hidraulica

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Estándares de limpieza internacional

Principios de Filtración

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Estándares internacionales

Estándares internacionales

En el está estándar de limpieza internacional ISO 44064406-1999 los códigos se asignan a un determinado numero de partí partículas contaminantes, contaminantes, a travé través de las cuales se expresa la limpieza del fluido en códigos. digos. 3 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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Estándares internacionales

Estándares internacionales ...Actualmente, para la calibració calibración de contadores de partí partículas se recomienda usar muestras certificadas por el Instituto Nacional de Está Estándares y Tecnologí Tecnología USA (NIST). Este método prueba ser mas exacto y de mejor reproducció reproducción que el método con ACFTD...

La norma ISO 4402 concierne a la calibració calibración de los contadores automá automáticos de partí partículas. Esta norma obsoleta se basa en la prueba de polvo del desierto ACFTD (Air Cleaner Fine Test Dust)... 5 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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Estándares internacionales

Estándares internacionales Algunas caracterí características de la norma ISO 11171 son:

…La nueva norma para la calibració calibración de los contadores de partí partículas es ISO 11171… 11171…

Los contadores automá automáticos de partí partículas son calibrados usando muestras de calibració calibración con certificado NIST. La informació información está estática es especificada. especificada. Las té técnicas analí analíticas y el proceso de informació información es especificado.

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Estándares internacionales

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Como consecuencia de la nueva calibració calibración las partí partículas se miden a diferente escala. De hecho, la definició definición del tamañ tamaño de partí partícula es tambié también diferente: Mientras que en la norma antigua ISOISO-4402 es el tramo mas largo de la partí partícula el cual define su tamañ tamaño, la norma actual ISOISO-11171 establece que el área proyectada de la partí partícula transformada en un área circular equivalente define el tamañ tamaño de la partí partícula. 9 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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Estándares internacionales

Estándares internacionales

De acuerdo al está estándar de limpieza antiguo ISO 44064406-1987, la limpieza se determina fijando el numero de partí partículas en > 5 μm y > 15 μm. Por ejemplo: Si se cuentan 2000 partí partículas/ml mayores que 5 μm y 70 partí partículas/ml mayores que 15 μm, ¿Cuá Cuál será será el có código de limpieza?

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Estándares internacionales

Estándares internacionales Comparación entre normas

Algunos aspectos de la norma ISO 4406 – 1999 son: El recuento de partí partículas es realizado en mas niveles. niveles.

Antigua

Actual

Descripción

Se fija con mas detalle la capacidad de retenció retención de suciedad. suciedad.

ISO 4402

ISO 11171

Se informa del valor Beta para varios valores en micras. micras.

ISO 4406

ISO 4406

Hay mas recomendaciones para prevenir la influencia de la carga está estática.

ISO 4572

ISO 16889

Calibración de contadores automáticos de partículas. Asignación de códigos de limpieza Test multi-pass

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Eficiencia del Filtro

La eficiencia del filtro es una medida que indica cuan efectivo es el filtro eliminando los contaminantes del fluido...

Eficiencia del Filtro

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Eficiencia del Filtro

Eficiencia del Filtro

...El valor Beta se define como la relació relación del numero de partí partículas por unidad de volumen antes del filtro al numero de partí partículas por unidad de volumen despué después del filtro.

...La eficiencia del filtro es basada en una cantidad conocida como grado de separació separación o filtració filtración, valor Beta (β (βx) ...

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Eficiencia del Filtro

Eficiencia del Filtro

...La letra “x” denota el tamañ tamaño de la partí partícula que esta siendo considerada. Un valor de β10 igual a 20 significa que por cada 20 partí partículas de 10μ 10μm o má más que ingresen al filtro, una partí partícula pasa a travé través del filtro y 19 partí í culas son capturadas... part

... La relació relación de partí partículas corriente arriba a corriente abajo es el valor el cual caracteriza el valor Beta, no el numero de partí partículas capturadas ...

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Eficiencia del Filtro

Eficiencia del Filtro

...Con referencia al filtro anterior, ¿Cuá Cuántas partí partículas capturará capturará de tamañ tamaño de 10μ 10μm o má más por cada ml de fluido cuyo nivel de contaminació contaminación sea de 1000 partí partículas/ml corriente arriba del filtro?...

