Tipos de óleos hidráulicos: HL, HLP, HVLP, HLPD e HFDU, qual usar em cada sistema

Os óleos hidráulicos minerais se dividem em três classes da norma alemã DIN 51524: HL (protege contra oxidação e corrosão), HLP (com aditivo antidesgaste, o padrão da indústria) e HVLP (HLP cuja viscosidade varia menos com a temperatura). O HLPD é um HLP detergente, que segura água e sujeira em suspensão. O HFDU, à base de éster (óleo sintético feito de ácidos e álcoois), serve onde há risco de incêndio. Escolha a classe pela condição que mais castiga o sistema e o grau de viscosidade pela temperatura de trabalho.

O óleo hidráulico funciona como o fluido de freio do carro: o pé empurra o fluido, e o fluido empurra a pastilha. Na fábrica, a bomba empurra o óleo, e o óleo move o cilindro da prensa ou o motor da injetora. Os óleos hidráulicos industriais diferem entre si pela aditivação, e cada aditivo existe para evitar uma falha específica do circuito.

Qual óleo hidráulico usar em cada sistema?

Use HLP na maioria das máquinas industriais e mude de classe só quando uma condição dominar: variação grande de temperatura pede HVLP, pouca água sem drenagem pede HLPD e risco de fogo pede HFDU. Na coluna da linha, o número ISO VG é o grau de viscosidade: a espessura do óleo a 40 °C, explicada logo abaixo do quadro.

A classe define a química; o grau ISO VG define a espessura do óleo. O ISO VG é a viscosidade cinemática média a 40 °C, em cSt (centistokes, a unidade dessa medida), com tolerância de 10% para cima ou para baixo pela ISO 3448: um ISO VG 68 fica entre 61,2 e 74,8 cSt a 40 °C. Os graus ISO VG 32, 46 e 68 atendem a maior parte dos sistemas hidráulicos industriais, quase sempre em óleo HLP. Quanto mais quente o sistema trabalha, maior o grau necessário para manter o filme de óleo. Quanto mais fria a partida e mais alta a rotação, menor o grau, para não dificultar a sucção da bomba. Na dúvida, vale o grau indicado pelo fabricante da bomba.

Para que serve o óleo hidráulico?

O óleo hidráulico transmite potência: leva a pressão da bomba até os atuadores, que são os cilindros e motores hidráulicos. Ao mesmo tempo, ele faz outros quatro trabalhos:

• lubrifica as peças que deslizam dentro da bomba, das válvulas e dos cilindros;

• retira calor do circuito e o descarrega no reservatório;

• protege as partes metálicas contra corrosão;

• carrega contaminantes (partículas, água, ar) até o filtro e o reservatório.

Cada classe de óleo hidráulico reforça um desses trabalhos, e a Figura 1, mais abaixo, mostra em que ponto do circuito cada propriedade atua. Na transmissão automática do carro, o fluido também trabalha como hidráulico, mas com exigências de atrito próprias: esse caso está no artigo sobre óleo hidráulico ATF.

O que significa cada sigla da DIN 51524?

Nas classes minerais, cada letra acrescenta uma propriedade à anterior: H de hidráulico, L de proteção contra oxidação e corrosão, P de aditivo antidesgaste, V de alto índice de viscosidade e D de detergente.

HL: circulação e mancais

Onde a solicitação principal é circulação e lubrificação de mancais, a classe HL exige proteção contra oxidação e contra corrosão. Oxidação é o envelhecimento do óleo pelo oxigênio e pelo calor, que engrossa o óleo e forma borra.

HLP: pressão severa

O HLP é o óleo HL com aditivo antidesgaste, pela DIN 51524 parte 2, e atende a grande maioria dos sistemas industriais, inclusive bombas sob pressão severa.

