Contaminazione e analisi dell'olio —Opinione di un esperto su un problema non evidente

La contaminazione dell'olio si verifica quando impurità, particelle metalliche e altri tipi di residui si accumulano nell'olio. Con il passare del tempo i contaminanti non rilevati possono danneggiare le componenti e perfino provocare guasti nelle parti meccaniche.

Per facilitare la risoluzione di questo problema non rilevabile visivamente, vengono usati i sistemi di purificazione dell'olio in diversi settori: manifatturiero, piattaforme offshore, spedizioni, veicoli pesanti e energetico. Rimuovendo la contaminazione dall'olio, i sistemi di purificazione possono ridurre o eliminare i cambi dell'olio, aumentare la durata di vita delle parti meccaniche e ridurre i costi operativi nonché manutentivi.

Abbiamo intervistato il Dott. Peter Büscher, specialista delle applicazioni in Evident, per saperne di più sull'importanza della purificazione dell'olio e su come la purezza dell'olio viene analizzata.

D: Quali sono i problemi causati da impurità nell'olio?

Büscher: La presenza di microparticelle, umidità e sale provoca la perdita di qualità lubrificanti dell'olio originando corrosione, degradazione degli additivi e la formazione di resine nonché depositi. Questo causa nelle parti meccaniche (es: valvole) blocchi e usura che necessitano costosi interventi di riparazione e manutenzione dispendiosi in termini di tempo Nel passato l'olio esausto era semplicemente smaltito una volta divenuto contaminato o ossidato. Questo rappresentava uno spreco visto che l'olio ha una durata illimitata. È sufficiente sapere il suo livello di purezza.

D: Potresti spiegare gli effetti dei contaminanti nell'olio?

Büscher: L'olio presenta un "problema invisibile" a causa dei suoi contaminanti, pertanto necessita un ricambio periodico altrimenti possono verificarsi dei guasti meccanici della parti meccaniche. Pertanto abbiamo applicato questa procedura che non presenta, a nostro avviso, delle alternative. Pertanto se si è in grado di mantenere l'olio integralmente pulito, in teoria non dovrebbe mai degradarsi o essere cambiato. Le parti meccaniche potrebbero così avere una durata operativa illimitata. Il rischio di guasti e di arresti della produzione sarebbero significativamente ridotti.

Il filtro dell'olio integrato nella maggior parte dei sistemi meccanici protegge dalle grandi particelle che possono causare danni diretti alle componenti meccaniche. Nell'olio esistono solo alcune grandi e pericolose particelle. La maggior parte delle particelle nell'olio sono estremamente piccole. Tuttavia degli studi hanno evidenziato che queste microparticelle si legano ad altri contaminanti e accelerano i processi ossidativi nell'olio. Questo induce la perdita delle sue qualità lubrificanti e causa la formazione di resine e depositi. Questi ultimi elementi formano una superficie collosa che, con il passare del tempo, potrebbe causare il blocco del movimento delle parti meccaniche.

I nuovi sistemi meccanici sono prodotti per avere tolleranze più rigorose rispetto a quelli più datati, risultando pertanto più sensibili. Perché i sistemi meccanici moderni non siano soggetti a guasti, richiedono un olio con una maggiore purezza e una periodica purificazione del sistema.

D: In che modo i sistemi puliscono l'olio?

Büscher: I sistemi di purificazione dell'olio funzionano come i reni: purificano gradualmente il lubrificante ogni volta che l'olio passa attraverso il sistema fino a quando non contiene impurità. Per esempio, alcuni sistemi di purificazione dell'olio rimuovono in modo efficace acqua e contaminanti solidi dall'olio.

Sistemi di purificazione dell'olio. Immagini per gentile concessione di Europafilter Norge.

Quando un olio risulta ultra-puro terminano i fenomeni di ossidazione. Senza l'ossidazione l'olio mantiene tutte le qualità ricercate e, in teoria, non ha mai bisogno di essere cambiato.

D: Quali sono i vantaggi nell'integrare un sistema di purificazione dell'olio in un processo di produzione?

Büscher: Non dovendo cambiare l'olio è possibile certamente risparmiare risorse finanziarie, tuttavia i maggiori risparmi derivano dall'assicurare tempi maggiori di attività dei sistemi meccanici. Ricerche dell'Istituto di Ricerca dell'Energia Elettrica (Electric Power Research Institute) hanno concluso che oltre la metà delle ore di messa fuori servizio forzata concernenti cuscinetti, perni e sistemi di lubrificazione sono correlate a olio contaminato.

La purificazione completa dell'olio permette di ridurre l'usura in valvole, cilindri, cuscinetti e altre componenti in un sistema meccanico. Con il tempo questa procedura consente risparmi significativi in termini di costi di manutenzione.

D: L'impatto dell'olio sull'ambiente rappresenta un aspetto importante nella questione relativa alle misure atte a fronteggiare il cambiamento climatico. In quale modo la purificazione riduce l'inquinamento?

Büscher: L'olio esausto è inquinante. Possiede una maggiore tossicità rispetto all'olio di nuova produzione e può avere degli effetti mutanti sugli organismi microscopici nella catena alimentare. Ogni litro di olio riversato nell'ambiente determina dei costi da sostenere e induce degli effetti ambientali negativi.

La quantità di olio inquinante riversato nell'ambiente può essere ridotto nella stessa misura se si continua a utilizzare olio senza impurità. Attraverso un sistema di purificazione dell'olio le industrie possono risparmiare risorse finanziarie contribuendo, allo stesso tempo, alla conservazione dell'ambiente.

D: Hai menzionato l'importanza di rimuovere contaminanti come microparticelle, umidità e sale dall'olio. È importante analizzare approfonditamente questi contaminanti?

Büscher: Sì, un'analisi periodica dell'olio permette un monitoraggio dello stato dell'olio sul lungo termine, determinando una chiara analisi delle tendenze dello stato del sistema. Analizzando questi dati è possibile: identificare problemi, aumentare la durata di vita dei sistemi meccanici; ridurre i costi operativi e manutentivi; facilitare la manutenzione preventiva; mantenere la produttività.

D: Perché è necessario eseguire delle analisi approfondite dell'olio? I contaminanti dell'olio sono veramente così pericolosi?

Büscher: Sì, i contaminanti possono avere un impatto enorme. L'olio possiede diverse funzioni in un sistema. È sufficiente pensare a un sistema di trasmissione o ad un sistema idraulico. Lo scopo principale dell'olio è quello di lubrificare e separare componenti (es: unità di trasmissione o parti meccaniche scorrevoli), oltre a trasferire potenza (es: unità idrauliche o di trasmissione).

Inoltre l'olio ha una funzione pulente in quanto trasporta i contaminanti verso il filtro, prima di essere raccolto nel serbatoio dell'olio per essere usato ulteriormente. Inoltre l'olio funge da liquido raffreddante ed è in grado di assorbire acqua oltre a umidità.

Infine l'olio previene la formazione di corrosione, ossidazione e schiuma. Conoscendo le diverse funzioni svolte dall'olio è chiaro come avere olio privo di impurità sia importante per l'intero sistema. Se l'olio è contaminato aumentano i costi operativi (es: incremento di energia, calore e rumore) e manutentivi legati all'usura delle parti meccaniche e all'arresto della manutenzione.

D: Come è possibile ottenere dei dati affidabili dalle analisi dell'olio?

Büscher: La procedura di analisi dell'olio include alcune fasi di preparazione e ispezione. In ogni momento è necessario avere un approccio basato sulla pulizia durante le fasi di preparazione del campione e di analisi. È possibile ottenere dei dati affidabili solamente quando tutte le fasi sono affrontate in condizioni di pulizia, precisione e massima cura.

Esempio di processo di analisi dell'olio dalla preparazione del campione alla revisione delle particelle. Immagine per gentile concessione di Europafilter Norge.

D: Quali tipi di sistemi di analisi dell'olio sono disponibili sul mercato?

Büscher: Il metodo classico per ispezionare gli oli relativamente alle particelle è un sistema APC (automatic particle counter [contatore di particelle automatico]) basato su laser. Tuttavia le misure APC non forniscono dettagli sulla forma delle particelle (es: fibre) o sulle loro capacità riflettenti (es: metalli) e non riflettenti. Inoltre il sistema APC basato su laser spesso omette le particelle trasparenti o sovrastima a causa della presenza di bolle nel liquido.

Per avere un quadro generale completo sulle particelle in un campione di olio, i sistemi di ispezione di particelle basati su microscopio offrono diversi vantaggi rispetto ai sistemi APC. Questo è importante in quanto gli standard di pulizia necessitano informazioni sulla natura della contaminazione, come ad esempio: il numero di particelle, la distribuzione dimensionale delle particelle e le caratteristiche delle particelle.

Il microscopio per la pulizia tecnica OLYMPUS CIX100 è un sistema basato su microscopio per l'analisi dell'olio

D: Esiste una tendenza nell'applicazione dell'analisi dell'olio in linea di produzione. In quale modo questo influenza l'analisi basata su microscopio?

Büscher: Una delle attuali tendenze nell'analisi dell'olio è rappresentata dalla definizione della qualità dell'olio in linea di produzione. Esistono alcuni vantaggi e svantaggi. Con il monitoraggio della qualità dell'olio in linea di produzione è possibile acquisire immediatamente dei valori di qualità dell'olio definendo una tendenza nel corso del tempo, inoltre è possibile condividere facilmente i risultati in una presentazione basata su Cloud. Tuttavia i risultati non sono precisi specialmente a bassi valori ISO o in presenza di olio con impurità. Inoltre è necessario verificare occasionalmente i risultati attraverso un'analisi di laboratorio. Un sistema basato su microscopio come il sistema di pulizia tecnica OLYMPUS CIX100, offre dei risultati che possono essere copiati in un Cloud per l'analisi delle tendenze.

Analisi delle tendenze per i valori di qualità dell'olio. Immagine per gentile concessione di Europafilter Norge.

D: Il sistema OLYMPUS CIX100 è dedicato alla pulizia tecnica. Per quale motivo il sistema è ideale per l'analisi dell'olio?

Büscher: Il sistema OLYMPUS CIX100 possiede una configurazione del sistema fissa che richiede solamente delle minime regolazioni da parte dell'utente. La facile integrazione dell'hardware e del software permettono agli utenti di ottenere un'elevata produttività e dei dati precisi e affidabili.

Un altro importante vantaggio è l'automazione massimizzata che permette di ridurre gli errori dell'utente e aumentare la produttività. Il sistema completamente automatizzato offre delle condizioni di imaging riproducibili che incrementano la qualità dell'immagine e assicurano eccellenti aspetti di ripetibilità, posizionamento riproducibile e calibrazione integrata. La procedura guidata passo a passo riduce i tempi di ispezione e elaborazione, diminuisce gli errori operativi e minimizza l'interazione dell'utente.

Un sistema di ispezione efficace offre all'utente la capacità di analizzare i campioni in tempo reale. Nel caso del sistema OLYMPUS CIX100, un nuovo metodo di polarizzazione permette l'analisi in tempo reale dei dati relativi alle particelle riflettenti e non riflettenti di dimensione compresa tra 2,5 µm e 42 mm. Questa eccezionale soluzione di scansione integrale permette di completare le scansioni delle particelle con una velocità doppia rispetto ad altri sistemi di ispezione che richiedono due immagini separate. La schermata live delle particelle contate e classificate in classi dimensionali permette all'utente di prendere una decisione immediata in merito all'effettuazione di una nuova procedura. Questo permette di risparmiare tempo prezioso visto che le problematiche ispettive possono essere gestite con la massima velocità.

Il sistema OLYMPUS CIX100 integra degli strumenti efficienti e di facile uso per la revisione dei dati di ispezione, l'ottenimento di risultati ripetibili e la revisione guidata di particelle. Le miniature delle immagini relative ai contaminanti rilevati sono collegate alle rispettive misure dimensionali per semplificare il controllo e la revisione. Questa chiara rappresentazione di tutti i dati di ispezione combinata con il supporto delle norme internazionali, offre il massimo in termini di risparmio di tempo e di flessibilità.

Interfaccia utente del sistema di pulizia tecnica dell'OLYMPUS CIX100. Immagine per gentile concessione di Europafilter Norge.

Altri vantaggi sono rappresentati dalla sua interfaccia software e risoluzione. È possibile vedere facilmente particelle di dimensioni comprese tra 5 µm e 15 µm come previsto dalla norma ISO 4406 per i microscopi. Inoltre il sistema permette soprattutto l'esatto conteggio e l'analisi in tempo reale. Non viene applicata un'estrapolazione e il sistema conta ogni frame del campione. A titolo esemplificativo riferirsi alla seguente immagine.

Esempio di estrapolazione

L'estrapolazione applicata a campioni può causare un erroneo conteggio delle particelle. Questo succede, per esempio, quando i sistemi scansionano solo tre frame nel campione e contano i contaminanti all'interno di questi frame. I risultati vengono quindi moltiplicati per l'area del campione. Questo concetto può portare alla definizione di risultati erronei, visto che le particelle non sono coperte nel campione. In questo modo si potrebbe sovrastimare o sottostimare il numero di particelle.

Inoltre il sistema OLYMPUS CIX100 è in grado di acquisire delle immagini dettagliate delle particelle. Questa operazione risulta veloce visto che il sistema è in grado di acquisire particelle riflettenti e non riflettenti in una sola scansione. Infine il sistema include un database integrato e dei report modificabili. Anche operatori inesperti sono in grado di creare velocemente dei report conformi agli standard aziendali e industriali. Si risparmia tempo, si riducono le energie e si gestiscono risultati nonché problematiche in modo veloce.

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