Tribotechnické listy

 

 

Tribodiagnostika strojov a olejov

Pod tribodiagnostikou sa rozumie metóda diagnostiky na zistenie, vyhodnotenie a oznámenie výskytu cudzích látok v mazive a jeho zmena z kvantitatívneho a kvalitatívneho hľadiska. Stále je málo takých údržbárov, ktorí prakticky využívajú a aplikujú súčasné výdobytky techniky na identifikáciu stavu zariadenia na základe stavu olejového systému. Zavádzanie nových prístupov starostlivosti o výrobné prostriedky, technológie, a procesy umožňuje racionálne využívanie výsledkov analýz k spoľahlivej a bezporuchovej prevádzke.

Napriek tomu, že v súčasnosti je veľa skúseností a ešte viac vedomostí so zvyšovaním spoľahlivosti, dostupnosti a ďalších „-stí", dovolím si vyjadriť názor, že vo väčšine výrobných organizácií sa nevie prelomiť prístup k údržbe zavedením systému prediktívnej údržby, súčasťou ktorej je tribodiagnostika ako celok.

 

 

Mnohí údržbári síce teoreticky chápu dôležitosť mazania a starostlivosti o oleje, ale v praxi sa to tak neprejavuje. Je samozrejme jednoduchšie vizuálne pri pochôdzke výrobnou halou sledovať, či je dostatok oleja v nádrži, a v prípade potreby ho doplniť alebo vizuálne kontrolovať, či náhodou nie sú priesaky a úniky z netesností. Tak sa nám potom stáva, že riešime rôzne technické konštrukčné problémy, prípadne hľadáme príčiny poruchy v systéme olejovej regulácie, ale nezamýšľame sa, či chyba nie je už v základnej zložke, a to napríklad v čistote a kvalite maziva. Na zmenu štýlu údržby je potrebná aj odvaha. Odvaha presadiť postupy v manažmente, ale i v samotnom prijatí novej modernej metódy u obslužného personálu.

 

Čo znamená mať spoľahlivé zariadenie?

Aby zariadenie, systém, či jeho časť vykonávali svoju úlohu bez poruchy a v stanovenom čase. Keď hovoríme o spoľahlivosti, hovoríme o stratégii, metodike a programoch, ktoré budú riadiť opatrenia potrebné na dosiahnutie optimalizácie našich výrobných zariadení. Celkový prístup k spoľahlivosti spája všetky tieto iniciatívy do komplexného prístupu, postavenému na pevných základných prvkoch.
V tomto príspevku sa zameriavam na spoľahlivosť z hľadiska olejov.
Pri kontakte pohybujúcich sa dvoch tuhých plôch dochádza ku treniu a jeho nepriaznivým dôsledkom vo forme strát energie a mechanickému opotrebeniu materiálov. Následkom je vývin tepla, čo má za následok aj opotrebenie vplyvom zvýšenej teploty, zmenou štruktúry materiálu sa jeho odolnosť voči namáhanou znižuje, a tak dochádza k úbytku povrchových častí styčných plôch. Účelom mazania je oddeliť pohybujúce sa povrchy od seba vrstvou maziva s vhodnými šmykovými vlastnosťami. Pridaním mazacej látky sa toto trenie optimalizuje. Je samozrejme treba vedieť, kde a aké mazivo použiť, v akom množstve s ekonomickou efektívnosťou.
Technológia, zaoberajúca sa problematikou vzájomného pôsobenia povrchov pri ich relatívnom pohybe sa nazýva tribológia.
Metóda technickej diagnostiky, zaoberajúca sa témou mazania je tribotechnická diagnostika, ako bezdemontážna metóda, ktorá využíva informácie o stave zariadenia a o zmenách v trecích uzloch z analýzy maziva. Jej poslaním je zistiť a vyhodnotiť výskyt cudzích látok v mazive a jeho zmenu z hľadiska kvantitatívneho a kvalitatívneho. Vhodná interpretácia výsledkov umožní včasné upozornenie na príznaky vznikajúcej poruchy, ako i lokalizovať miesto vzniku poruchy.
Základné informácie, ktoré sa získavajú z mazív sú o výskyte mechanických častíc a chemickom zložení na základe chemických analýz. Mechanické častice vyskytujúce sa v mazive môžu byť feromagnetické a neferomagnetické. Chemickú analýzu obsahu jemných častíc v mazive je možné vykonať pomocou spektroskopie ( atómová absorpčná, atómová emisná, rőntgenová fluorescencia). Vzorkovanie je vykonávané z najkritickejších aspektov detekcie častíc z opotrebenia.

