Tribotechnické listy

 

 

Tribodiagnostika oleja alebo tribotechnika stroja?

Cesta dosiahnutia vyššej výkonnosti technológie nie je iba v zlepšovaní údržby, ale prostredníctvom optimálneho udržiavania aj prevádzky zariadenia. Krátkodobé ciele len odčerpávajú prostriedky, zvyšujú opotrebenie a poruchy sú stále v kratších intervaloch, čo má za následok zvýšený počet prestojov a nižšiu dostupnosť technológie. Dosiahnutie vyššej produkcie sa dá docieliť iba cestou skvalitňovania a teda optimalizácie prevádzky rozumnou starostlivosťou o výrobné zariadenia.

Významovo dôležitá a prakticky efektívna je multiparametrická diagnostika, ktorá využíva výsledky niekoľkých metód pre stanovenie technického stavu zariadenia. Pokiaľ niektoré z používaných diagnostických metód konštatujú už iba existenciu poruchy, ako napríklad ultrazvuk či termografia, iné dokážu sledovať vývoj, ale tribodiagnostika je práve tá diagnostická metóda, ktorá sleduje vývoj a na základe stavu poskytuje potrebné informácie nielen aby chyba nenastala, ale aby sa úsporne narábalo z vynaloženými prostriedkami na nákup maziva. Preto je proces nazývaný aj ako proaktívna údržba.
Podľa definície je tribológia  interdisciplinárna veda a technológia, zaoberajúca sa vzájomným                    pôsobením povrchov pri ich relatívnom pohybe, procesmi trenia, opotrebenia a o práci s tým spojenej.
Tribotechnická diagnostika sa stručne môže popísať ako metóda bezdemontážnej technickej diagnostiky, ktorá využíva často mazivo ako médium na získanie informácií o zmenách v trecích uzloch. Jej poslaním je zistiť a vyhodnotiť výskyt cudzích látok v mazive a jeho zmenu z hľadiska kvantitatívneho a kvalitatívneho.
V  článku by som rada upozornila na možné spôsoby prístupu pri hodnotení pracovného média akým je mazací olej. Pri hodnotení tribotechnického média sa dá postupovať dvomi cestami, a to tribotechnickou diagnostikou oleja a tribotechnickou diagnostikou stroja, i keď sú to dve naoko nezávislé činnosti, ich spoločný menovateľom je analýza mazacieho média (ďalej sa bude používať olej).

 

 

Obr. č. 1   IČ spektrometer na zisťovanie degradácie a starnutie olejov


Tribotechnická diagnostika oleja je fokusovaná na stav a priebeh opotrebenia oleja, jeho degradáciu spojenú so znížením úžitkových vlastností, a tým spojenú spoľahlivosť zariadenia. Je založená na sledovaní priebehu starnutia oleja v prevádzke a posudzuje veľkosť zmeny intenzity a stupňa degradácie oleja na zmenu úžitkových vlastností, a tým aj schopnosť oleja zabezpečiť bezporuchovú prevádzku zariadenia.
Tribotechnická diagnostika oleja sa spravidla vykonáva v laboratóriách.

V rámci tribotechnckej diagnostiky oleja sa vykonávajú fyzikálno- chemické hodnotenia ako:

  • kinematická viskozita 40 °C,  100 °C,
  • viskozitný index,
  • coulometrické stanovenie vody v oleji,
  • IČ spektrá, (viď. obr.č. 1)
  • množstvo antioxidantu,
  • degradácia - starnutie oleja,
  • zistenie cudzej látky v oleji,
  • stanovenie TAN (číslo kyslosti),
  • stanovenie TBN (číslo celkovej alkality),
  • mechanické nečistoty,
  • mechanické nečistoty gravi-metricky,
  • trieda čistoty NAS 1638, ISO 4406,
  • meranie veľkostí mechanických nečistôt (kovy, nekovy, vlákna),
  • bod vzplanutia Cleveland , Pensky-Martens,
  • deemulgačné číslo,
  • stanovenie oterových kovov (AES, AAS, Ferrografia),
  • stanovenie kremíka Si (AES, AAS).


Najdôležitejšou vlastnosťou mazacieho oleja je viskozita. V ideálnych podmienkach mazací olej medzi dvomi pohybujúcimi sa plochami vytvorí stabilný tenký film. Správna hrúbka olejového filmu zabraňuje kontaktu kovových častí, zadieraniu a opotrebeniu klzných plôch.
Pre hodnotenie kvality mazacieho oleja okrem iných metód má významné miesto infračervená (IČ) spektrometria. IČ spektrometria ako optická analytická metóda je metóda, pomocou ktorej sa veľmi efektívnym spôsobom dá sledovať degradácia - starnutie turbínového oleja ako aj jeho identifikácia.
Na obr. č. 2 sú výsledky analýzy troch vzoriek olejov z rovnakého typu zariadenia a napriek tomu grafické záznamy sú rozdielne. U všetkých troch olejoch pri 1 610 cm-1 je výrazná termická degradácia oleja. Na vzorke oleja vyznačeného zelenou krivkou je badateľná v rozsahu 1 650 - 1 900 cm-1 už aj oxidačná degradácia. Tento príklad môže poslúžiť ako hodnotenie a porovnávanie rovnakých mazacích olejov používaných pri rovnakých pracovných podmienkach, kde by sa predpokladal rovnaký vývoj starnutia. I keď pri jednom oleji vystupuje oxidačná degradácia, pri všetkých sa pozoruje jedna rovnaká anomália, a to ich termická degradácia. Pre pozorného diagnostika je to významná informácia, ktorá dáva dôkaz o tom, že buď nie je použitý vhodný olej, ktorý by odolával vyšším teplotám alebo je potrebné nové technické riešenie ohrevu mazacieho oleja, aby nedochádzalo k termickej degradácii mazacieho oleja. Aj to je výzva pre technických diagnostikov.
Okrem toho sa IČ spektrometria využíva na meranie obsahu antioxidantu , oxidačných produktov a aromatických uhľovodíkov.