... Para un fluido que tenga un nivel de contaminació contaminación de 2000 partí partículas, ¿Cuá á ntas partí Cu partículas por ml ml será serán capturadas? ...

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Eficiencia del Filtro

Eficiencia del Filtro

... En ambos casos, casos, la relació relación de partí partículas corriente arriba a corriente abajo es la misma, misma, solo que la cantidad de partí partículas capturadas para una cantidad dada de flujo es diferente... diferente...

... Así Así pues, a medida que el valor Beta sea mayor, entonces mas efectivo será será el filtro en eliminar contaminantes. Esta relació relación puede ser expresada como la eficiencia del filtro. 23

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Elemento filtrante El elemento filtrante normalmente tiene forma de hoja y luego es corrugada para mostrar una mayor superficie al flujo del fluido...

Elemento filtrante

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Elemento filtrante

Elemento filtrante

...Esto reduce la presión diferencial y aumenta la capacidad para retener la suciedad...

... En algunos casos, el elemento del filtro puede tener múltiples capas y varias mallas para lograr cierto rendimiento... 27

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Elemento filtrante ...Después de ser corrugada y cortada a la longitud apropiada, los dos bordes son sujetados empleando un sujetador especial, adhesivo, o alguna otra forma de mecanismo de sujeción...

Tipos de elemento filtrante

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Tipos de elemento filtrante

Tipos de elemento filtrante

Los tipos de elemento filtrante más populares utilizan malla de alambre, celulosa, fibra de vidrio, u otro material sintético

El elemento filtrante se clasifica generalmente en: de superficie y de profundidad

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De superficie

De superficie

El fluido bá básicamente atraviesa la superficie del elemento filtrante. Los contaminantes son capturados en la superficie del elemento que encara al flujo. Los tipos de elementos de superficie son generalmente fabricados de fibra...

...Ya que el proceso empleado para la fabricació fabricación de la fibra revestida, puede ser controlado adecuadamente, la superficie filtrante tiene un tamañ tamaño de poro consistente... consistente...

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De superficie

De superficie ...Este tamañ tamaño de poro es el diá diámetro de la partí partícula esfé esférica más grande que pasarí í a pasar a travé través de la malla bajo condiciones de prueba especificas.

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De profundidad

De profundidad

Para elementos filtrantes de profundidad, el fluido debe tomar caminos indirectos a travé través del material del que está está hecha la malla. Las partí partículas son atrapadas en el conjunto de aperturas a travé través de la malla...

...Debido a su construcció construcción, el elemento de malla profunda tiene muchos poros de varios tamañ tamaños. Dependiendo de la distribució distribución de los tamañ tamaños de poros, la malla puede tener una gran tasa de retenció retención para tamañ ñ os muy pequeñ tama pequeños de partí partículas...

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De profundidad

De profundidad

...En general, una malla contiene millones de poros finos formados por las fibras de las mallas. Los poros tienen un rango de tamañ tamaños diferentes y son interconectados a travé través de toda la capa de la malla para formar caminos dificultosos para el fluido. 39 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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De profundidad

De profundidad/celulosa

...Los dos tipos de malla de profundidad empleadas como elementos filtrantes son la celulosa y la fibra de vidrio...

... Los poros de la malla de celulosa tienden a tener un amplio rango de tamañ tamaños y son de forma muy irregular, debido al tamañ tamaño irregular de la forma de las fibras ...

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De profundidad/fibra de vidrio

De profundidad/fibra de vidrio ...Fibras delgadas significan mas poros en un espacio dado. Ademá Además, fibras delgadas pueden arreglarse mas juntas para producir poros má más pequeñ pequeños para una filtració filtración fina. Como resultado de esto, la capacidad de retenció retención de suciedad se mejora.

...Las fibras son generalmente má más delgadas que las fibras de celulosa, y tienen una secció sección circular uniforme. Estas diferencias tí típicas de las fibras determinan una ventaja en rendimiento de la malla de fibra de vidrio... 43 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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De profundidad Fibra de vidrio

De profundidad Comparación general de mallas de filtros

Celulosa

Material de malla

Eficiencia de captura Alta (A)

Fibra de Vidrio Celulosa Moderada (M)

El círculo dorado representa el diámetro de una partícula de 20μm.

