Tribotechnické listy

 

 

Glykolové oleje a jejich aplikace

Spolu s uhlovodíkovými a esterovými mazivy patří polyglykolová maziva (často uváděná zkratkami PG - polyglykoly nebo PAG - polyalkylenglykoly) k nejrozšířenějším druhům syntetických olejů. Je pro ně charakteristické, že kromě uhlíku a vodíku je v nich navíc vázán kyslík a to ve formě etherových a hydroxylových funkčních skupin. Zejména přítomnost hydroxylových (-OH) skupin v molekule uděluje glykolům některé zvláštní vlastnosti: vyšší polaritu, rozpustnost ve vodě, popř. dobrou biologickou rozložitelnost. Z různých chemických typů glykolových kapalin se v mazivářské praxi nejvíce uplatňují polyethylenglykoly (PEG) a polypropylenglykoly (PPG).

Polyglykolové oleje se zpravidla vyznačují příznivými fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Např. viskozita se může pohybovat ve velmi širokém rozmezí, v závislosti na stupni polymerace, takže se můžeme na jedné straně setkat s nízkoviskózními glykolovými oleji, na druhé straně ale také s tuhými polyglykolovými mazivy. Viskozitní indexy bývají velmi dobré, zpravidla v rozmezí 100 až 200. Odparnost bývá nízká, termická stabilita velmi dobrá až do teplot kolem 250°C. Při teplotách nad 300°C se polyglykoly začínají rozkládat za tvorby aldehydů a kyselin, které však, na rozdíl od uhlovodíkových olejů, nezanechávají tuhé usazeniny. Při vyšších teplotách a za přítomnosti kyslíku dochází k depolymeraci polyglykolů, která rezultuje pouze ve snížení viskozity. Mazivost polyglykolů je velmi dobrá a lze ji, podobně jako oxidační stálost, výrazně zvýšit vhodnými mazivostními aditivy a antioxidanty.
Oleje PAG se uplatňují v širokém spektru mazivářských aplikací. Jsou to např. speciální převodové oleje, maziva pro tváření a obrábění kovů, kompresorové oleje, hydraulické oleje, speciální ložiskové oleje, kalicí a teplonosné oleje, maziva pro textilní a potravinářský průmysl či plastická maziva. V zásadě lze PAG využít i jako motorové oleje. Některé deriváty PAG (ethery a estery) se s úspěchem používají jako hygroskopické brzdové nebo chladicí kapaliny.

Převodové oleje PAG
Časté je používání PAG v nejrůznějších převodech, zejména jsou-li silně zatěžované, pracují za extrémních teplotních podmínek a vyžadují-li se od oleje dlouhé intervaly výměny. Vzhledem k velmi dobré mazivosti se PAG často aplikují při mazání šnekových převodů, kdy jeden prvek je z barevných kovů či slitin (bronz, mosaz) a druhý ocelový. Pro mazivo se nejčastěji volí viskozita v rozmezí 220 - 460 mm2/s při 40°C. Polární oleje PAG s aditivy zajišťují bezpečné mazání převodů, velmi dobrou odolnost proti stárnutí, minimální pěnivost a výborné chování při extrémních teplotách. Vysoký přirozený viskozitní index umožňuje velmi dobrou stabilitu těchto olejů ve smyku po celou dobu životnosti. Díky nízkému koeficientu tření spoří oleje PAG energii v širokém teplotním rozsahu a při vysokých teplotách umožňují bezhlučný chod převodů. Velmi dlouhé intervaly výměny jsou dány především dlouhodobou trvanlivostí těchto olejů. Případná nestabilita za velmi vysokých teplot se neprojevuje tvorbou úsad ale spíše pouze snížením viskozity v důsledku depolymerace PAG řetězců.
Při aplikacích olejů PAG v převodech je však třeba brát ohledy na jejich snášenlivost s těsnicími materiály a s laky. Při záměnách, výměnách a doplňováních olejových náplní je důležité si uvědomit, že oleje PAG nejsou mísitelné s minerálními oleji, syntetickými uhlovodíkovými oleji ani se syntetickými estery.

