Efeitos da temperatura em sistemas hidráulicos

Os sistemas hidráulicos são cruciais para a operação de muitos aspectos da vida moderna, desde grandes usinas que dependem da hidráulica para fabricar peças até o sistema hidráulico que aciona um caminhão de lixo local. Por mais maciços e poderosos que esses sistemas possam ser, eles têm um calcanhar de Aquiles proverbial:temperaturas extremas. Temperaturas baixas e altas podem afetar o desempenho e a eficiência dos sistemas hidráulicos, grandes e pequenos. Se o seu sistema não estiver funcionando conforme o esperado, talvez seja um problema com a temperatura que precise ser investigado e resolvido.

Condições de operação de baixa temperatura

Quando a maioria das pessoas pensa nos efeitos da temperatura na hidráulica, seu pensamento imediato é o calor; no entanto, temperaturas frias também podem ter um efeito devastador nos sistemas hidráulicos. Essas temperaturas de operação abaixo do ideal podem resultar de temperaturas ambientes bem abaixo de zero ou da operação de um sistema hidráulico em condições de alta altitude e baixa atmosfera. Os efeitos de baixa temperatura podem ser especialmente problemáticos para sistemas hidráulicos móveis encontrados em equipamentos externos durante os meses de inverno.

Efeitos de baixas temperaturas em sistemas hidráulicos

Materiais elastoméricos como a borracha são comumente encontrados em sistemas hidráulicos de todos os tamanhos, e a borracha (assim como outros tipos de elastômeros) é sensível a temperaturas frias e pode se comportar como um material frágil quando as temperaturas caem suficientemente baixas. Quando o equipamento hidráulico é exposto a temperaturas frias, os componentes de borracha, como vedações, conexões, suportes e mangueiras, podem ser seriamente danificados durante a operação. É importante verificar a condição dos componentes de borracha externos quanto a rachaduras ou rasgos antes de iniciar o sistema e sempre ter peças de reposição à mão para componentes de borracha, caso algo seja danificado.

Temperaturas frias afetarão a viscosidade dos fluidos em seu sistema hidráulico, o que significa não apenas o fluido hidráulico, mas também os lubrificantes. Baixas temperaturas aumentarão a viscosidade do fluido hidráulico e do óleo, o que significa que ele se comportará como um fluido mais espesso. Se a viscosidade aumentar muito, o fluido não se comportará normalmente; por exemplo, na partida, o óleo com viscosidade mais alta que o normal pode não se distribuir uniformemente em torno das peças críticas com rapidez suficiente para evitar danos. Tenha em mente que os fluidos podem realmente congelar a ponto de não fluir mais. Isso resultará em bombas famintas, cavitação e falta de lubrificação, levando a danos caros ao seu equipamento hidráulico e aos componentes que o compõem.

Uma prática sábia é verificar os fluidos em seu equipamento hidráulico - incluindo não apenas o fluido hidráulico, mas também o fluido do motor e o fluido da transmissão - antes de iniciá-lo. Você não está verificando os níveis, mas verificando a viscosidade:se o fluido for muito espesso para escorrer da ponta da vareta, é muito viscoso para funcionar corretamente. Tentar executar seu sistema nessa condição irá danificá-lo seriamente. Esse aumento na viscosidade também é o motivo pelo qual é importante dar ao seu equipamento hidráulico a chance de aquecer antes do uso. Ligue o equipamento e deixe-o em marcha lenta para aquecer o sistema hidráulico e os fluidos de que depende antes de colocar o equipamento em funcionamento.

Em geral, é importante certificar-se de que os fluidos utilizados no sistema são adequados para as temperaturas esperadas, levando em consideração a pressão atmosférica se estiverem envolvidas condições de altitude elevada. A orientação do fabricante deve ser procurada se houver alguma dúvida sobre que tipo de fluido é apropriado em temperaturas frias.

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Efeitos de altas temperaturas em sistemas hidráulicos

Quando fluidos hidráulicos e lubrificantes são expostos a altas temperaturas por longos períodos de tempo, os fluidos começarão a sofrer deterioração permanente e uma severa redução na viscosidade (ou seja, o fluido será muito mais fino e menos viscoso). A deterioração do fluido hidráulico leva à oxidação (na verdade, a própria taxa de oxidação aumenta significativamente com a temperatura) e à formação de lodo problemático. Ao mesmo tempo, o fluido sofrerá reações químicas entre os aditivos degradantes, os quais comprometem seriamente o desempenho do fluido e do sistema hidráulico como um todo.

