Cilindros hidráulicos são amplamente utilizados em máquinas de construção, equipamentos agrícolas, equipamentos de manuseio de resíduos, plataformas elevatórias, veículos especiais e linhas de produção industrial.
Durante o verão, temperaturas ambientes mais altas, longas horas de operação, ciclos frequentes e cargas pesadas podem fazer a temperatura do óleo hidráulico subir rapidamente. Altas temperaturas geralmente não danificam imediatamente um cilindro hidráulico, mas podem reduzir a viscosidade do óleo, afetar os selos, alterar as folgas internas e acelerar a degradação do óleo.
Se um sistema hidráulico continuar operando em temperaturas excessivas, o cilindro pode gradualmente desenvolver vazamentos, deslocamentos, movimentos instáveis, eficiência reduzida e desgaste mais rápido.
A viscosidade do óleo hidráulico diminui
O óleo hidráulico se torna mais fino à medida que a temperatura aumenta.
Quando a viscosidade cai abaixo da faixa recomendada, o óleo pode passar mais facilmente pelos selos do pistão, folgas de guia e válvulas de controle. Isso aumenta o vazamento interno e pode reduzir a força do cilindro, o desempenho de retenção de pressão e a eficiência.
Para plataformas elevatórias, estabilizadores hidráulicos, macacos de reboque e outros equipamentos de retenção de carga, o óleo de baixa viscosidade também pode fazer com que a barra do pistão se retrai lentamente sob carga.
Vazamento externo se torna mais provável
Altas temperaturas podem alterar a dureza e a elasticidade dos selos hidráulicos.
Se os selos estiverem desgastados, envelhecidos ou inadequados para a temperatura de operação real, o calor e a pressão podem fazer com que as bordas de vedação amoleçam, deformem ou extrudem.
O vazamento pode então aparecer ao redor do selo da barra, cabeça do cilindro, selos estáticos, portas ou conexões. Alguns cilindros permanecem secos quando frios, mas começam a vazar depois que o óleo atinge a temperatura de operação.
O desempenho de retenção de pressão pode diminuir
Um cilindro hidráulico pode se deslocar mesmo quando não há vazamento de óleo visível.
À medida que o óleo se torna mais fino, pode passar pela vedação do pistão ou através dos folgas internas das válvulas. A pressão gradualmente se transfere de um lado do cilindro para o outro, permitindo que a haste do pistão se mova lentamente sob carga.
O deslocamento do cilindro nem sempre é causado pelo próprio cilindro. Válvulas direcionais, válvulas de retenção, válvulas de compensação e coletores de carga também podem ter vazamentos internos. Tanto o cilindro quanto o circuito de controle devem ser verificados antes das vedações serem substituídas.
O envelhecimento do selo acelera
Exposição a longo prazo ao óleo hidráulico quente pode encurtar a vida útil das vedações.
Dependendo do material, tipo de óleo, pressão e temperatura, as vedações podem endurecer, amolecer, incharem, racharem, encolherem ou se deforma permanentemente. Uma vedação pode continuar funcionando mesmo após sua elasticidade e desempenho de vedação começarem a diminuir.
Para cilindros hidráulicos de alta temperatura, a seleção de vedações deve considerar a temperatura contínua de operação, temperatura máxima de curto prazo, compatibilidade do óleo e frequência de ciclo.
A lubrificação se torna menos eficaz
O óleo hidráulico transmite pressão, lubrifica partes móveis e ajuda a remover calor.
Quando a viscosidade se torna muito baixa, o filme lubrificante entre o pistão, anéis de desgaste, furo do cilindro, componentes de guia e haste do pistão se torna mais fino. Isso aumenta o risco de contato direto entre as superfícies.
Se o óleo também contém poeira, partículas metálicas ou outros contaminantes, a alta temperatura pode acelerar o risco de risco no furo, arranhões na haste, desgaste da guia e danos repetidos nas vedações.
Substituir apenas as vedações pode não resolver o problema se a superfície da haste, o furo ou a folga de guia já tiverem se deteriorado.
A oxidação e contaminação do óleo hidráulico aumentam
A alta temperatura acelera a oxidação do óleo hidráulico.
À medida que o óleo se deteriora, pode escurecer e desenvolver lodo, verniz, depósitos ou um cheiro incomum. Esses contaminantes podem se acumular nas ranhuras das vedações, portas, passagens das válvulas e superfícies internas do cilindro.
Quando ar ou água estão presentes, a alta temperatura também pode contribuir para formação de espuma, emulsificação, corrosão e movimento instável. O aquecimento e resfriamento repetidos podem criar condensação, especialmente em equipamentos externos ou ambientes úmidos.
Cavitação e aeração podem causar danos
O óleo hidráulico quente pode liberar ar dissolvido mais facilmente e formar pequenas bolhas.
O risco aumenta quando o nível de óleo está baixo, as linhas de sucção estão restritas, o ar entra na entrada da bomba ou a velocidade de fluxo local é muito alta.
Quando as bolhas se movem para uma área de maior pressão, podem colapsar rapidamente e criar impactos de pressão local. Com o tempo, a cavitação pode causar picotamento no furo do cilindro, pistão, portas ou ranhuras de vedação.
Sinais de alerta típicos incluem ruído anormal, vibração, óleo espumante e movimento instável.
O revestimento do cilindro e a proteção externa podem deteriorar
As condições de verão também afetam as superfícies externas de um cilindro hidráulico.
As hastes do pistão estão expostas a poeira, chuva, umidade, luz solar e movimento repetido através da vedação da haste e do limpador. Contaminantes presos ao redor do limpador podem arranhar o revestimento da haste e danificar os lábios de vedação.
Uma vez que a superfície da haste está danificada, a corrosão e o vazamento externo tornam-se mais prováveis.
Altas temperaturas e luz solar também podem acelerar o desbotamento, rachaduras ou descascamento da tinta. Em ambientes úmidos, costeiros, com spray de sal ou quimicamente corrosivos, metais expostos podem enferrujar mais rapidamente.
A expansão térmica altera os folgas internas
Tubes de cilindro, pistões, hastes de pistão, buchas de guia, anéis de desgaste e vedações todos se expandem à medida que a temperatura aumenta.
Como esses componentes podem usar materiais diferentes, eles nem sempre se expandem na mesma taxa.
Se os folgas internas forem muito pequenas, altas temperaturas podem causar aumento de atrito, movimento de aderência-deslizamento, superaquecimento local ou travamento. Se as folgas se tornarem muito grandes, a vazão interna pode aumentar.
O design de cilindros de alta temperatura deve, portanto, considerar materiais, tolerâncias de usinagem, estrutura de vedação, material de anel de desgaste e a temperatura de operação real.
A velocidade e a estabilidade do cilindro podem mudar
Um cilindro hidráulico pode se comportar de maneira diferente após o óleo aquecer.
Em sistemas que utilizam orifícios fixos, válvulas de estrangulamento ou controles de fluxo simples, a menor viscosidade pode alterar o fluxo real. O cilindro pode se mover mais rápido, iniciar de forma mais abrupta, parar de forma menos suave ou apresentar flutuações de velocidade.
Cilindros que operam ciclicamente também geram atrito e calor de estrangulamento. Isso pode criar um ciclo:
A temperatura do óleo aumenta → a vazão aumenta → a eficiência diminui → o tempo de operação aumenta → mais calor é gerado.
Sem resfriamento suficiente ou otimização do sistema, o desempenho do cilindro pode se tornar cada vez mais instável.
Sinais de alerta durante a operação no verão
Operadores e equipes de manutenção devem estar atentos a:
- Vazamentos que se tornam mais óbvios após o aquecimento
- Retração lenta da haste do pistão sob carga
- Diferentes velocidades do cilindro quando frio e quente
- Desempenho ruim de manutenção de pressão
- Óleo hidráulico escuro, espumoso ou com cheiro incomum
- Ruído ou vibração anormais
- Danos ao revestimento da haste ou à pintura do cilindro
Esses sintomas nem sempre significam que o cilindro em si está defeituoso.
Altas temperaturas do óleo também podem estar relacionadas à viscosidade inadequada do óleo, vazamento interno da válvula, capacidade de reservatório insuficiente, desempenho ruim do resfriador, pressão de retorno excessiva, fluxo de óleo restrito ou operação contínua da válvula de alívio.
O sistema hidráulico completo deve, portanto, ser inspecionado antes que as vedações do cilindro sejam substituídas.
Conclusão
Os efeitos do calor do verão nos cilindros hidráulicos geralmente se desenvolvem de forma gradual.
Um sistema pode inicialmente apresentar apenas uma temperatura de óleo mais alta ou pequenas infiltrações. Com o tempo, isso pode se desenvolver em vazamento interno, desvio do cilindro, falha na vedação, movimento instável, corrosão, cavitação e desgaste acelerado.
Para equipamentos de alta temperatura, carga pesada ou ciclos frequentes, o design e a manutenção do cilindro devem considerar a viscosidade do óleo, os materiais da vedação, as folgas internas, a proteção da superfície, o controle de contaminação, a capacidade de resfriamento e o ciclo de trabalho real.
Acima de tudo, o cilindro hidráulico deve sempre ser avaliado como parte do sistema hidráulico completo.
A AiSoar Hydraulics oferece soluções personalizadas de cilindros hidráulicos para máquinas de construção, equipamentos agrícolas, equipamentos de manuseio de resíduos, plataformas de elevação, veículos especiais e aplicações industriais.
