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La classe NAS 9 consente fino a 64 particelle per mL nella fascia dimensionale 5–15 μm. La zona di contatto del labbro della guarnizione del cilindro a percussione ha una larghezza di circa 0,8–1,2 mm e una circonferenza di 280–320 mm, ovvero un’area di contatto di circa 250–384 mm² attraversata dal labbro della guarnizione del pistone ad ogni corsa. A 50 Hz, le particelle nella fascia dimensionale 10–15 μm attraversano tale zona di contatto 180.000 volte all’ora. Ogni passaggio che include una particella dura di dimensioni superiori a 6 μm genera un micrograffio sia sul labbro della guarnizione sia sulla superficie del cilindro. Alla classe NAS 9, il tasso di accumulo dei graffi è gestibile. Al di sopra della classe NAS 12, i graffi iniziano a interconnettersi formando canali di usura.
Il meccanismo specifico di danneggiamento descritto sopra la classe NAS 12 è il seguente: particelle comprese nell’intervallo 15–25 μm si incorporano nella superficie del labbro in elastomero durante l’evento di contatto ad alta pressione con la parete del cilindro. La particella incorporata agisce quindi come un abrasivo che graffia la superficie interna del cilindro durante le successive corse — un processo autoamplificante che genera detriti metallici derivanti dall’usura, aumentando ulteriormente il livello di contaminazione e favorendo l’incorporazione di ulteriori particelle nel labbro della guarnizione. Il team manutentivo della miniera di potassa K+S Werra ha monitorato questo meccanismo in un test controllato presso il loro pozzo di Hattorf, osservando l’incorporazione di particelle nel labbro della guarnizione entro 80 ore dall’innalzamento del livello di contaminazione del circuito alla classe NAS 14. La rugosità Ra della superficie interna del cilindro è aumentata da 0,6 μm a 1,4 μm nell’arco di 200 ore, senza alcun ulteriore intervento.
Livello di contaminazione vs tasso di danneggiamento della guarnizione
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Classe NAS (equivalente ISO) |
Numero di particelle (5–15 μm per mL) |
Meccanismo di danneggiamento della guarnizione |
Impatto stimato sulla durata operativa |
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NAS 7 (ISO 15/13/10) — obiettivo di pulizia |
Fino a 16 particelle/mL |
Particelle con densità troppo bassa per innescare in modo sostenuto graffi |
Valore di riferimento — durata di servizio standard di 400–480 ore |
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NAS 9 (ISO 16/14/11) — accettabile per il funzionamento |
Fino a 64 particelle/mL |
Micrograffi isolati sulla superficie del labbro — autorigenerazione nell’elastomero entro 10 ore |
360–420 ore — 10–15% al di sotto del valore di riferimento pulito |
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NAS 11 (ISO 18/16/13) — avviso di soglia critica |
Fino a 256 particelle/mL |
Densità di graffi sufficientemente elevata da determinare un aumento della micro-ruvidità superficiale del cilindro |
260–320 ore — 30–38% al di sotto del valore di riferimento pulito |
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NAS 12 (ISO 19/17/14) — sostituire l’olio e effettuare il lavaggio |
Fino a 512 particelle/mL |
Inizio dell’incorporamento di particelle nel labbro — usura progressiva della canna cilindrica |
180–240 ore — 50–55% al di sotto del valore di riferimento per un sistema pulito |
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NAS 14 e superiore (ISO 21/19/16) — condizione critica |
Oltre 2.048 particelle/mL |
Usura della canna cilindrica percettibile al tatto; rugosità Ra superiore a 1,6 μm; labbro con particelle incorporate |
80–120 ore — la macchina deve essere fermata e il circuito lavato |
La transizione da NAS 11 a NAS 12 rappresenta la soglia critica in cui i danni al sigillo diventano autoamplificanti anziché gestibili: intervenire a livello NAS 11 e riportare il sistema a NAS 9 comporta il costo di un solo campione d’olio e della sostituzione del filtro. Intervenire a livello NAS 14 comporta invece la sostituzione del cilindro, potenzialmente anche della pompa e 14 ore di fermo macchina. HOVOO fornisce indicazioni per il monitoraggio della pulizia dell’olio e kit per il lavaggio del circuito per tutte le principali piattaforme di perforatori. Riferimenti completi su hovooseal.com.