HVLP: variação de temperatura

A viscosidade de todo óleo cai com o calor e sobe com o frio. O índice de viscosidade (IV) mede quanto ela varia: quanto maior o IV, menor a variação. Um óleo mineral convencional, feito com óleo básico dos Grupos I e II (a classificação de óleos básicos do Instituto Americano de Petróleo, na API 1509), tem IV entre 80 e 120. A linha Supra HP é formulada com alto índice de viscosidade. Na prática, o HVLP continua bombeável na partida fria e mantém o filme de óleo no regime quente, onde um HLP comum ficaria grosso demais no frio ou fino demais no calor.

HLPD: pouca água, sem drenagem

O aditivo detergente e dispersante mantém a água finamente emulsionada (misturada em gotas muito pequenas) e os contaminantes em suspensão até o filtro, em vez de deixá-los decantar no reservatório e nas válvulas. É a escolha quando entra pouca água, por condensação ou respingo de fluido de corte em máquina operatriz, e o reservatório não é drenado com frequência. A DIN 51524 não define o HLPD: a letra D vem da DIN 51502, a norma das siglas de lubrificantes, e o óleo HLPD costuma cumprir os requisitos do HLP da parte 2, com exceção da demulsibilidade (capacidade de separar a água), porque por projeto ele mantém a água dispersa. A linha Supra AWD tem aditivação isenta de cinzas (sem aditivo metálico, como o zinco), segundo o boletim técnico.

Há limites. Acima de cerca de 0,1% de água, o HLPD perde proteção e envelhece mais rápido. Como ele leva a sujeira até o filtro em vez de deixá-la no fundo do reservatório, vale conferir se a área de filtro dá conta. Quando entra muita água, o caminho é outro: HLP com boa demulsibilidade e dreno no fundo do reservatório, porque separar a água e drená-la é melhor do que conviver com ela.

Por que a bomba hidráulica perde rendimento com o óleo errado?

Porque o óleo errado atinge a bomba por dois caminhos. Com o grau de viscosidade baixo demais para a temperatura de trabalho, o óleo passa pelas folgas internas e a bomba entrega menos vazão desde o primeiro dia. Com óleo sem aditivo antidesgaste numa bomba de pressão alta, o filme de óleo rompe e o metal se desgasta, e a folga cresce com o tempo. No outro extremo, óleo grosso demais na partida fria dificulta a sucção e pode causar cavitação: com a pressão baixa na sucção, formam-se bolhas de vapor e de ar, que implodem quando chegam ao lado de pressão da bomba e arrancam material das peças. A sequência do desgaste é conhecida:

1. A pressão alta afina o filme de óleo entre palheta e anel, ou entre pistão e camisa, até o limite, o que leva ao contato metal com metal nos pontos críticos da bomba.

2. O contato arranca material de palhetas, placas e pistões (desgaste adesivo), o que leva a partículas metálicas circulando no óleo.

3. O desgaste aumenta a folga interna, o que leva a vazamento interno: parte do óleo volta do lado de pressão para o lado de sucção.

4. O vazamento interno derruba o rendimento volumétrico (a bomba entrega menos vazão para a mesma rotação) e vira calor.

5. O sistema fica lento antes de quebrar, e a produção perdida custa muitas vezes mais do que a diferença de preço entre os óleos.

O aditivo antidesgaste interrompe essa sequência no primeiro passo. Ele reage com o metal aquecido no ponto de contato e forma uma película química de sacrifício exatamente onde o filme rompe, e é ela que se desgasta no lugar da peça.

Como isso aparece na sua fábrica: o cilindro demora mais para fechar a prensa com a mesma regulagem, o óleo do reservatório trabalha mais quente que o normal e o filtro satura antes do prazo, com partículas metálicas brilhantes no elemento.

Figura 1. O caminho do óleo no circuito hidráulico: a bomba puxa o óleo do reservatório e o envia sob pressão à válvula direcional, que liga a pressão (P) à câmara do fundo do cilindro (A) e a câmara da haste (B) ao retorno (T); o retorno passa pelo filtro e volta ao reservatório, e a válvula de alívio protege a linha de pressão. Em cada ponto, a propriedade da classe que trabalha ali: antidesgaste na bomba (HLP), demulsibilidade e antiespuma no reservatório, detergência até o filtro (HLPD), índice de viscosidade no circuito inteiro (HVLP) e resistência ao fogo perto de fonte quente (HFDU).

Quando usar fluido hidráulico resistente ao fogo?

Use fluido resistente ao fogo quando um vazamento sob pressão puder encontrar superfície quente ou chama, como perto de forno, lingoteira (o molde onde o aço líquido solidifica) ou máquina de fundição sob pressão. Um furo pequeno numa mangueira de alta pressão pulveriza o óleo em névoa, e a névoa de óleo mineral pega fogo com facilidade. Nesses pontos, o fluido resistente ao fogo existe para reduzir o risco de incêndio.

A norma ISO 6743-4 separa esses fluidos em dois grupos, e a ISO 12922 traz os requisitos de cada um:

• com água: HFAE e HFAS (água com pouco óleo ou aditivo), HFB (emulsão de água em óleo) e HFC (água e glicol);

• sem água: HFDR (éster fosfato) e HFDU (outros sintéticos, em geral ésteres).

O HFDU trabalha sem água, então dispensa o controle do teor de água que os fluidos aquosos pedem e lubrifica de forma mais próxima à de um óleo antidesgaste. Resistente ao fogo quer dizer que o fluido queima com mais dificuldade que o óleo mineral; ele continua combustível, e a própria ISO 12922 trata a maioria dos HFDU como fluidos "menos inflamáveis". A proteção do ponto quente segue valendo.

O Supra HFDU FR 68 da Kelpen Oil é formulado com ésteres orgânicos, totalmente livre de água e de óleo mineral, e foi desenvolvido para substituir hidráulicos antidesgaste minerais em aplicações com risco de incêndio. O boletim registra proteção contra corrosão e desempenho antidesgaste. Segundo o boletim, também pode ser usado onde a proteção ao meio ambiente é exigência do processo. Converter um sistema de óleo mineral para HFDU pede drenagem, limpeza do circuito e conferência das vedações com a Equipe Técnica Kelpen Oil.

Qual o melhor óleo hidráulico?

O melhor óleo hidráulico é o que corresponde à condição dominante do sistema: HLP para pressão, HVLP para variação de temperatura, HLPD para pouca água sem drenagem e HFDU para risco de incêndio, sempre na viscosidade que a temperatura de operação pede. Por isso, a pergunta só tem resposta quando vem acompanhada de outra: qual condição mais castiga o seu sistema? Pressão, temperatura variável, água ou fogo. Cada resposta leva a uma sigla diferente.

Dentro da mesma classe, a sigla garante o mínimo da norma. Dois óleos HLP 68 de fabricantes diferentes não são automaticamente equivalentes: a norma define o mínimo, e o ensaio mostra o resultado real. Na mesma máquina, outros pontos pedem outro óleo: a caixa de engrenagens, por exemplo, usa aditivo de extrema pressão (EP), assunto do artigo sobre qual óleo usar em redutor industrial.

O que a DIN 51524 exige e como a Kelpen Oil confere?

A DIN 51524 define uma bateria de ensaios. Um HLP comprova, entre outros requisitos, proteção antidesgaste (a norma pede ensaio de engrenagens FZG e ensaio de bomba de palhetas), demulsibilidade, comportamento de espuma e proteção anticorrosiva. No laboratório próprio em Arujá (SP), nenhum lote da linha Supra é liberado sem aprovação, e parte desses comportamentos é medida ali: demulsibilidade, espuma, corrosão em lâmina de cobre e viscosidade.

Um cuidado na leitura do laudo: o resultado se interpreta pela classe do óleo.

• Demulsibilidade: o mesmo ensaio (NBR 14172) tem leitura oposta. No HLP, a água precisa se separar do óleo em pouco tempo. No HLPD, a água fica dispersa por projeto. Um HLPD lido com o critério do HLP parece reprovado sem estar; um HLP que deixou de separar a água passa despercebido se for lido como HLPD.

• Aditivo antidesgaste: o ICP, espectrômetro que mede elementos químicos em partes por milhão (NBR 14786), acompanha o fósforo e o zinco, elementos do aditivo antidesgaste clássico dos HLP (o ditiofosfato de zinco). Teor caindo no óleo em uso sugere consumo do aditivo ou diluição com outro óleo. Zinco aparecendo num sistema abastecido com óleo isento de cinzas pode vir de mistura com outro produto ou de desgaste de peças de latão; o teor de cobre, que acompanha o desgaste do latão, ajuda a separar um caso do outro.

O mesmo parque analítico atende empresas de fora: qualquer empresa pode enviar o hidráulico que usa hoje, de qualquer fabricante, e receber um laudo técnico com viscosidade, teor de água, acidez e contaminação por partículas. É um serviço pago, e é a forma mais rápida de descobrir se o problema do sistema está no óleo ou em outro lugar.

Perguntas frequentes

O que significa AW no óleo hidráulico? AW vem do inglês anti-wear, antidesgaste: indica que o óleo tem aditivo contra desgaste. "AW 68" é um nome comercial; o que garante os ensaios é a classe da norma, como HLP pela DIN 51524 parte 2.

Óleo hidráulico HM é o mesmo que HLP? Correspondem na função. A classificação ISO 6743-4 e a especificação ISO 11158 chamam de HM o óleo com antidesgaste e de HV o antidesgaste com alto índice de viscosidade; a DIN 51524 chama de HLP e HVLP. O "L" de "L-HM 46" indica a classe dos lubrificantes na ISO. Cada norma tem os próprios ensaios, então vale a que o manual da máquina cita.

Pode misturar óleo hidráulico de classes diferentes? Não é recomendado. Um HLP misturado a um HLPD tende a perder a capacidade de separar a água, e aditivações diferentes podem formar depósitos no filtro. Ao trocar de classe, drene o sistema e, se houver borra, faça a limpeza antes com óleo de flushing.

Óleo hidráulico biodegradável é o mesmo que HFDU? Não necessariamente. Biodegradabilidade é classificada pela ISO 15380 (categorias HETG, HEPG, HEES e HEPR); resistência ao fogo, pela ISO 6743-4 e pela ISO 12922. Um fluido de éster pode reunir as duas propriedades, mas cada uma se comprova com ensaio próprio.

Glossário

• ISO VG: grau de viscosidade do óleo, igual à viscosidade média a 40 °C, em cSt (ISO 3448).

• Índice de viscosidade (IV): número que mostra quanto a viscosidade muda com a temperatura; quanto maior, menor a mudança.

• Aditivo antidesgaste (AW): composto que forma uma película de sacrifício no metal onde o filme de óleo rompe.

• Demulsibilidade: capacidade do óleo de separar a água, que então decanta no fundo do reservatório.

• Detergência e dispersância: capacidade do óleo de manter sujeira e água em suspensão, sem depositar no circuito.

• Rendimento volumétrico: vazão que a bomba entrega de fato, comparada com a vazão teórica na mesma rotação.

• Flushing: lavagem do circuito com óleo de limpeza antes de abastecer o óleo novo.

• Éster: base sintética usada em fluidos resistentes ao fogo e em fluidos para aplicações com exigência ambiental.

Fale com a Equipe Técnica

A Equipe Técnica Kelpen Oil avalia tipo de bomba, pressão de trabalho, temperatura de partida e de regime, presença de água, histórico de contaminação e risco de fogo, e confirma a classe e o grau adequados para cada sistema. Se o óleo já está em uso, o laboratório de Arujá (SP) faz a análise do óleo em uso, como serviço pago. Salve este artigo ou envie para quem cuida da manutenção hidráulica na sua empresa.