Tribotechnickú diagnostiku treba chápať v dvoch rovinách a to:
1. tribotechnická diagnostika strojov a zariadení
2. tribotechnická diagnostika olejov


Tribotechnická diagnostika strojov a zariadení sa zameriava na sledovanie a hodnotenie daného monitorovaného stavu zariadenia. Je to bezdemontážna technika hodnotenia stavu zariadenia. Sleduje jeho reálny stav, opotrebenie jeho súčastí a ako sa toto opotrebenie prejavuje na kvalite mazacieho oleja. Spravidla sa vykonáva v pravidelných intervaloch raz ročne alebo podľa odprevádzkovaných hodín. Odber vzorky sa vykonáva za chodu zariadenia z určených odberných miest pred filtrami zariadenia pri dodržaní všetkých zásad vzorkovania. K vzorkovaniu sa pristupuje aj pri podozrení na vyvíjajúcu sa poruchu, napríklad pri zmene vibrácií alebo zvýšení teploty na ložiskách. Zvyčajne sa vykonáva jednoduchá analýza menšími niekedy prenosnými tribotechnickými zariadeniami, ktoré stanovia:
· výskyt mechanických častí
· výskyt feromagnetických častí
· hodnotu kinematickej viskozity
· obsah vody
Poskytuje skôr orientačný stav mazadla v danom prevádzkovanom technologickom zariadení.


Tribodiagnostická diagnostika olejov je zameraná na kvalitatívnu i kvantitatívnu analýzu oleja, stanovenie jeho stavu a mazacích vlastností. Vykonáva sa obyčajne v špecializovanom tribotechnickom laboratóriu po odobratí vzorky zo stroja. Pri tomto hodnotení sa zisťujú nasledovné základné charakteristiky oleja:
· kinematická viskozita
· obsah antioxidantov
· stupeň degradácie, oxidačnej, termickej
· obsah oxidačných produktov
· číslo kyselosti
· a iné.


Zavedenie tribotechnickej diagnostiky má významný ekonomický prínos:
· znižuje spotrebu olejov
· znižuje náklady na údržbu
· zníženie prestojov v dôsledku diagnostiky skutočného stavu sledovaných zariadení
· predĺži sa životnosť zariadení
· znižuje sa riziko havárií
· nižšie investičné náklady na nové zariadenia


Úspory pri realizácii tribotechnických zásad:
· 44 % v nákladoch na údržbu a ND
· 22 % v obmedzení prestojov
· 19 % dlhšia životnosť zariadení
· 6 % v spotrebe energie
· 5 % vyššia účinnosť zariadení
· 2 % v nákladoch na mazadlá
· 2 % v nákladoch na obsluhu

Význam tribotechniky sa znásobuje kombináciou ďalších diagnostických metód, akými sú vibrodiagnostika či termovízia.
Výsledky tribotechniky sa uplatnia pri hodnotení chvenia alebo naopak výsledky vibrodiagnostiky a termodiagnostiky sú podporené výsledkami analýzy olejov.
O stroje sa treba starať priebežne, a k tomu slúži technická diagnostika využívajúca kontinuálne monitorovanie stavu zariadenia, so svojimi metódami, podľa charakteru výroby.

 

Treba venovať pozornosť vzorke?

Aby sme získali správne informácie o stave kvality oleja, musíme mať v prvom rade správnu vzorku. Túto získame, ak dodržíme základné zásady pre vzorkovanie, a to:
• vzorka pre tribotechnickú diagnostiku oleja musí byť vzorka z reprezentatívnej časti oleja určená na kontrolné účely,
• olej sa odoberá za chodu zariadenia pri pracovnej teplote,
• olej musí byť odobratý z nádrže aj pred každým doplnením s novým olejom (pri doplňovaní sa nemá pridať viac ako 10 % z množstva pôvodného oleja, pretože čerstvý olej má sklon podporovať penenie),
• po odobratí oleja sa nesmú do neho dostať žiadne nečistoty a prímesi,
• olej je potrebné odoberať vždy z rovnakého miesta a rovnakým spôsobom,
• pri odbere je potrebné dodržiavať čistotu okolia otvoru, z ktorého je olej odoberaný,
• rôzne odberové miesta zariadenia môžu poskytovať vzorku rôzneho zloženia,
• na zloženie odoberanej vzorky môže mať vplyv viacero faktorov, z ktorých homogenitu oleja najviac ovplyvňuje jemná filtrácia oleja, odstreďovanie nečistôt, magnetické lapače kovových nečistôt a pod.,
• vzorkovnice používané na odber vzoriek musia byť čisté, suché a jednoznačne označené základnými údajmi o vzorke.
Pokiaľ by sa porušila ktorákoľvek z uvedených zásad, možno by sme dostali správny výsledok, ale určite nie o oleji, ktorý chceme hodnotiť.