Kompresorové oleje PAG
Tyto oleje se uplatňují zejména v kompresorech, které stlačují uhlovodíkové plyny (zemní plyn , propan, butan, acetylen) ale také např. halogenovaná chladiva v klimatizačních systémech. Tyto plyny se totiž v polyglykolech rozpouštějí podstatně méně než v uhlovodíkových olejích, které snadno ředí a snižují tak spolu s viskozitou i tloušťku mazacího filmu PAG oleje. Nízká rozpustnost PAG ve stlačovaných plynech pak umožňuje jejich snadné oddělování v olejových separátorech kompresorů a tím podstatné snížení jejich ztrát.
V klimatizacích automobilů závisí použití druhu kompresorového oleje na několika okolnostech: je to hlavně druh chladiva a způsob pohonu kompresoru klimatizace (elektropohon u hybridních vozidel a elektromobilů, kde se elektromotory pohánějící kompresory napájejí vysokým napětím a tím se vylučuje použití vodivého oleje typu PAG nebo pohon řemenem od motoru vozidla a j.). Oleje PAG se uplatňují hlavně v kompresorech, kde je výhodou jejich hygroskopičnost a vysoká zápalná teplota. Viskozita olejů pro kompresory klimatizace automobilů bývá nižší než viskozita převodových olejů - obvykle 46 mm2/s při 40°C.


Hydraulické oleje PAG
Použití drahých olejů PAG v hydraulických systémech má prakticky smysl zejména v případech, kdy se jedná o požární bezpečnost: to bývá např. v horkých provozech oceláren, sléváren, při tváření kovů za tepla a nebo také v hlubinných dolech. Samotné PAG oleje jsou samy o sobě těžko zápalné a mohou být dokonce nehořlavé. Pro některé aplikace lze totiž připravit olej PAG o požadované viskozitě tak, že se výševiskózní PAG naředí na potřebnou viskozitu vodou a upraví se jeho aditivace vhodnou protikorozní přísadou. Výsledná hydraulická kapalina je potom prakticky nehořlavá. Typickými hydraulickými kapalinami na bázi PAG jsou hydraulické oleje kategorie HFC podle normy DIN 51 502-HFC nebo podle normy ISO 6743-4 ve viskozitní třídě ISO VG 46.

 

Oleje PAG pro tváření a obrábění kovů
Třískové obrábění a beztřískové obrábění (tváření) kovů za studena neprobíhá de facto za studena ale často s poměrně značným vývinem tvářecího tepla především v bezprostředním okolí styku tvářeného a obráběného materiálu s nástrojem. Zejména při obrábění v těžkých podmínkách se uplatňují m.j. i zvláště aditivované oleje PAG jako účinná mazací a chladicí média. Přitom se tato maziva často speciálně vyvíjejí na konkrétní tvářecí a obráběcí operace či obráběné materiály. Typická je přitom vyšší míra aditivace takovýchto maziv (někdy i desítky procent). PAG olej jako základ se uplatňuje hlavně v případech mazání za vysokých teplot a tehdy, je-li žádoucí, aby mazivo netvořilo žádné zbytky, dojde-li k jeho částečné tepelné degradaci.

Plastická maziva na bázi PAG olejů

PAG oleje bývají také využívány jako olejová složka syntetických plastických maziv s širokou škálou mýdlových i nemýdlových zpevňovadel, aditiv i tuhých maziv. Taková plastická maziva se dobře uplatňují pro mazání za vysokých teplot, např. jako mazací náplně horkých a extrémně zatěžovaných ložisek. Jsou, podobně jako samotné oleje PAG, nerozpustná v uhlovodíkových i esterových olejích a nemísitelná s plastickými mazivy obsahujícími jiný typ olejové složky než PAG.

Jiné aplikace olejů PAG
Nehořlavé hydraulické kapaliny (PAG + voda + protikorozní, mazivostní a antioxidační aditiva) nacházejí uplatnění také v textilním průmyslu, kde se jimi mažou textilní stroje. Zde je hlavním důvodem používání PAG skutečnost, že jsou rozpustné ve vodě a tedy snadno vypíratelné z vyráběných textilních materiálů, které jimi jsou prakticky vždy při výrobě kontaminovány.
Rozpustnost ve vodě a omezená hořlavost jsou v některých případech hlavními důvody pro použití olejů PAG a jejich vodných roztoků jakožto kalicích olejů. U některých kalených materiálů se takto dosahuje lepší prokalitelnosti v porovnání s ropnými kalicími oleji.
S oleji PAG se lze setkat také v potravinářském průmyslu, kde se uplatňují při mazání potravinářských strojů a při aplikacích, kde nastává možnost styku maziva s elastomery.
Jsou známé i pokusy s uplatněním olejů PAG pro mazání spalovacích motorů automobilů a to především pro jejich výše uvedené výhodné vlastnosti (mazivost, nízká odparnost, vysoká tepelná a oxidační stálost, degradace bez tvorby tuhých úsad). Tyto motorové oleje ale také přinášejí některé problémy ( mísitelnost s proniknuvšími ropnými palivy do olejové náplně), jsou příliš drahé a proto se doposud v praxi neprosadily.
Text: Petr Kozák

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
2 + 1 =
Odoslanie formulára

Tribotechnika_2_2019

TriboTechnika_2_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd