Efectos de la temperatura en los sistemas hidráulicos

Los sistemas hidráulicos son cruciales para el funcionamiento de muchos aspectos de la vida moderna, desde plantas masivas que dependen de la hidráulica para fabricar piezas hasta el sistema hidráulico que alimenta un camión de basura local. A pesar de lo masivos y poderosos que pueden ser estos sistemas, tienen un proverbial talón de Aquiles:las temperaturas extremas. Tanto las temperaturas bajas como las altas pueden afectar el rendimiento y la eficiencia de los sistemas hidráulicos, tanto grandes como pequeños. Si su sistema no está funcionando como se esperaba, tal vez sea un problema con la temperatura que deba investigarse y solucionarse.

Condiciones de funcionamiento a baja temperatura

Cuando la mayoría de la gente piensa en los efectos de la temperatura en la hidráulica, su pensamiento inmediato es el calor; sin embargo, las bajas temperaturas también pueden tener un efecto devastador en los sistemas hidráulicos. Dichas temperaturas de funcionamiento subóptimas pueden ser el resultado de temperaturas ambiente muy por debajo del punto de congelación o del funcionamiento de un sistema hidráulico a gran altitud y en condiciones atmosféricas bajas. Los efectos de las bajas temperaturas pueden ser especialmente problemáticos para los sistemas hidráulicos móviles que se encuentran en los equipos para exteriores durante los meses de invierno.

Efectos de las bajas temperaturas en los sistemas hidráulicos

Los materiales elastoméricos como el caucho se encuentran comúnmente en sistemas hidráulicos de todos los tamaños, y el caucho (así como otros tipos de elastómeros) es sensible a las bajas temperaturas y puede comportarse como un material quebradizo cuando las temperaturas descienden lo suficiente. Cuando el equipo hidráulico se expone a bajas temperaturas, los componentes de goma como los sellos, los accesorios, los montajes y las mangueras pueden dañarse seriamente durante la operación. Es importante comprobar el estado de los componentes exteriores de goma en busca de grietas o roturas antes de poner en marcha el sistema y tener siempre a mano piezas de repuesto para los componentes de goma en caso de que algo se dañe.

Las bajas temperaturas afectarán la viscosidad de los fluidos en su sistema hidráulico, lo que significa no solo el fluido hidráulico sino también los lubricantes. Las bajas temperaturas aumentarán la viscosidad del fluido hidráulico y del aceite, lo que significa que se comportará como un fluido más espeso. Si la viscosidad aumenta demasiado, el fluido no se comportará normalmente; por ejemplo, en el arranque, es posible que el aceite con una viscosidad superior a la normal no se distribuya uniformemente alrededor de las piezas críticas lo suficientemente rápido como para evitar daños. Tenga en cuenta que los fluidos pueden congelarse hasta el punto en que ya no fluirán. Esto dará como resultado bombas insuficientes, cavitación y falta de lubricación, lo que a su vez provocará daños costosos en su equipo hidráulico y los componentes que lo componen.

Una buena práctica es verificar los fluidos en su equipo hidráulico, incluido no solo el fluido hidráulico, sino también el fluido del motor y el fluido de la transmisión, antes de ponerlo en marcha. No está comprobando los niveles, sino la viscosidad:si el líquido es demasiado espeso para gotear por el extremo de la varilla, es demasiado viscoso para funcionar correctamente. Tratar de ejecutar su sistema en esa condición lo dañará seriamente. Este aumento en la viscosidad también es la razón por la cual es importante darle a su equipo hidráulico la oportunidad de calentarse antes de usarlo. Arranque el equipo y déjelo al ralentí para calentar el sistema hidráulico y los fluidos de los que depende antes de poner el equipo a trabajar.

En general, es importante asegurarse de que los fluidos utilizados en el sistema sean apropiados para las temperaturas esperadas, teniendo en cuenta la presión atmosférica si se trata de condiciones de gran altitud. Se debe buscar la orientación del fabricante si hay alguna duda sobre qué tipo de fluidos son apropiados en temperaturas frías.

Efectos de las altas temperaturas en los sistemas hidráulicos

Cuando los fluidos hidráulicos y los lubricantes se exponen a altas temperaturas durante largos períodos de tiempo, los fluidos comenzarán a experimentar un deterioro permanente y una fuerte reducción de la viscosidad (es decir, el fluido será mucho más delgado y menos viscoso). El deterioro del fluido hidráulico conduce a la oxidación (de hecho, la propia tasa de oxidación aumenta significativamente con la temperatura) y la formación de lodos problemáticos. Al mismo tiempo, el fluido experimentará reacciones químicas entre los aditivos que se degradan, todo lo cual compromete seriamente el rendimiento del fluido y del sistema hidráulico en su conjunto.

La viscosidad reducida puede hacer que los lubricantes y el aceite hidráulico sean inútiles cuando se trata de proteger los componentes mediante la reducción de la fricción, la prevención del daño abrasivo y la minimización de la velocidad de desgaste. Un cambio en la viscosidad también afecta el comportamiento del propio fluido hidráulico, lo que afecta negativamente el rendimiento del sistema hidráulico en su conjunto. Dependiendo de una combinación de presión y temperatura, algunos fluidos pueden alcanzar un estado de vapor, lo que obviamente provocará daños en los sistemas y componentes.

Si bien el uso de un fluido hidráulico que incluye un aditivo que mejora el VI (Índice de Viscosidad) puede aliviar el problema de la viscosidad reducida a altas temperaturas, es fundamental recordar que la exposición prolongada a altas temperaturas puede hacer que este mismo aditivo se descomponga, lo que significa que el VI mejorar los aditivos no es una solución fácil al problema. Aún más interesante es el hecho de que la operación prolongada a alta temperatura puede agotar otros aditivos críticos, incluidos los depresores de espuma, los inhibidores de oxidación, los ingredientes antidesgaste y los antioxidantes.

A medida que continúa el deterioro del fluido y los aditivos clave, como los inhibidores de óxido y los ingredientes antidesgaste, comienzan a agotarse, los componentes dentro del sistema (motores hidráulicos, bombas, válvulas) comenzarán a experimentar un desgaste acelerado. El rendimiento y la eficiencia del sistema continúan disminuyendo y el sistema comenzará a generar su propio calor. El resultado es un ciclo letal de daño a su sistema hidráulico como un todo y los componentes internos. Si se permite que el desgaste acelerado continúe sin obstáculos, es posible que los pedazos de metal de la superficie comiencen a desgastarse, formando escamas y partículas diminutas que contaminarán el fluido hidráulico y exacerbarán el desgaste.

En resumen, la exposición prolongada a altas temperaturas puede destruir un sistema hidráulico con el tiempo.

Causas de la generación de calor en los sistemas hidráulicos

Las altas temperaturas pueden deberse a una temperatura ambiente extrema, pero es más probable que sean el resultado de la generación de calor dentro del sistema hidráulico. Debido a que el calor puede ser tan dañino para un sistema hidráulico, es importante rastrear la fuente de generación de calor. La generación de calor comúnmente resulta del fluido que fluye de un área de alta presión a un área de baja presión sin ninguna salida de trabajo mecánico. Una fuente de tal pérdida de presión es la fricción. La alta fricción en el sistema generará calor y las fuentes pueden incluir lo siguiente:

• Componentes mal lubricados (p. ej., lubricación insuficiente o no del tipo correcto)
• Uso de un fluido con una viscosidad demasiado alta para el sistema, lo que genera fricción dentro del fluido
• Uso de un fluido con una viscosidad demasiado baja que no protege las superficies del desgaste excesivo
• Sellos de pistón activados por presión
• Fluido que pasa a través de un orificio de constricción o restricción a alta velocidad
• Fluido que fluye a través de un pasaje restringido

Otras fuentes de calor pueden incluir la compresión de fluidos aireados, que ocurre cuando el fluido hidráulico está contaminado con aire. La compresión del fluido aireado dentro de una bomba puede conducir rápidamente a temperaturas de alrededor de 2000 °F.

En algunos casos, es posible que el sistema mismo no genere el calor. Si el sistema hidráulico está funcionando cerca de una fuente de calor, eso podría causar problemas al sistema hidráulico. La falta de ventilación adecuada también puede resultar en temperaturas elevadas.

Conclusión

Las temperaturas extremas afectarán el rendimiento de su sistema hidráulico y provocarán daños graves (y costosos) si no se hace nada para abordar los problemas de temperatura o proteger el sistema de los efectos de la temperatura. Esto es cierto ya sea que se trate de una máquina quitanieves pequeña que funciona en condiciones ambientales extremadamente frías o de un sistema hidráulico en una planta de fabricación que genera suficiente calor para elevar su temperatura de funcionamiento más allá de los límites recomendados. El efecto más inmediato de la temperatura involucra la viscosidad del fluido:las temperaturas frías aumentarán la viscosidad del fluido, haciéndolo más espeso; las altas temperaturas, por otro lado, disminuirán la viscosidad del fluido. Dichos cambios en la viscosidad pueden provocar rápidamente daños permanentes en el sistema hidráulico y sus componentes.

Los cambios en el rendimiento pueden deberse a las temperaturas de funcionamiento, y abordar esos problemas en situaciones de alta temperatura implica un trabajo de investigación para determinar la fuente y la causa de la generación de calor.

Hidráulica MAC

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