La necesidad del control y la filtración de aceite

Los procedimientos que a veces se pasan por alto son importantes para los elevadores hidráulicos.

El aceite hidráulico es el elemento vital del sistema hidráulico; se estima que el 80% de las fallas en un sistema de aceite están relacionadas con la calidad y limpieza del aceite.^{[ 1 ]} Sin embargo, se ha prestado poca atención al aceite del elevador hidráulico durante los últimos 40 años.

El código de ascensores no tiene requisitos específicos para el aceite hidráulico, y el contrato de servicio de ascensores rara vez aborda la calidad o la propiedad del aceite; como resultado, el aceite no se aborda. Esto resulta en fallas de los componentes cubiertos, como sellos, válvulas, motores sumergibles y vástagos de pistón.

AW-32 a base de minerales es el aceite más utilizado en la industria de los ascensores; sin embargo, los aceites vegetales y sintéticos están comenzando a tener un uso adicional. Si se dispone de una muestra de referencia del aceite, es posible determinar la tasa de oxidación en el aceite o la capacidad del aceite para funcionar según lo requiera el sistema hidráulico.

TAN

El índice de acidez total (TAN) es una medida de la degradación del aceite base y es una indicación confiable del envejecimiento del aceite. AW-32 tiene un TAN de 0.3 debido a la adición de aditivos; a medida que se agotan los aditivos, el TAN caerá a 0 antes de aumentar rápidamente. Se considera que un aumento delta TAN de 1 está fuera de tolerancia para la mayoría de los aceites hidráulicos; una vez que pasa de +2, el aceite ya no es apto para un uso posterior y el uso continuo puede provocar fallas. El problema más común asociado con un TAN alto es la falla temprana del sello.

Viscosidad

La viscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir; la mayoría de los componentes del ascensor, incluidos los sellos, las válvulas y las bombas, están diseñados para funcionar con una viscosidad del aceite de 32 a 46 centistokes. Cuando la viscosidad es demasiado baja (un delta de -6 centistokes), la adhesión entre el sello y el vástago dará como resultado vibraciones a baja velocidad y bruñido del vástago del pistón. Un pistón bruñido tendrá un mayor contacto superficial entre el sello y la varilla, lo que resultará en una falla prematura del sello.

Un aumento de la viscosidad, un delta de +2, puede ser el resultado de la contaminación del aceite o de la oxidación del aceite. Cuando la viscosidad del aceite es demasiado alta, se incrementan las cargas de calor en las unidades de potencia y se desarrollarán problemas de nivelación debido a la reducción del índice de viscosidad.

El índice de viscosidad (VI) es una medida de la estabilidad de la viscosidad del aceite entre 40 ° C y 100 ° C. AW-32 tiene una viscosidad de 32 centistokes a 40 ° C y alrededor de 8 centistokes a 100 ° C. A medida que la viscosidad a baja temperatura aumenta la oscilación entre las temperaturas alta y baja, la viscosidad se vuelve más ancha y la válvula se vuelve difícil de ajustar. Esto se observa en los automóviles que rebasan el piso temprano en el día y luchan por llegar al piso más tarde en el día.

Contaminación

La contaminación puede alterar el VI del aceite, lo que resulta en un desgaste excesivo de los componentes y un movimiento involuntario. No existe un estándar en la industria de los ascensores para VI. Los nuevos aceites de base mineral tienen un VI entre 90 y 120; los aceites vegetales y sintéticos pueden tener un VI hasta 200. El aceite contaminado puede tener un VI tan bajo como 50 o 60; limpiar el aceite puede restaurar el VI más cerca de sus niveles originales. Tenga en cuenta que la limpieza del aceite no altera el VI; elimina los contaminantes que afectan el desempeño del aceite, aumentando la lectura del VI. Se recomienda que el VI sea monitoreado y mantenido por encima de 90.

El agua es el contaminante más común en el sistema de elevadores hidráulicos debido a la naturaleza hidroscópica del aceite hidráulico y al depósito abierto utilizado en los elevadores hidráulicos. Incluso tan poca agua como 250 partes por millón (ppm) puede alterar los tiempos de transición y nivelación del elevador, lo que resulta en un calentamiento excesivo y una rápida oxidación del aceite. El agua reaccionará con el aditivo de aceite común ZDDP cuando las temperaturas del depósito superen los 130 ° F, lo que provocará el desgaste del sello y la bomba, así como un aumento de la oxidación del aceite y la formación de ácido.

El agua arrastra aire en el aceite, lo que provoca la cavitación de la bomba y el microdiésel. El microdiésel es la fractura de las moléculas de hidrocarburos cuando las burbujas de aire viajan desde un área de baja presión, el depósito, a un área de alta presión, la bomba. Debido a los frecuentes y prolongados tiempos de derivación presentes en los elevadores hidráulicos, el microdiésel es una fuente común de degradación del aceite. Este cambio es permanente y no se puede revertir.

El agua invierte el proceso químico utilizado para fabricar aceites vegetales y a base de ésteres, y conduce a la descomposición del aceite, la polimerización y los olores rancios. La hidrólisis cambia el aceite químicamente y no se puede revertir. Mantener un aceite vegetal seco es de suma importancia.

Las partículas pequeñas (de 5 a 15 micrones de tamaño) son las más perjudiciales para los componentes móviles y deslizantes, porque pueden entrar en los pequeños espacios libres del sistema y provocar el desgaste de la bomba y la válvula. Normalmente, el elevador hidráulico no tiene ningún tipo de filtración de aceite.

La filtración en línea no es práctica debido a los caudales del elevador. Para filtrar objetos de menos de 5 micrones, el filtro tendría que ser impracticablemente grande para permitir un caudal suficiente para un funcionamiento adecuado del ascensor. La filtración fuera de línea es una forma práctica de filtrar correctamente sin afectar el flujo o el funcionamiento del aceite del ascensor.

Normas de nivel de limpieza ISO 4406: 99 mide el número de partículas superiores a 4 micrones por mililitro de aceite. Este estándar es común en otras industrias, con límites específicos para diferentes tipos de equipos, por ejemplo, fresadoras controladas numéricamente por computadora y máquinas de inyección de plástico. Sin embargo, no existe un estándar para ascensores. Maxton Manufacturing Co. recomienda una filtración de 5 micrones o menos. La empresa informó: “Aproximadamente el 20% de las válvulas devueltas por garantía están contaminadas. El otro 80% está desajustado o no se encontró ningún problema, y ​​el 90% de todas las válvulas enviadas para reparación están contaminadas ".

Las mejoras en los códigos de limpieza de la Organización Internacional de Normalización (ISO) pueden correlacionarse para mostrar aumentos en la confiabilidad del equipo y la extensión de la vida útil (Tabla 2). Una disminución del código ISO de 22 a 18 representa un factor de extensión de la vida de tres veces. Es la recomendación de su autor que el código ISO máximo para un elevador hidráulico sea 20, que es de 5,000 a 10,000 partículas por mililitro de aceite; el objetivo de ISO debe ser un código de 18, que es de 1,300 a 2,500 partículas por mililitro de aceite.

Un programa de control de mantenimiento de ascensores (MCP) que incluye TAN, viscosidad, VI, contenido de agua y el código de limpieza ISO aumentará la vida útil del equipo y proporcionará objetivos alcanzables que se pueden cuantificar mediante pruebas existentes que se utilizan actualmente en otras industrias.

Los componentes del sistema del elevador hidráulico son muy robustos; Al introducir estándares y monitorear regularmente el estado del aceite, podemos esperar razonablemente aumentar la vida útil del equipo hidráulico de dos a cuatro veces. Se debe realizar un análisis de aceite anual, como mínimo, para identificar problemas potenciales para evitar paradas no planificadas.

Debido a que el análisis y el mantenimiento del aceite tienen un impacto directo en la vida útil y la confiabilidad del equipo del elevador, son más críticos para sitios con menos opciones de transporte vertical. El costo de una falla o interrupción del ascensor en un lugar con un ascensor es más alto que cuando hay varios ascensores. Por ejemplo, un centro de vida asistida con un ascensor tiene una necesidad más crítica que un hospital que tiene un banco de cuatro ascensores para distribuir el riesgo.

El costo de una sola avería supera con creces el costo de las pruebas y la reparación periódicas. El costo anual de una unidad de filtración fuera de línea para un elevador es de alrededor de US $ 600 por año y no requiere que el elevador se apague para mantener el aceite. (El costo anual se basa en la compra de una unidad de filtración con una expectativa de vida útil de 30 años y un elemento de filtro por año).

En ubicaciones críticas con un número limitado de ascensores, es razonable aumentar la frecuencia del análisis y la filtración del aceite para evitar costosas averías e interrupciones.

Seguimiento de datos

El seguimiento de datos es valioso para el propietario del edificio y la posible empresa de servicios. Como parte de un MCP efectivo, los datos históricos de la condición del aceite y sus tendencias alertarán al propietario del edificio sobre posibles problemas que puedan estar desarrollándose, permitiendo que ocurran pasos de remediación antes de una falla. El mantenimiento anual con interrupciones predecibles permitirá al propietario del edificio administrar el tiempo de inactividad, en lugar de verse obligado a reaccionar ante él.

El aceite limpio también es una herramienta de negociación para los propietarios de edificios, ya que reduce las incógnitas de la empresa de servicios. Teniendo en cuenta que el 80% de las fallas en un sistema de aceite están relacionadas con el aceite, el aceite que se ha mantenido y documentado es más deseable, porque es menos probable que cause una falla en el sistema de aceite.

Conclusión

Las pruebas estandarizadas de TAN, viscosidad, agua, VI y limpieza del aceite hacen que el análisis de aceite sea una herramienta confiable para aumentar la vida útil y la confiabilidad de los elevadores hidráulicos a través del mantenimiento proactivo. La filtración fuera de línea protege el aceite, el elemento vital del sistema hidráulico, y puede extender la vida útil del equipo y aumentar la confiabilidad del sistema del elevador. Tanto el análisis de aceite como la filtración fuera de línea deben considerarse una parte esencial del mantenimiento del elevador.

Agradecimientos

• Hal Gorman - Gorman Co., Inc.
• Dan DaCosta - Industrias EnBio
• Eric Peterson - Tecnología de accesibilidad estadounidense
• Karl Keller y Billy Shrum - Maxton Manufacturing Co.
• Peter Smyth - CC Jensen A / S

Referencias
[1] CC Jensen A / S. “La importancia del mantenimiento del aceite”, Guía de aceite limpio.