Glossario Oleodinamico Vol. 5: Problemi e Fenomeni – La Diagnostica dell’Impianto

Nei volumi precedenti del nostro Glossario Oleodinamico abbiamo costruito un impianto pezzo per pezzo: i componenti principali (Vol. 1), le valvole di regolazione (Vol. 2), i parametri di salute (Vol. 3) e il piano di manutenzione preventiva (Vol. 4).

In questo volume cambiamo prospettiva. Se i parametri sono gli esami del sangue, i problemi e i fenomeni fisici rappresentano le patologie dell’impianto. Un sistema oleodinamico che si ferma improvvisamente raramente lo fa senza preavviso: quasi sempre ha lanciato segnali d’allarme ben precisi. Imparare a interpretarli evita fermi macchina rovinosi e riparazioni costose.

 I Fenomeni fisici critici

1. Cavitazione

La cavitazione si innesca quando la pressione locale del fluido scende sotto la sua tensione di vapore. Si formano così microbolle di gas che, spostandosi verso zone a pressione più alta, implodono violentemente erodendo le superfici metalliche.

Come si riconosce: crepitio secco e continuo in prossimità della pompa, forti vibrazioni, calo imprevedibile di portata e surriscaldamento localizzato.

Cause principali: velocità del fluido in aspirazione superiore a 1 m/s, filtro di aspirazione intasato, tubazione troppo lunga o con curve strette, olio freddo e troppo viscoso, dislivello eccessivo tra serbatoio e pompa.

Conseguenze: danno cumulativo e irreversibile sulle superfici interne della pompa, crollo del rendimento volumetrico e rischio imminente di grippaggio.

Rimedi: aumentare il diametro della tubazione di aspirazione, pulire o sostituire il filtro, preriscaldare l’olio prima del ciclo e verificare che la NPSH disponibile superi quella richiesta dalla pompa.

2. Aerazione

A differenza della cavitazione, l’aerazione consiste nell’aspirazione o nel trascinamento di aria esterna all’interno del circuito oleodinamico.

Come si riconosce: rumore sordo e irregolare, presenza di schiuma persistente nel serbatoio, movimenti a scatti degli attuatori e olio dall’aspetto opaco o lattescente.

Cause principali: livello dell’olio troppo basso nel serbatoio, guarnizioni sull’aspirazione usurate, tubo di ritorno posizionato sopra il livello del fluido, raccordi allentati o serbatoio privo di paratia deflettrice.

Conseguenze: l’aria si comprime ed espande alterando la risposta dei comandi, l’olio perde potere lubrificante ed accelera l’ossidazione del circuito.

Rimedi: ripristinare il corretto livello d’olio, sostituire le guarnizioni di tenuta, prolungare il tubo di ritorno sotto la superficie del fluido e installare paratie deflettrici.

3. Colpo d’ariete

È un’onda di pressione impulsiva generata da un arresto o un’inversione improvvisa del flusso di fluido, con picchi che possono superare di molte volte la pressione nominale di lavoro.

Come si riconosce: colpo secco e metallico sulle tubazioni, spesso accompagnato dal “rimbalzo” o dallo scossone visibile dei tubi flessibili.

Cause principali: chiusura troppo rapida di valvole on/off, arresto dei cilindri contro battuta meccanica senza smorzamento, inversioni brusche senza rampe di decelerazione nel PLC, colonne di fluido in caduta libera.

Conseguenze: fatica meccanica dei raccordi, microfratture sulle strutture metalliche, cedimento delle cianfrinature sui tubi flessibili e perdita improvvisa di fluido.

Rimedi: programmare rampe di accelerazione/decelerazione via PLC, installare accumulatori idropneumatici smorzatori, utilizzare valvole a chiusura progressiva e valvole di non ritorno pilotate.

I Fenomeni di degrado del sistema

1. Trafilamento

Consiste nel passaggio indesiderato di fluido tra camere a diversa pressione. Può essere interno (tra le camere dello stesso componente, non visibile dall’esterno ma dannoso per la resa) o esterno (perdita visibile dall’impianto).

Come si riconosce: deriva di posizione dei cilindri sotto carico, portata reale inferiore a quella teorica, aumento della temperatura dell’olio e chiazze di fluido sulla macchina.

Cause principali: usura delle guarnizioni di tenuta, tolleranze accoppiamento fuori specifica, fluido contaminato o con viscosità troppo bassa, sovrapressioni continue.

Rimedi: sostituzione programmata delle guarnizioni usurate con profili su misura, monitoraggio del rendimento volumetrico e mantenimento del fluido nei parametri di viscosità e pulizia previsti (ISO 4406).

2. Contaminazione del fluido

È la prima causa di guasto prematuro su circa il 70-80% degli impianti idraulici industriali. Le particelle più pericolose sono quelle microscopiche (tra 5 e 15 µm), dello stesso ordine dei giochi interni delle valvole proporzionali.

Come si riconosce: olio torbido, funzionamento intermittente delle valvole, intasamento precoce dei filtri e attraverso l’uso del conta particelle secondo il codice ISO 4406.

Fonti di ingresso: usura interna dei componenti, polvere e umidità penetrate dagli sfiati non filtrati, residui di montaggio, morchie da ossidazione.

Rimedi: classe ISO 4406 target per il circuito, adottare filtri con indicatori d’intasamento visivi o elettrici, installare sfiati essiccanti sul serbatoio, eseguire il flussaggio dopo ogni intervento manutentivo ed effettuare l’analisi dell’olio ogni 6 mesi.

3. Degrado del fluido idraulico

È l’invecchiamento chimico-fisico dell’olio, che comporta la perdita delle proprietà di lubrificazione, della stabilità viscosimetrica e della protezione anticorrosione.

Come si riconosce: colore scuro, odore acre pungente, viscosità fuori valore e schiuma persistente. La conferma diagnostica si ottiene tramite l’analisi TAN.

Meccanismi scatenanti: ossidazione termica (ogni aumento di 10 °C oltre la temperatura ideale dimezza la vita utile dell’olio), idrolisi da condensa, contaminazione batterica e sforzo di taglio meccanico (shear stress).

Rimedi: rispettare gli intervalli di sostituzione, mantenere la temperatura d’esercizio tra 40 °C e 60 °C, utilizzare filtri disidratanti e non miscelare mai oli di specifiche o marchi differenti.

I Guasti ai componenti

1. Surriscaldamento di pompa o motore

Si verifica quando la temperatura del corpo del componente supera i limiti di progetto stabiliti dal costruttore.

Come si riconosce: corpo pompa molto caldo al tatto (oltre 70 °C in superficie è un segnale d’allarme rosso) e linea di drenaggio sensibilmente più calda rispetto all’aspirazione.

Cause principali: viscosità dell’olio errata, cavitazione cronica, trafilamento interno elevato, pressione oltre i limiti di targa o scambiatore di calore sottodimensionato/intasato.

Rimedi: risolvere prima la causa a monte (verificare la viscosità, la linea di aspirazione e i trafilamenti) e solo successivamente valutare il potenziamento dello scambiatore aria-olio o acqua-olio.

2. Grippaggio della pompa

È il guasto terminale dell’elemento pompante: le superfici metalliche in scorrimento si saldano a causa dell’attrito e del calore eccessivo.

Come si riconosce: blocco improvviso dell’albero, spesso accompagnato da uno stridore metallico violento. È sempre il risultato finale di una patologia a monte ignorata.

Cause principali: avvio a secco senza adescamento, cavitazione prolungata, grave contaminazione da particolato, totale assenza di lubrificazione.

Rimedi: il componente non è riparabile. In caso di sostituzione, è obbligatorio effettuare il flussaggio completo del circuito, la sostituzione di tutti i filtri e l’analisi dell’olio prima di avviare il nuovo componente per evitare che le scorie metalliche distruggano la nuova pompa.

Le procedure operative e prevenzione

1. Spurgo dell’aria

Operazione fondamentale da eseguire ad ogni prima messa in servizio, dopo interventi di manutenzione invasivi o in seguito al cambio completo dell’olio.

Procedura: 

1. Riempire il serbatoio al livello massimo.
2. Avviare la pompa a regime minimo o ciclicamente.
3. Muovere gli attuatori a corsa completa più volte e a bassa pressione.
4. Aprire le valvole di sfiato posizionate sui punti più alti del circuito.
5. Verificare nuovamente il livello dell’olio. 
6. Portare l’impianto a pressione nominale.

Errore comune: portare subito l’impianto a pressione massima senza spurgo, con rischio di colpi d’ariete.

2. Corrosione interna

Come si riconosce: presenza di particelle di ruggine nell’analisi del fluido, superfici metalliche imbrunite, guarnizioni rigide, gonfie o degenerate.

Cause principali: condensa formata all’interno del serbatoio, perdite nello scambiatore acqua-olio, alto valore TAN dell’olio o impiego di fluidi base acqua su circuiti non predisposti.

Rimedi: installare filtri deumidificatori sugli sfiati, effettuare il drenaggio periodico dell’acqua dal fondo del serbatoio e monitorare la percentuale d’acqua nel fluido (soglia d’allarme >0,1%).

Tabella diagnostica rapida

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FAQ su Problemi e Fenomeni – La Diagnostica dell’Impianto

Se la pompa fa rumore si tratta sempre di cavitazione?

No: il tipo di rumore, la sua continuità e il momento in cui compare (avvio, carico, scarico) sono fondamentali per la diagnosi. Un crepitio secco indica solitamente cavitazione, un ronzio sordo con schiuma è sintomo di aerazione, mentre un fischio acuto o stridore continuo può indicare l’usura dei cuscinetti o il trafilamento della valvola di massima pressione.

Posso rimettere in servizio una pompa dopo un grippaggio senza flussare il circuito?

No, mai: le particelle metalliche distruggono rapidamente il nuovo componente. Flussaggio, sostituzione filtro e analisi del fluido sono condizioni non negoziabili.

Con quale frequenza devo campionare l’olio?

Impianti fissi in ciclo continuo: ogni 6 mesi o 2000–3000 ore. Impianti mobili o in condizioni gravose: ogni 3 mesi o 1000 ore. Dopo ogni evento anomalo: sempre, prima della rimessa in servizio.

L’aerazione si risolve aggiungendo olio nel serbatoio?

Solo se la causa è il livello basso; se dipende da una guarnizione usurata o un raccordo allentato, la diagnosi della causa resta il primo passo.

Il colpo d’ariete può danneggiare anche i tubi flessibili?

Sì: l’onda di pressione li deforma radialmente e affatica il rinforzo interno, causando rigonfiamenti o cedimenti in prossimità delle crimpature.