Malla metálica

Baja (B)

Capacidad de retención Alta

Vida en el sistema M A

Δp

Costo M,A

Moderada

A

M

B

Baja

B

M

M,A

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Multi-pass test

Multi-pass test

Es la prueba má más importante descrita en ISO 4572 para evaluar eficacia de filtració filtración…

Prueba de procedimiento múltiple

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Multi-pass test

Multi-pass test

...La “Prueba de procedimiento de Paso Múltiple” o “Test Multi Pass” se utiliza para evaluar el rendimiento del cartucho filtrante, paralelamente a ello, se puede obtener información técnica y numérica de materiales filtrantes. Solamente por los resultados del test los materiales filtrantes pueden ser comparados...

... El fluido de prueba sucio se dirige hacia el elemento. Durante la prueba se monitorea continuamente la caída de presión que se produce por el ensuciamiento del elemento filtrante. Los contadores de partículas (basados en sensores láser) antes y después del filtro de prueba, cuentan el número y definen el tamaño de las partículas del fluido. Lógicamente, las partículas que el filtro no retiene pasan una y otra vez por él. Obviamente es una prueba destructiva...

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Multi-pass test

Multi-pass test

... Debido a la continua inyección de fluido contaminado, la caída de presión sobre el elemento filtrante, se incrementará hasta una presión diferencial determinada, definida como presión diferencial final valor en el cual el test concluye...

...El recuento de partículas aguas arriba y aguas abajo del filtro de prueba, nos da información acerca del tamaño de la porosidad del material filtrante...

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Multi-pass test

Multi-pass test

...Conociendo la duración del test, es posible calcular la cantidad inyectada de polvo de test. Este valor es conocido como capacidad de retención de suciedad del elemento filtrante. Ahora el material filtrante está especificado con información técnica y es comparable con otros materiales.

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Multi-pass test

Selección del elemento filtrante

...De los resultados del multi-pass test salen tres características importantes que definen la performance del cartucho filtrante: Capacidad de retención de suciedad, Δp del cartucho (malla) del filtro y Eficiencia del separación o filtración, expresado como factor Beta.

Un número de factores interrelacionados determinan el mejor elemento filtrante disponible para una aplicación en particular. El siguiente método para seleccionar el elemento filtrante fue desarrollado por la British Fluid Power Association (BFPA) ...

55

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

...Este proceso de selección del elemento filtrante emplea un sistema “ponderado” basado en la importancia relativa de los principales factores. Simplemente se agregan factores “ponderados” individuales del sistema desde 7 tablas de parámetros ...

...Luego se consulta con el gráfico de “Ponderación total” para encontrar el rango de elementos disponibles. Este rango de rendimiento se basa en rendimientos promedio de elementos, donde el factor ß es igual o mayor a 75 (98.67% de eficiencia de captura)...

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante Presiones y ciclos de carga

...Se debe enfatizar que el rango de rendimiento obtenido puede considerarse solo como una APROXIMACIÓN. Frecuentemente son difíciles de cuantificar los parámetros precisos de operación, tanto por los usuarios como por los proveedores de equipos de filtración...

Presión

Carga

psi

bar

Ligera

Media

Pesada

Severa

0-1015

0-70

1

2

3

4

1015-2175

70-150

1

3

4

5

2175-3625

150-250

2

3

4

6

3625-5075

250-350

3

5

6

7

>5075

> 350

4

6

7

8

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante Sensibilidad de los componentes Ejemplos

Ambiente Ejemplos

Peso

Peso

Muy alto

Servo válvulas de alto rendimiento

8

Bien

Áreas limpias, laboratorios

0

Alto

Servo válvulas industriales.

6

Promedio

Talleres de maquinas en general plantas de ensamble.

1

Superior al promedio

Pistones, bombas, válvulas proporcionales, válvulas de flujo compensadas.

4

Pobre

Motriz, molinos (metal o papel)

2

Promedio

Bombas de paletas, válvulas direccionales

3

Hostil

Fundiciones, donde se espera que el ingreso de los contaminantes sea muy alto

3

Debajo del promedio

Bombas de engranajes, válvulas de asiento.

2

Mínimo

Cilindros.

1

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante Costos pasivos de componentes

Expectativa de vida

Cuenta de costos de reemplazo de componentes

Servicio requerido de vida de los componentes Horas 0

- 1000

Ejemplos

Peso 0

1000 – 5000

1

5000 - 10,000

2

10,000 - 20,000

3

> 20,000

5

Peso

Muy alto

Bombas de pistones grandes, motores de gran torque y bajas velocidades.