Ako príklad poslúži analýza, pred ktorou vzorkovanie bolo za rôznych podmienok:



Príklad 1. V čase odberu vzorky stroj nepracoval, výsledky z analýzy ukazujú, že olej je bez nečistôt.





Príklad 2: V čase odberu vzorky stroj bol v prevádzke, a výsledky z analýzy ukazujú reálny stav kvality oleja.

 


Iný príklad je nesprávne skladovanie olejov a následky na kvalite oleja, keď sa dostane do prevádzky.



Príklad 3. Nesprávne skladovaný olej - vyzrážané živice





Príklad 4. Nesprávne skladovaný olej použitý vo výrobnom zariadení


Nečistoty vo forme mechanických nečistôt či živíc majú snahu sa usadzovať, vytvárať sedimenty a pri nesprávnom procese odbere sa nezíska homogénna zmes reprezentujúca skutočný olej v systéme.

 

Čo sa stane, ak sa zanedbá priebežná kontrola?

Skúsenosti potvrdzujú, že ak sa zanedbá priebežná kontrola oleja, má to priamy ako i vedľajší vplyv na ekonomiku výroby.
Priamy vplyv spôsobuje nárast poruchovosti zariadenia a tým súvisiace mzdové náklady na údržbárské operácie a materiál s tým súvisiaci. Ako vyplýva z charakteru procesu, vzhľadom na neočakávané prestoje súvisí to i s výpadkom výroby, a tým zníženie ziskov či penále za nedodržanie výkonu, a pod. Nepriame náklady sú spojené so zníženou účinnosťou zariadenia, ako i znížením pohotového výkonu a dostupnosti zariadení.
Hľadanie skutočných technických porúch, ktorými môžu byť práve degradovaný olej, taktiež znížená prevádzkyschopnosť zariadení. O čo je zariadenie kritickejšie, tým môžu byť straty vyššie.
Ďalším dôležitým faktorom je trendovanie a porovnávacia metóda používaného maziva s novou náplňou. V prehľadoch je potrebné uvádzať hodnoty kontrolovaných ukazovateľov vzoriek olejov v rozsahu limitných hodnôt.
Samostatnú časť hodnotenia by tvorila manipulácia s olejmi a postupy počas údržbárskych prác.

 

Príklady nedostatočne vykonávaných kontrol kvality mazacieho oleja, ktoré spôsobili výpadok zariadenia:

Degradácia mazacieho oleja vplyvom zvýšeného obsahu mechanických nečistôt spôsobí poruchy regulačného systému a havarijné odstavenia turbín. Filtračné vložky sa upchajú, zanesú a znižujú prietok a rýchlosť oleja až spôsobia nedostatok oleja v mazacích častiach. Zapečené živice, ktoré sú produktami oxidácie sú prakticky nerozpustné a nalepené na hriadeli, následne spôsobia nevyváhu rotora a neschopnosť štartu stroja, poruchu materiálu a netesnosti upchávok, stratu v olejových náplniach a pod.
Oxidačné produkty spôsobujú lepivosť a zadržiavanie pevných častíc na povrchu kovových plôch. Takýmto usadzovaním pevných častíc sa klzné plochy menia na šmirgľový papier, ktorý zvyšuje koeficient trenia.
Nesprávny prístup maziva nespĺňa nie len funkciu mazania ale aj chladenia ložísk, z čoho vznikajú následné problémy zvyšovaním teploty na ložiskách, tepelnú degradáciu oleja a tým zníženie jeho životnosti.

 

Záver

V mnohých prípadoch postačuje priebežná kontrola pravidelným odobratím malého množstva oleja z prevádzky a v rámci prevencie potvrdiť si kvalitu maziva. Kombináciou výsledkov z tribotechnického laboratória sa informácie o kvalite mazadla rozšíria a umožnia optimalizovať dopĺňanie olejových náplní ako i zabezpečiť spoľahlivosť a dostupnosť technológie. Správne ošetrovanie napr. filtráciou či pridaním správnych aditív výrazne ovplyvní ekonomiku prevádzky. Pokiaľ je olej stále čistý a správne udržiavaný, nie je potrebné ho vymieňať. Tým sa značne zníži ekologické riziko ako i zvýšená ochrana životného prostredia.



Text: Ing. Viera PEŤKOVÁ, PhD.

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
6 + 8 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd