La necessità del monitoraggio e della filtrazione dell'olio

Procedure a volte trascurate sono importanti per gli ascensori idraulici.

L'olio idraulico è la linfa vitale del sistema idraulico; si stima che l'80% dei guasti in un sistema petrolifero sia correlato alla qualità e alla pulizia dell'olio.^[1] Tuttavia, negli ultimi 40 anni è stata prestata poca attenzione all'olio nell'ascensore idraulico.

Il codice dell'ascensore non ha requisiti specifici per l'olio idraulico e il contratto di servizio dell'ascensore raramente riguarda la qualità o la proprietà dell'olio; di conseguenza, l'olio non viene indirizzato. Ciò si traduce in guasti dei componenti coperti, come guarnizioni, valvole, motori sommersi e bielle.

L'AW-32 a base minerale è l'olio più comunemente usato nell'industria degli ascensori; tuttavia, gli oli vegetali e sintetici stanno iniziando a vedere un uso aggiuntivo. Se è disponibile un campione di riferimento dell'olio, è possibile determinare il tasso di ossidazione nell'olio o la capacità dell'olio di funzionare come richiesto dal sistema idraulico.

TAN

Il numero di acidità totale (TAN) è una misura della degradazione dell'olio base ed è un'indicazione affidabile dell'invecchiamento dell'olio. AW-32 ha un TAN di 0.3 dovuto all'aggiunta di additivi; man mano che gli additivi si esauriscono, il TAN scenderà a 0 prima di aumentare rapidamente. Un aumento delta TAN di 1 è considerato fuori tolleranza per la maggior parte degli oli idraulici; una volta superato il +2, l'olio non è più idoneo per un ulteriore utilizzo e l'uso continuato può portare a guasti. Il problema più comune associato a un TAN elevato è il cedimento precoce delle guarnizioni.

Viscosità

La viscosità è una misura della resistenza dell'olio al flusso; la maggior parte dei componenti degli ascensori, comprese le guarnizioni, le valvole e le pompe, sono progettati per funzionare con una viscosità dell'olio di 32-46 centistoke. Quando la viscosità è troppo bassa (un delta di -6 centistokes), l'adesione tra la guarnizione e lo stelo provocherà vibrazioni a bassa velocità e brunitura dello stelo. Un pistone brunito avrà una maggiore superficie di contatto tra la guarnizione e lo stelo, con conseguente rottura prematura della guarnizione.

Un aumento della viscosità, un delta di +2, può essere il risultato di contaminazione dell'olio o ossidazione dell'olio. Quando la viscosità dell'olio è troppo elevata, sulle unità di potenza vengono applicati carichi termici maggiori e si svilupperanno problemi di livellamento a causa della riduzione dell'indice di viscosità.

L'indice di viscosità (VI) è una misura della stabilità della viscosità dell'olio tra 40°C e 100°C. AW-32 ha una viscosità di 32 centistoke a 40°C e circa 8 centistoke a 100°C. Poiché la viscosità a bassa temperatura aumenta l'oscillazione tra le alte e le basse temperature, la viscosità diventa più ampia e la valvola diventa difficile da impostare. Questo è osservato dalle auto che superano il pavimento all'inizio della giornata e fanno fatica a raggiungerlo nel corso della giornata.

Contaminazione

La contaminazione può alterare il VI dell'olio, con conseguente eccessiva usura dei componenti e movimento involontario. Non esiste uno standard nel settore degli ascensori per VI. I nuovi oli a base minerale hanno un VI compreso tra 90 e 120; gli oli vegetali e sintetici possono avere un VI fino a 200. L'olio contaminato può avere un VI fino a 50 o 60; la pulizia dell'olio può riportare il VI più vicino ai suoi livelli originali. Si noti che la pulizia dell'olio non altera il VI; rimuove i contaminanti che influiscono sulle prestazioni dell'olio, aumentando la lettura VI. Si raccomanda che il VI sia monitorato e mantenuto al di sopra di 90.

L'acqua è il contaminante più comune nel sistema di ascensori idraulici a causa della natura igroscopica dell'olio idraulico e del serbatoio aperto utilizzato negli ascensori idraulici. Anche una quantità di acqua pari a 250 parti per milione (ppm) può alterare i tempi di transizione e livellamento dell'ascensore, provocando un riscaldamento eccessivo e una rapida ossidazione dell'olio. L'acqua reagirà con il comune additivo per olio ZDDP quando le temperature del serbatoio superano i 130 °C, con conseguente usura delle guarnizioni e della pompa, nonché maggiore ossidazione dell'olio e formazione di acido.

L'acqua trascina aria nell'olio, con conseguente cavitazione della pompa e micro-diesel. Il microdiesel è la fratturazione delle molecole di idrocarburi quando le bolle d'aria viaggiano da un'area di bassa pressione, il serbatoio, a un'area di alta pressione, la pompa. A causa dei frequenti e prolungati tempi di bypass presenti negli ascensori idraulici, il microdiesel è una fonte comune di degradazione dell'olio. Questa modifica è permanente e non può essere annullata.

L'acqua inverte il processo chimico utilizzato per produrre oli vegetali e a base di esteri e porta alla rottura dell'olio, alla polimerizzazione e agli odori rancidi. L'idrolisi cambia chimicamente l'olio e non può essere invertita. Mantenere un olio vegetale asciutto è di fondamentale importanza.