4

Alto

Cilindros, servo válvulas, bombas de pistones.

3

Promedio

Válvulas montadas en línea

2

Bajo

Válvulas montadas en placa base, bombas de engranajes baratas.

1

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

Costos pasivos de operación

Pasivo por seguros

Cuenta el costo de las paradas

Ejemplos Muy alto

Cuenta la necesidad de seguridad adicional para la operación

Peso

Paradas muy costosas de ciertos molinos de papel o fundiciones de acero y equipos automotrices

4

Alto

Equipos de alto volumen de producción

3

Promedio

Equipos críticos, pero no de producción

2

Bajo

Equipos no críticos para la producción

1

Ejemplos Sistemas de frenado en transmisión minera.

3

Promedio

Donde la falla puede causar un daño

1

Bajo

Algunos pruebas con componentes hidráulicos, daños imperceptibles.

0

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Peso

Alto

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

... Después de obtener el peso total sumando los pesos individuales de las 7 tablas, ingrese este número en el eje vertical del gráfico que sigue. Dibuje una línea horizontal hasta interceptar la banda de rango de eficiencia en 2 puntos. Lea estos puntos en el eje horizontal para obtener los valores promedio de rendimiento... 67

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

Ejemplo

El sistema opera con extremos fluctuantes de caudal y presión en un ciclo que se repite aproximadamente 4 veces/minuto.

Considere una excavadora hidráulica CAT 375 operando en una cantera.

Peso: __

69

70

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

Aunque la mayoría de los componentes se consideran de sensibilidad promedio, la bomba esta sobre el promedio.

El ambiente en el cual trabaja esta maquina es, en clima seco, muy sucio. Peso: __

Peso: __

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

El uso anual es de 2000 horas y la vida de los componentes se espera que alcance los 4 años.

Componentes tales como cilindros y doble bomba variable de pistones son bastantes caros para el usuario final.

Peso: __

Peso: __

73

74

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Selección del elemento filtrante

Selección del elemento filtrante

Los costos pasivos de operación causados por las paradas varían dependiendo del tipo de cantera. El costo de capital es alto.

Peso por seguridad. Peso: __

Peso: __

75

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Desgaste

Selección del elemento filtrante

Pérdida progresiva de material de la superficie debida al movimiento relativo y al contacto de dos superficies

Peso total = 18 El rango seleccionado de eficiencia es de 4 μm a 13 μm. La malla seleccionada debe tener un factor β mínimo de: β13 = 75 (98,67% de eficiencia)

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Tipos normales de desgaste

Tipos normales de desgaste

Existen siete tipos de desgaste que explican la gran mayoria de fallas por desgaste anormal

79

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Tipos normales de desgaste

Tipos normales de desgaste ¿Qué tipo de desgaste existe?

Cada tipo de desgaste desarrolla sus propias características superficiales

Y lo más importante ¿QUÉ LO HA PRODUCIDO? 81

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo

Es una acción de corte. Las superficies dañadas como resultado del desgaste abrasivo son cortadas, acanaldas o ranuradas.

¿Cómo se remueve el material de la superficie?

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo

Cuando dos superficies se deslizan una contra otra existe desgaste abrasivo entre dos cuerpos

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86 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo

Cuando particulas abrasivas quedan atrapadas entre dos superficies que se mueven existe desgaste abrasivo entre tres cuerpos 87 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

88 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo …Particulas de material abrasivo de discos de esmeril, particulas de pintura, polvo, arena, suciedad y virutas de metal…

Particulas abrasivas son particulas de cualquier tipo o tamaño que sean tan duras o más duras que la superficie que se desgasta… 89 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo

Características de superficie

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo

Superficies pulidas

Particulas abrasivas pequeñas y duras, particulas de polvo, producen cortes y arañasos finos dejando una apariencia pulida

Superficies satinadas Superficies con cortes y ranuras 93 D:\malfaro\diagnostico de fallas en sistemas hidráulicos\principios de filtración

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo Particulas abrasivas duras un poco más grandes, arena fina, producen cortes y arañazos y dejan un acabado superficial satinado o aspecto mate

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Desgaste abrasivo

Desgaste abrasivo Particulas abrasivas duras y grandes, particulas residuales de maquinado, pueden producir arañazos y ranuras profundas.

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