A viscosidade reduzida pode tornar os lubrificantes e o óleo hidráulico inúteis quando se trata de proteger os componentes, reduzindo o atrito, evitando danos abrasivos e minimizando a velocidade de desgaste. Uma mudança na viscosidade também afeta o comportamento do próprio fluido hidráulico, impactando negativamente o desempenho do sistema hidráulico como um todo. Dependendo de uma combinação de pressão e temperatura, alguns fluidos podem realmente atingir um estado de vapor – o que obviamente levará a sistemas e componentes danificados.

Embora o uso de um fluido hidráulico que inclua um aditivo de melhoria do VI (índice de viscosidade) possa aliviar o problema da viscosidade reduzida em altas temperaturas, é vital lembrar que a exposição prolongada a altas temperaturas pode causar a quebra desse aditivo - o que significa que o VI melhorar os aditivos não é uma solução fácil para o problema. Ainda mais interessante é o fato de que a operação prolongada em alta temperatura pode esgotar outros aditivos críticos, incluindo depressores de espuma, inibidores de ferrugem, ingredientes antidesgaste e antioxidantes.

À medida que a deterioração do fluido continua e os principais aditivos, como inibidores de ferrugem e ingredientes antidesgaste, começam a se esgotar, os componentes do sistema (motores hidráulicos, bombas, válvulas) começam a sofrer desgaste acelerado. O desempenho e a eficiência do sistema continuam a cair e o sistema começará a gerar seu próprio calor. O resultado é um ciclo letal de danos ao seu sistema hidráulico como um todo e aos componentes internos. Se o desgaste acelerado continuar sem impedimentos, pedaços de metal da superfície podem começar a se desgastar, formando flocos e partículas minúsculas que contaminam o fluido hidráulico e exacerbam o desgaste.

Em suma, a exposição prolongada a altas temperaturas pode destruir um sistema hidráulico ao longo do tempo.

Causas da geração de calor em sistemas hidráulicos

Altas temperaturas podem resultar de temperatura ambiente extrema, mas são mais prováveis ​​de serem o resultado da geração de calor dentro do sistema hidráulico. Como o calor pode ser muito prejudicial para um sistema hidráulico, é importante rastrear a fonte de geração de calor. A geração de calor geralmente resulta do fluxo de fluido de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão sem qualquer saída de trabalho mecânico. Uma fonte de tal perda de pressão é o atrito. O alto atrito no sistema gerará calor e as fontes podem incluir o seguinte:

• Componentes lubrificados incorretamente (por exemplo, lubrificação insuficiente ou não é do tipo certo)
• Uso de um fluido com viscosidade muito alta para o sistema, resultando em atrito dentro do fluido
• Uso de um fluido com viscosidade muito baixa que não protege as superfícies do desgaste excessivo
• Vedações de pistão ativadas por pressão
• Fluido passando por um orifício constritivo ou restrição em alta velocidade
• Fluido fluindo por uma passagem restrita

Outras fontes de calor podem incluir a compressão de fluidos aerados, que ocorre quando o fluido hidráulico é contaminado com ar. A compressão do fluido aerado dentro de uma bomba pode levar rapidamente a temperaturas em torno de 2000°F.

Em alguns casos, o calor pode não ser gerado pelo próprio sistema. Se o sistema hidráulico estiver operando próximo a uma fonte de calor, isso poderá causar problemas para o sistema hidráulico. A falta de ventilação adequada também pode resultar em temperaturas elevadas.

Conclusão

Temperaturas extremas afetarão o desempenho do seu sistema hidráulico e resultarão em danos sérios (e caros) se nada for feito para resolver os problemas de temperatura ou proteger o sistema dos efeitos da temperatura. Isso é verdade se for um pequeno limpa-neves operando em condições ambientais extremamente frias ou um sistema hidráulico em uma fábrica que está gerando calor suficiente para elevar sua temperatura de operação além dos limites recomendados. O efeito mais imediato da temperatura envolve a viscosidade do fluido:temperaturas frias aumentam a viscosidade do fluido, tornando-o mais espesso; altas temperaturas, por outro lado, diminuirão a viscosidade do fluido. Tais mudanças na viscosidade podem levar rapidamente a danos permanentes ao sistema hidráulico e seus componentes.

As mudanças no desempenho podem ser devidas às temperaturas de operação, e abordar esses problemas para situações de alta temperatura envolve algum trabalho investigativo para determinar a fonte e a causa da geração de calor.

MAC Hidráulica

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