Le particelle di piccole dimensioni (di dimensioni 5-15 micron) sono le più dannose per i componenti mobili e scorrevoli, perché possono entrare nei piccoli giochi del sistema e causare l'usura della pompa e delle valvole. Tipicamente, l'ascensore idraulico non ha alcuna forma di filtrazione dell'olio.

La filtrazione in linea non è pratica a causa delle portate dell'ascensore. Per filtrare oggetti più piccoli di 5 micron, il filtro dovrebbe essere poco pratico per consentire una portata sufficiente per il corretto funzionamento dell'ascensore. La filtrazione offline è un modo pratico per filtrare correttamente senza influire sul flusso o sul funzionamento dell'olio dell'ascensore.

Standard di livello di pulizia ISO 4406:99 misura il numero di particelle superiori a 4 micron per millilitro di olio. Questo standard è comune in altri settori, con limiti specifici per diversi tipi di apparecchiature, ad esempio fresatrici a controllo numerico computerizzato e macchine per iniezione plastica. Tuttavia, non esiste uno standard per gli ascensori. Maxton Manufacturing Co. consiglia una filtrazione di 5 micron o inferiore. La società ha riferito: “Circa il 20% delle valvole restituite per la garanzia sono contaminate. L'altro 80% è mal regolato o non è stato riscontrato alcun problema e il 90% di tutte le valvole inviate per la riparazione sono contaminate".

I miglioramenti nei codici di pulizia dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) possono essere correlati per mostrare un aumento dell'affidabilità delle apparecchiature e dell'estensione della vita (Tabella 2). Una diminuzione del codice ISO da 22 a 18 rappresenta un fattore di estensione della vita di tre volte. È la raccomandazione del tuo autore che il codice ISO massimo per un ascensore idraulico sia 20, che è 5,000-10,000 particelle per millilitro di olio; l'obiettivo ISO dovrebbe essere un codice di 18, che è 1,300-2,500 particelle per millilitro di olio.

Un programma di controllo della manutenzione degli ascensori (MCP) che includa TAN, viscosità, VI, contenuto d'acqua e il codice di pulizia ISO aumenterà la durata dell'attrezzatura e fornirà obiettivi raggiungibili che possono essere quantificati dai test esistenti attualmente utilizzati in altri settori.

I componenti del sistema dell'ascensore idraulico sono molto robusti; introducendo standard e monitorando regolarmente le condizioni dell'olio, possiamo ragionevolmente aspettarci di aumentare la durata delle apparecchiature idrauliche da due a quattro volte. Un'analisi annuale dell'olio, come minimo, dovrebbe essere condotta per identificare potenziali problemi per prevenire arresti non pianificati.

Poiché l'analisi e la manutenzione dell'olio hanno un impatto diretto sulla durata e sull'affidabilità delle apparecchiature dell'ascensore, sono più critiche per i siti con meno opzioni di trasporto verticale. Il costo di un guasto o di un'interruzione dell'ascensore in un luogo con un ascensore è maggiore rispetto a quando ci sono più ascensori. Ad esempio, un centro di vita assistita con un ascensore ha un bisogno più critico di un ospedale che ha una banca di quattro ascensori per distribuire il rischio.

Il costo di un singolo guasto supera di gran lunga il costo dei test regolari e della riparazione. Il costo annuale di un'unità di filtraggio offline per un ascensore è di circa 600 dollari USA all'anno e non richiede la chiusura dell'ascensore per mantenere l'olio. (Il costo annuale si basa sull'acquisto di un'unità di filtrazione con un'aspettativa di vita di 30 anni e un inserto filtro all'anno.)

In luoghi critici con un numero limitato di ascensori, è ragionevole aumentare la frequenza dell'analisi e della filtrazione dell'olio per prevenire guasti e interruzioni costose.

Monitoraggio dei dati

Il monitoraggio dei dati è prezioso per il proprietario dell'edificio e la potenziale società di servizi. Come parte di un MCP efficace, i dati storici delle condizioni dell'olio e le sue tendenze avviseranno il proprietario dell'edificio di possibili problemi che potrebbero svilupparsi, consentendo l'esecuzione di misure correttive prima di un guasto. La manutenzione annuale con interruzioni prevedibili consentirà al proprietario dell'edificio di gestire i tempi di fermo, invece di essere costretto a reagire.

Il petrolio pulito è anche uno strumento di negoziazione per i proprietari di edifici, poiché riduce le incognite della società di servizi. Considerando che l'80% dei guasti in un sistema dell'olio sono legati all'olio, l'olio che è stato mantenuto e documentato è più desiderabile, perché è meno probabile che causi un guasto del sistema dell'olio.

Conclusione

I test standardizzati per TAN, viscosità, acqua, VI e pulizia dell'olio rendono l'analisi dell'olio uno strumento affidabile con cui aumentare la durata e l'affidabilità degli ascensori idraulici attraverso la manutenzione proattiva. La filtrazione offline protegge l'olio, la linfa vitale del sistema idraulico e può prolungare la durata dell'attrezzatura e aumentare l'affidabilità del sistema di ascensore. Sia l'analisi dell'olio che la filtrazione offline dovrebbero essere considerate una parte essenziale della manutenzione dell'ascensore.

Ringraziamenti

• Hal Gorman — Gorman Co., Inc.
• Dan DaCosta — EnBio Industries
• Eric Peterson — Tecnologia americana per l'accessibilità
• Karl Keller e Billy Shrum — Maxton Manufacturing Co.
• Peter Smyth — CC Jensen A/S

Referenze
[1] CC Jensen A/S. "L'importanza della manutenzione dell'olio", Guida all'olio pulito.