cerca de vías fluviales. Los fluidos HEES generalmente ofrecen una mejor estabilidad a la oxidación que los HETG y son más compatibles con los materiales de sellado estándar.

Explicación de los grados de viscosidad: qué significan los números

Los números ISO VG (grado de viscosidad) representan la viscosidad cinemática del fluido en centistokes (cSt) a 40°C. Los grados comunes utilizados en unidades de energía hidráulica se enumeran a continuación:

VG 46 es la opción predeterminada para la mayoría de las unidades de energía hidráulica funcionando entre 20°C y 50°C de temperatura ambiente. Si el sistema funciona a menor temperatura de manera constante, baje a VG 32. Si funciona a mayor temperatura o a una presión sostenida más alta (por encima de 250 bar), suba a VG 68.

Propiedades clave que determinan el rendimiento del aceite en una unidad de potencia hidráulica

El grado de viscosidad es el punto de partida, pero otras propiedades afectan directamente el comportamiento del aceite dentro de la bomba, el bloque de válvulas y los actuadores de una unidad de potencia hidráulica.

• Índice de viscosidad (VI): Mide cuánto cambia la viscosidad con la temperatura. Un VI más alto significa un rendimiento más estable en los cambios de temperatura. Los aceites minerales estándar HM se sitúan alrededor de VI 95-105. Los aceites HV y los sintéticos alcanzan el VI 150 .
• Aditivos antidesgaste (AW): El dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP) es el más común. Forma una película de sacrificio sobre las paletas de la bomba, los dientes de los engranajes y las patines del pistón. Esencial para bombas de paletas y de engranajes que funcionan por encima de 100 bar.
• Estabilidad a la oxidación: El aceite hidráulico se degrada por oxidación, formando lodos y ácidos. Los aceites HM de calidad tienen una vida de oxidación de 2000 a 4000 horas en ciclos de trabajo estándar. Los sintéticos extienden esto a 8.000 horas.
• Demulsibilidad: La capacidad del aceite para separarse de la contaminación del agua. Una demulsibilidad deficiente conduce a una emulsificación, que destruye la película de aceite y acelera la corrosión dentro del depósito de la unidad de potencia hidráulica.
• Liberación de aire y resistencia a la espuma: El aire arrastrado provoca cavitación. El aceite hidráulico debe liberar el aire disuelto rápidamente; un buen valor de prueba es menos de 5 minutos de tiempo de liberación de aire a 50 °C según ISO 9120.

Cómo combinar el aceite hidráulico con el tipo de bomba de su unidad de potencia hidráulica

Los diferentes diseños de bombas imponen diferentes exigencias al fluido hidráulico. El uso del tipo de aceite incorrecto para la bomba puede provocar índices de desgaste muy superiores a las expectativas de diseño.

Bombas de engranajes

Las bombas de engranajes toleran una amplia gama de aceites hidráulicos. HM46 es la recomendación estándar. Pueden soportar niveles de contaminación ligeramente más altos que las bombas de paletas o de pistón, pero aún así se recomienda una limpieza según ISO 4406 clase 18/16/13 o mejor.

Bombas de paletas

Las bombas de paletas son las más sensibles a la calidad del aceite. ellos requieren buena protección antidesgaste porque las puntas de las paletas chocan contra el anillo de leva bajo la fuerza centrífuga y del resorte. Algunos fabricantes de bombas de paletas (Vickers/Eaton, por ejemplo) especifican fluidos que cumplen con su propia prueba antidesgaste (la prueba Vickers 35VQ25) en lugar de solo la clasificación ISO.

Bombas de pistones axiales

Las bombas de pistones axiales de alta presión (que funcionan entre 250 y 450 bar) en unidades de energía hidráulica utilizadas para prensas, moldeo por inyección y grúas móviles requieren una lubricidad y limpieza excelentes. Objetivo ISO 4406 código de limpieza de 16/14/11 o mejor. HV46 o HV68 se especifican comúnmente para manejar las variaciones de temperatura en aplicaciones móviles.

Contaminación: la verdadera causa de la mayoría de las fallas del aceite hidráulico

Los estudios de los principales fabricantes de componentes hidráulicos muestran consistentemente que Más del 70% de las fallas del sistema hidráulico. son causados por la contaminación del fluido y no solo por la degradación del aceite. La contaminación se presenta en tres formas:

• Contaminación por partículas: Partículas de desgaste de metal, arena de fundición, salpicaduras de soldadura y suciedad ingerida a través de los respiraderos o los sellos del vástago del cilindro. Controlado por filtración fuera de línea y de línea de retorno, dirigido a filtros absolutos de 10 micrones o más finos.
• Contaminación del agua: Condensación en embalses con grandes ciclos térmicos o ingreso externo. El contenido de agua por encima del 0,1% comienza a reducir la capacidad de carga del aceite y promueve el crecimiento bacteriano en fluidos biodegradables. Monitorear con titulación Karl Fischer.
• Contaminación química: Mezclar fluidos hidráulicos incompatibles (por ejemplo, agregar aceite sin zinc (sin cenizas) a un sistema que contiene aceite AW a base de zinc) puede causar precipitación de aditivos y obstrucción del filtro en cuestión de horas.

Al cambiar el tipo o la marca de aceite en una unidad de potencia hidráulica existente, siempre enjuague el sistema con un aceite mineral de baja viscosidad y drene completamente antes de volver a llenarlo. La limpieza del depósito entre cambios de aceite no es opcional: elimina inmediatamente el lodo que contamina el aceite nuevo.

Intervalos de cambio de aceite y monitoreo de condición

Cambiar el aceite hidráulico en un horario fijo, independientemente de la condición real, desperdicia aceite y corre el riesgo de extender demasiado el fluido degradado o desechar aceite utilizable. La gestión del aceite basada en la condición es un mejor enfoque para las unidades de energía hidráulica en uso industrial continuo.

Como punto de referencia, los intervalos típicos de cambio de aceite mineral HM en una unidad de energía hidráulica en buen estado son:

• Entorno controlado y de servicio ligero: 2000–4000 horas
• Ciclos de temperatura moderada y servicio medio: 1000-2000 horas
• Exposición a trabajos elevados, temperaturas elevadas o contaminación: 500–1000 horas

Los indicadores de condición para probar durante el muestreo de aceite programado incluyen: viscosidad a 40 °C (desviación de ±10 % de la revisión de los activadores de aceite nuevo), índice de acidez (TAN por encima de 2,0 mg de KOH/g para aceite mineral indica oxidación), contenido de agua (por encima de 0,1 % requiere acción inmediata) y recuento de partículas según ISO 4406.

Guía práctica de selección: qué aceite hidráulico utilizar

Si el manual del fabricante de su unidad de potencia hidráulica especifica un tipo de aceite y una viscosidad, sígalo exactamente. Esa especificación tiene en cuenta los espacios libres de la bomba, los materiales de los sellos y la presión del sistema. Cuando el manual no esté disponible o solo ofrezca una amplia gama, utilice esta ruta de decisión:

1. Identifique su tipo de bomba (engranaje, paletas, pistón) y su presión máxima de funcionamiento.
2. Determine su rango de temperatura de funcionamiento normal en el depósito.
3. Si la temperatura ambiente es estable y moderada (15°C–45°C): utilice HM46 para bombas de engranajes y de paletas, HM68 para bombas de pistón de alta presión.
4. Si la temperatura ambiente oscila mucho o la unidad es móvil: utilice HV46 por su mayor índice de viscosidad.
5. Si la aplicación es cerca del agua o áreas ecológicamente sensibles: use fluido biodegradable de éster sintético HEES en el grado de viscosidad correcto.
6. Si existe riesgo de incendio: consulte al fabricante de su bomba sobre los tipos de fluidos resistentes al fuego aprobados y aplique la reducción de presión correspondiente.

Nunca mezcle marcas o tipos de aceite hidráulico sin confirmar la compatibilidad de los aditivos con ambos fabricantes. Incluso dos aceites HM46 de diferentes proveedores pueden contener aditivos químicos incompatibles.