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Nuovi standard di test Alfa per la valutazione dei filtri idraulici

Paul Klick di Donaldson è stato invitato dal Fluid Power Journal a discutere dell'importanza della tecnologia di filtrazione idraulica e di come i nuovi standard di test ISO svolgano un ruolo importante con la filtrazione.

Di Paul Klick, product manager nell'ambito dell'idraulica globale e del carburante sfuso presso Donaldson

Un autocarro con cassone ribaltabile che non può scaricare non è molto utile.

Ecco perché, con le attuali sfide della catena di approvvigionamento e i tempi di consegna delle parti di ricambio, è di estrema importanza proteggere i componenti idraulici sensibili: pompe, valvole e attuatori. Queste sfide sottolineano anche l'importanza di una filtrazione idraulica efficace e, per estensione, di test di filtrazione idraulica.

Se non hai mai pensato a come vengono testati i prodotti di filtrazione idraulica, non ti preoccupare, ci sono molte altre persone come te. La maggior parte dei gestori di flotte e degli operatori delle attrezzature conferma semplicemente che i filtri sono stati installati e spesso non si chiede se il filtro effettivamente proteggerà i componenti idraulici e manterrà l'attrezzatura in funzione.

Se solo fosse così semplice. Se solo tutti gli standard di test fossero uguali.

Affinché i produttori di filtrazione idraulica pubblichino la classificazione in micron e l'efficienza del proprio filtro, devono seguire gli standard di test ISO e le prestazioni devono essere misurate con test di laboratorio calibrati su tali standard. Lo standard di prova attualmente accettato, ISO 16889, è stato pubblicato 23 anni fa e non riflette precisamente le condizioni reali in cui deve funzionare un filtro idraulico. Il test imita la portata costante della pompa idraulica, ma non il reale scuotimento delle valvole che si aprono e si chiudono e dei cilindri che si espandono e si contraggono, il che tipicamente porta a una variazione della portata fino al 400 percento.

Un nuovo standard di test Alfa

Le apparecchiature idrauliche sono spesso impiegate in ambienti che non vengono ricreati precisamente dai test al banco in un laboratorio. Non è mai possibile ricreare veramente tutte le variabili e le sollecitazioni che, ad esempio, un cantiere edile potrebbe imporre a un sistema idraulico e gli standard precedenti non richiedevano procedure di test che si avvicinassero a imitare tali variabili. I produttori di filtri possono ora imitare questi parametri in base al nuovo test ISO e valutare l'efficienza, la capienza e la capacità di cattura e trattenimento delle particelle di sporco dei filtri con portate dinamiche che riproducono le condizioni reali. Con la ratifica settoriale 2021 dell'ISO 23369, i test di laboratorio per questo nuovo standard ora replicano in modo più preciso le condizioni operative dei filtri nel mondo reale. Ciò significa che la passata tecnologia di filtrazione idraulica per efficienza Beta deve migliorare per funzionare bene negli odierni standard di test di efficienza Alfa.

In passato, i filtri erano classificati per trattenere o fermare una quantità specifica di contaminante, ma tale quantità non considerava la quantità di contaminante che il filtro avrebbe effettivamente trattenuto sotto stress o durante quelle fasi di arresto e ripartenze. Si scopre che i filtri idraulici che sono esposti a portate e pressioni variabili sono meno efficienti di quanto indicato dai precedenti metodi per test di laboratorio.

Per dirla in termini più pratici: riempi un bicchiere d'acqua con terra o limo. Alla fine, lo sporco si depositerà sul fondo e l'acqua apparirà per lo più limpida. Ora urta leggermente il bicchiere. Vedi come l'acqua si intorbidisce un po'? Immagina che il bicchiere venga costantemente scosso e spinto in modi imprevedibili. Il fondo del bicchiere rappresenta un filtro idraulico conforme ai precedenti standard ISO. È ottimo per mantenere lo sporco fuori dal fluido in condizioni ideali, ma all'aggiunta di qualsiasi variabile, come la fluttuazione del flusso, rilascerà alcuni dei contaminanti.

I prodotti di filtrazione progettati e testati secondo lo standard ISO 23369 saranno di gran lunga migliori nel mantenere lo sporco fuori dal fluido sotto sforzo, grazie ai test di flusso ciclico richiesti e ai test di "capienza in flusso dinamico".

Test dell'efficienza del filtro

Per i gestori di flotte, un filtro idraulico deve catturare i contaminanti con dimensione ed efficienza specifiche. In caso contrario, l'attrezzatura alla fine si guasta. Come sapere quali dovrebbero essere le dimensioni e l'efficienza delle particelle? Il nuovo standard ISO è molto importante come guida, ma non tutti i filtri sono progettati per funzionare secondo il nuovo standard.

Formula del rapporto Alfa

In generale, un prodotto di filtrazione premium offre risultati eccellenti. È possibile scoprire la qualità dei filtri tramite il rapporto Beta, se il prodotto lo elenca sul bidone. Tuttavia, non tutti i produttori di filtri idraulici riportano il rapporto Beta, motivo per essere prudenti. Il vecchio modo di calcolare l'efficienza era chiamato "nominale", il che significa generalmente che il filtro catturava 1 particella su 2 (Beta 2) che lo sfidavano a una data dimensione. Un rapporto Beta di 10 micron nominali significa che il filtro è efficiente circa al 50% nella cattura di particelle di 10 micron e maggiori. Absolute, o Beta 75, è generalmente considerato efficiente al 98,7% o cattura 74 particelle su 75 che lo sfidano a un dato micron.

Negli ultimi due decenni, la maggior parte dei produttori di filtri di qualità valuta i propri filtri con un'efficienza Beta 200 (99,5%) o Beta 1000 (99,9%) a un dato micron. Con il nuovo standard ISO 23369, la classificazione Alfa ora identifica come sarebbe l'efficienza di un filtro idraulico in condizioni di flusso dinamico reali. Un rapporto Beta di "Alfa 1000 di 10 micron" cattura 999 particelle su 1.000 che lo sfidano (99,9%) di 10 micron e dimensioni maggiori, mentre la portata fluttua di un fattore di 4. 

Quando si tratta di proteggere i sistemi idraulici, l'efficienza del filtro è un fattore fondamentale. La prima ragione del guasto del sistema idraulico è l'usura della superficie causata dal fluido contaminato. Fino al 70% dei guasti, infatti, è riconducibile al fluido contaminato. Qualsiasi contaminazione nel fluido può causare usura e abrasione. Persino le particelle di sporco più piccole di un globulo rosso possono causare gravi problemi. Ad esempio, un globulo rosso ha una dimensione di soli 8 µm!

Un altro aspetto da considerare è che la contaminazione porta sempre a una maggiore contaminazione. Immagina una particella di sporco che circola intorno al tuo sistema a 10.000 psi. Rovina o usura un componente, si rompe dimensionalmente e si creano molte altre particelle. Il problema cresce esponenzialmente: cento particelle microscopiche diventano mille e mille diventano un milione. A quel punto, l'unica cosa che potrai fare è chiamare la manutenzione per recuperare il tuo escavatore perché una servovalvola o un pistone sono danneggiati. Ovviamente, i tempi di inattività non pianificati sono entrate perse.

Quindi, quanto vale una filtrazione efficace per la tua azienda? Quanti guadagni perderai se la tua attrezzatura si guasta?

Perché, dopotutto, un autocarro con cassone ribaltabile che non può scaricare non è molto utile.

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