Medir la viscosidad y los niveles de pH es sólo una parte del proceso.
Los fluidos hidráulicos de agua-glicol, también conocidos como HFC, ocupan un espacio importante en el mercado general de los fluidos resistentes al fuego. En una base de producción de libras, los fluidos de agua-glicol son el fluido número uno en el mercado. Ofrecen una excelente resistencia al fuego y son relativamente económicos en comparación con las diversas tecnologías de fluidos hidráulicos sin agua y resistentes al fuego.
Debido a que los fluidos HFC tienen un techo de presión relativamente bajo (aproximadamente 3.000 psi, dependiendo del tipo de equipo y del fabricante de equipo original, u OEM), se utilizan ampliamente en los segmentos de fundición continua de acero y fundición a presión del mercado de fluidos resistentes al fuego. Debido a que los fluidos HFC tienen una importante cuota y presencia en el mercado, es importante comprender tanto los parámetros de formulación como los de mantenimiento que mantendrán su fluido agua-glicol y su equipo funcionando de manera eficiente.
Formulación de fluidos
Los fluidos de agua-glicol son soluciones complejas. La clasificación del producto indica claramente que el fluido contiene agua y glicol. Se requieren otros elementos químicos para producir un fluido acabado capaz de funcionar en los equipos hidráulicos de uso común de hoy en día. Cuando se mezclan, el agua y el glicol tienen la viscosidad del agua. En un fluido HFC, se agrega un espesante de polialquilenglicol (PAG) soluble en agua para dar la viscosidad del fluido.
Cuando se mezclan, estos tres componentes producen un fluido con una sensación similar al aceite. Desafortunadamente, este fluido no tiene ningún valor de lubricación y no protege los componentes contra el óxido y la corrosión. Otros componentes químicos incluyen ácidos grasos y aminas para la lubricación, aminas para la protección contra la corrosión de hierro, pasivadores de metal amarillo para el latón y el bronce y un colorante para la identificación del fluido.
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Mientras que los ingredientes como las aminas, los aditivos de lubricación, el espesante polimérico e incluso el contenido de agua pueden variar de un fabricante a otro, las formulaciones finales de los fluidos son aproximadamente las mismas. El rendimiento óptimo del fluido se obtiene cuando todos los componentes del fluido se mantienen en equilibrio. Por lo tanto, es necesario tener un buen programa de mantenimiento de los fluidos.
Parámetros clave de mantenimiento
Estas son algunas de las variables del proceso de mantenimiento:
Viscosidad
La viscosidad de un fluido de agua-glicol está directamente relacionada con el contenido de agua. El glicol y el espesante PAG contenidos en un fluido HFC no son volátiles y permanecerán en el depósito hidráulico independientemente de la temperatura del fluido. Por lo tanto, uno esperaría ver que la viscosidad del fluido aumente con el tiempo a medida que el agua se evapora. La tasa de aumento de la viscosidad dependerá de factores como la temperatura ambiente, la temperatura del depósito, el flujo de aire a través del respiradero del depósito, la cantidad de fluido de reposición añadido, etc.
Un proveedor de fluidos hidráulicos bien informado puede suministrar a sus usuarios de HFC un gráfico que relacione directamente la viscosidad con el contenido de agua. Tener un gráfico de este tipo elimina la necesidad de hacer funcionar los contenidos de agua reales y permite un fácil mantenimiento. Cabe señalar que una caída de la viscosidad está relacionada con el exceso de agua en el fluido agua-glicol. Este exceso de agua sólo puede provenir de un intercambiador de calor con fugas o de un exceso de agua en un ajuste de agua. Los rangos de viscosidad sugeridos por Quaker son:
En caso de que sea necesario un ajuste de agua, los ajustes deberán hacerse con agua blanda, destilada o desionizada. Los iones metálicos equivalentes, como el calcio y el magnesio que se encuentran en el agua del grifo y del manantial, harán que el aditivo de lubricación del fluido se vuelva sólido e ineficaz.
pH
El pH de un fluido a base de agua es una medida de las propiedades inhibidoras de la corrosión total de un fluido. En un fluido a base de agua, el pH del fluido debe ser superior a 8,0 para inhibir la oxidación. Además, la química de las alcanolaminas debe usarse para elevar el pH; los materiales cáusticos como el hidróxido de sodio no inhibirán el óxido. Por ejemplo, los fluidos de agua-glicol de Quaker$0027s Quintolubric tienen un pH de entre 9,4 y 9,8.
El pH del fluido en uso bajará debido a la pérdida del inhibidor de corrosión en fase de vapor. Esto es de esperar, ya que el inhibidor de la corrosión en fase de vapor es volátil; debe salir del cuerpo del fluido para inhibir la oxidación en el espacio de vapor por encima del fluido en el depósito. Un pH inferior a 8,0 indica que el sistema ha sido contaminado o diluido.
Reserva alcalina
La reserva alcalina (AR) es una medida del paquete combinado de inhibidores de la corrosión – fase líquida y fase de vapor – en un fluido de agua-glicol. La AR disminuirá con el uso porque el inhibidor de la fase de vapor se está eliminando lentamente del fluido. La tasa de evaporación dependerá de la temperatura del depósito, la temperatura ambiente y el flujo de aire a través del respiradero del depósito. Se necesita un AR de 90 o más para inhibir el óxido en fase de vapor. Pequeñas adiciones de fluido de reposición pueden tener un impacto positivo significativo en la reserva alcalina de un fluido de agua-glicol. Dependiendo de la amina utilizada como inhibidor de la corrosión en fase de vapor, puede que nunca sea necesario ajustar el AR de un fluido en servicio.
Recuento de partículas
El recuento de partículas es una medida de la suciedad, el limo y los desechos de desgaste suspendidos en un fluido. Para maximizar la vida de los componentes, el recuento de partículas debe ser controlado. Los fabricantes de bombas y válvulas han recomendado recuentos de partículas para los fluidos dependiendo del tipo de bomba, la presión de operación, si se usan o no válvulas servo o proporcionales, etc. Identificar el hardware crítico en su sistema hidráulico le permitirá establecer objetivos de recuento de partículas para un equipo determinado. Esto se aplica al fluido suministrado en tambores y contenedores intermedios a granel.
Para obtener recuentos precisos con la ISO 4406 se requiere un fluido cristalino. El fluido nebuloso introducirá errores en el recuento de partículas. Otros métodos, como la resuspensión de partículas, pueden proporcionar mejores resultados pero no son completamente exactos. Este método es bueno para el análisis de tendencias, sin embargo, una revisión de las pautas de limpieza de fluidos de los fabricantes de equipos originales, así como el diálogo con su proveedor de fluidos, ayudará a establecer los límites de limpieza para el fluido en servicio.
Peter Skoog es director técnico de la división de fluidos y grasas de Quaker Chemical Corp., un proveedor de fluidos de proceso y especialidades químicas.