 


Toto je len jeden z mnohých príkladov, ktorý potvrdzuje význam trendovania stavu a diagnostického posudzovania v praxi, pre spoľahlivý chod technologických zariadení.
Nie všetky podniky si môžu zriadiť kvalitné tribotechnické laboratórium. Hlavne pre menšie výrobné podniky je to finančne veľmi náročné, ak si uvedomíme, že každý z takýchto laboratórnych prístrojov je pomerne drahý a vyžaduje si aj pravidelnú metrologickú starostlivosť. Pre tento účel sa už dnes môžu využívať pomocou externých služieb skutočne kvalitné hodnotenia z certifikovaných tribotechnických laboratórií, v ktorých pracuje odborne spôsobilý personál, ktorý väčšinou taktiež prešiel procesom certifikácie personálu v oblasti tribotechniky či tribodiagnostiky. Ak je takto zorganizovaný celý tribotechnický proces hodnotenia, aj získané výsledky sú kvalitné a prevádzkár zariadenia sa môže spoľahnúť aj na cenné rady a odporúčania pre správnu starostlivosť o zverený majetok.

Tribotechnická diagnostika stojov a zariadení je zameraná na zariadenie, jeho bezpečnosť a spoľahlivosť z pohľadu procesu mazania a kvality použitého maziva. Analýzou maziva sa dá zhodnotiť stav zariadenia, jeho úroveň a dôvod opotrebenia. Signalizuje medzné stavy pre jeho ďalšiu činnosť.
Aké parametre sa môžu merať? Prevažne sa jedná o zjednodušené rýchle hodnotenie vzorky oleja. Tieto analýzy sa môžu vykonávať priamo na mieste, pri stroji alebo podľa podmienok na pracovisku tribotechnika. Pri organizovaní miesta pre účel analýzy, treba vždy brať ohľad na dodržiavanie všetkých bezpečnostných a hygienických pravidiel s prácou s olejmi.

Pri tribotechnickej diagnostike stroja sa spravidla u mazacieho oleja hodnotia nasledovné parametre:
-    obsah vlhkosti,
-    kinematická viskozita,
-    obsah mechanických zložiek,
-    obsah feritických zložiek.


Treba si uvedomiť, že pri tejto analýze sa skôr hodnotí technický stav stroja, ktorý odovzdáva signál o svojej kondícii do oleja. Túto analýzu vykonáva odborne spôsobilý a kvalifikovane vyškolený technický diagnostik, ktorému sú dobre známe prevádzkové podmienky stroja, ale aj zásady vzorkovania a analýzy.
Vizuálne posudzovanie stavu mazacieho oleja nepostačuje, i keď je rýchle a lacné. V skutočnosti už častice nad 5 až 20 μm môžu byť pre zdravý chod strojov nebezpečné. Tieto častice obmedzujú vôľu medzi pohybujúcimi sa styčnými plochami. Voľným okom sú viditeľné až častice veľkosti 80 μm, častice 40 μm sú len ťažko viditeľné. Pri týchto dochádza už k ťažkému opotrebeniu a na prevenciu je už neskoro. Príklad jednoduchého zariadenia pre tribotechnickú diagnostiku stroja je na obr. č. 3.

 



Kontrola pri stroji môže znížiť náklady a zvýšiť spoľahlivosť aj keď podnik nemá zriadené tribotechnické laboratóriá. Výhodou takéhoto prístupu je aj to, že analýza sa môže vykonávať na mieste, vzorky sa nemusia prepravovať a výsledky sú veľmi rýchlo k dispozícii. Niekedy je nevyhnutné vykonávať aj denné testy, ak sú anomálne prejavy zariadenia.
Pri starostlivosti o tribotechnické systémy je potrebné vykonávať aj vizuálne kontroly, ktoré sú zamerané na farbu, vôňu a množstvo oleja. Pri pochôdzke technik zariadenia musí pozorovať či nedochádza k úniku oleja cez netesnosti alebo k nadmernej spotrebe oleja. Aj takéto informácie môžu zabrániť zlyhaniu a poruche na stroji. Veľmi dôležitú úlohu pri hodnotení tvorí dodržiavanie správnych zásad vzorkovania. V skutočnosti, jediný účinný spôsob, ako získať jednoduché riešenia zložitých problémov údržbu stroja je cez proaktívny prístup údržby. Skutočne riadené systémy sú tie, ktoré majú spätnú väzbu.

 


Text:Ing. Viera Peťková, PhD.

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
4 + 6 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd