Lavado y puesta en marcha de unidades de potencia hidráulica

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Normas aplicables y objetivos de limpieza

La sección 5.4 de ISO 4413:2011 exige que los sistemas hidráulicos se limpien hasta el nivel de limpieza del fluido que requiere el componente más sensible antes de la operación inicial. NFPA T2.12.10 especifica los requisitos de limpieza para la puesta en marcha del sistema y define el procedimiento de verificación de la limpieza y la documentación de aceptación. Los objetivos de limpieza se expresan como códigos ISO 4406: códigos de tres números que representan los conteos de partículas por mililitro en ≥4 µm(c), ≥6 µm(c) y ≥14 µm(c), medidos con un APC calibrado según ISO 11171. Objetivos típicos de puesta en marcha: los sistemas con servoválvulas requieren el código ISO 4406 16/14/11 o más limpio; los sistemas con válvulas proporcionales, 17/15/12; los sistemas industriales con bombas de engranajes y de pistones, 18/16/13. Estos objetivos deben lograrse y verificarse antes de instalar las válvulas de control de precisión.

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Número de Reynolds y requisito de flujo turbulento

Un transporte y una eliminación eficaces de las partículas durante el lavado requieren flujo turbulento en toda la red de tuberías. El flujo laminar deja que las partículas se asienten y queden atrapadas en las capas límite de baja velocidad cerca de las paredes de las tuberías. La transición de flujo laminar a turbulento ocurre con un número de Reynolds (Re) de aproximadamente 2,300; el flujo plenamente turbulento se establece por encima de Re 4,000. El número de Reynolds se calcula como: Re = (v × D) / ν, donde v es la velocidad media del flujo en m/s, D es el diámetro interior de la tubería en metros y ν es la viscosidad cinemática del fluido de lavado en m²/s. De forma equivalente, Re = (4 × Q) / (π × D × ν), donde Q es el caudal volumétrico en m³/s. Para lograr Re > 4,000 en líneas de diámetro pequeño (12–25 mm de diámetro interior), el caudal de lavado debe superar bastante el caudal normal de operación, normalmente 2–4 veces más. Usar aceite mineral ISO VG 32 a 50°C (ν ≈ 28 × 10⁻⁶ m²/s) en lugar del fluido de trabajo ISO VG 46 reduce la viscosidad y ayuda a lograr flujo turbulento con un menor caudal de la bomba de lavado.

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Diseño del circuito de lavado y protección de las válvulas

Las válvulas de control de precisión (válvulas proporcionales, servoválvulas y actuadores electrohidráulicos) deben reemplazarse por placas de lavado sólidas o carretes de derivación durante el lavado. Estos componentes tienen pasajes con orificios de 0.2–0.8 mm de diámetro que los residuos presentes antes del lavado obstruirían, y componentes internos con holguras de 1–8 µm que las partículas abrasivas en alta concentración dañarían de forma permanente. Las placas de lavado crean un camino de flujo directo que rodea las cavidades de las válvulas en el bloque, lo que permite el caudal de lavado completo por los pasajes del bloque y protege los componentes de precisión. La línea de retorno del lavado pasa por un filtro de lavado temporal (normalmente de 3–6 µm absoluto, β₃₍c₎ ≥ 200 o β₆₍c₎ ≥ 200), separado del filtro de retorno permanente del sistema para proteger a este último de la alta carga de contaminación inicial. Los intercambiadores de calor y los acumuladores deberían incorporarse al circuito de lavado para mantener la temperatura del fluido en 40–60°C, lo que reduce la viscosidad, mejora la turbulencia y ayuda a movilizar los compuestos conservantes.

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Procedimiento de lavado y protocolo de muestreo

Después de llenar el depósito con fluido nuevo filtrado (≤3 µm absoluto durante la transferencia) e instalar las placas de lavado, se arranca la bomba de lavado y se hace circular al máximo caudal alcanzable. Las válvulas de cambio de dirección deberían accionarse cada 15–20 minutos para alternar el sentido del flujo en los circuitos derivados y evitar zonas estancadas. Las válvulas de purga de los puntos altos se abren durante el llenado inicial y el arranque del lavado para purgar el aire atrapado, que de lo contrario forma espuma e impide el transporte completo de las partículas. Las muestras de fluido se toman según ISO 3722: a mitad de la corriente, con una jeringa de vidrio o un frasco de muestra prelimpiado según ISO 3722, purgando la sonda de muestreo con al menos 500 mL de fluido antes de tomar la muestra de análisis. Duración mínima del lavado antes de la primera muestra: 4 horas de circulación turbulenta continua. Las muestras se analizan con APC según ISO 11171. La puesta en marcha se acepta cuando dos muestras consecutivas tomadas con 30 minutos de diferencia cumplen ambas el código ISO 4406 objetivo.

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Purga de aire en los puntos altos y puesta en marcha final

El aire atrapado en las tuberías hidráulicas provoca efectos de compresibilidad, cavitación y un lavado incompleto en los puntos altos. ISO 4413 exige abrir y purgar todos los puntos de purga altos antes del lavado y durante él. Después de aceptar el lavado, se retiran las placas de lavado y se reemplazan por las válvulas de control de producción. Luego se vuelve a revisar el sistema en busca de fugas externas, se confirma el nivel de fluido y se vuelve a muestrear el depósito tras una corrida de producción corta con carga liviana (15–30 minutos) para verificar que la instalación de las válvulas no introdujo contaminación. La limpieza después de la instalación debe seguir cumpliendo el código ISO 4406 objetivo. El informe de lavado (con todos los resultados de las muestras, los registros de cambio de filtros, la duración del lavado, los caudales y los datos de temperatura) se conserva como parte de la documentación de puesta en marcha de la máquina.

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