Mazacie prostriedky
Ropa ako surovina má rozhodujúci význam pre rozvoj jednotlivých odvetví národného hospodárstva. V súčasnosti je ropa základnou energetickou surovinou, ktorá zabezpečuje energetické zdroje, ktoré predstavujú 36 % z celkových dostupných energetických zdrojov a spolu s uhlím (28 %) a plynom (24 %) tvorí takmer 88 % z celkových energetických zdrojov vo svete. Zvyšok 12 % tvoria ostatné dostupné zdroje energie, ako atómová, vodná, veterná a slnečná energia.
Súčasná celková denná svetová spotreba ropy je viac ako 90 miliónov barelov (1 barel=159 litrov) z toho USA spotrebujú viac ako 20 miliónov barelov a druha v poradí Čína má viac ako 8 miliónov barelov. Ročná spotreba ropy podľa dostupných informácií v Slovenskej republike je cca 5 miliónov ton. Potom denná spotreba je z toho 83 000 barelov. Ropa je aj základnou surovinou pre výrobu mazacích prostriedkov, mazív. Percentuálne to predstavuje množstvo cca 8 % zo 100 % spracovanej ropy. Súčasná spotreba mazív v Slovenskej republike sa odhaduje na 45 000 ton. Z toho cca 5 % predstavujú syntetické mazivá. Uvedené údaje o ťažbe a spotrebe ropy sú len informačné.
Mazacie prostriedky
V technickej praxi úlohou mazacích prostriedkov, mazív je zabrániť priamemu kontaktu povrchov pri ich vzájomnom pohybe a tak zmenšiť trenie a ako následok opotrebovanie. Uvedieme rozdelenie mazív podľa skupenstva :
· plynné (vzduch, hélium, dusík a iné), napr. pre plynné ložiská
· kvapalné (ropné, syntetické, rastlinné oleje, voda a iné)
· plastické mazivá (základový olej, spevňovadlá a prísady)
· tuhé (grafit, MoS2, PTFE a iné)
Základné rozdelenie mazacích prostriedkov podľa použitia :
a) Automobilové mazivá
· oleje motorové
· oleje prevodové (mechanické a automatické prevodovky)
· plastické mazivá
· prevádzkové kvapaliny (brzdové kvapaliny, chladiace kvapaliny a iné)
b) Priemyselné mazivá
· oleje strojové (ložiskové, cirkulačné systémy)
· oleje turbínové (parné, vodné, plynové turbíny)
· oleje hydraulické (hydrostatické a hydrodynamické mechanizmy)
· oleje kompresorové (vzduchové, plynové a chladiace kompresory)
· oleje prevodové (ozubené prevody, prevodovky)
· oleje pre klzné plochy (vodiace plochy)
· oleje pre pneumatické nástroje
· plastické mazivá
c) Špeciálne a technologické mazivá
· rezné kvapaliny (rezné oleje, emulgačné oleje)
· konzervačné prostriedky (konzervačné oleje a vazelíny)
· potravinárske mazivá
· teplonosné média
· kaliace, popúšťacie, valcovacie oleje (tepelné spracovanie)
· transformátorové oleje (izolačné oleje)
· špeciálne plastické mazivá, klzné laky, pasty a iné.
Uvedené rozdelenie mazacích prostriedkov je dané na základe dostupných informácii a platných pravidiel, ktoré je možno doplniť o ďalšie mazivá, resp. upraviť. Jednotlivé skupiny mazív a to automobilové a priemyselné mazivá sú klasifikované podľa platných noriem a špecifikácií. Automobilové mazivá, oleje motorové sú klasifikované do viskozitných tried podľa SAE, napr. SAE 5W-30 a do výkonových tried podľa API pre benzínové motory (S) a naftové motory (C), napr. API CJ-4, resp. API SN. Okrem toho v platnosti je hodnotenie, klasifikácia podľa združenia európskych výrobcov automobilov ACEA a to pre benzínové a naftové motory, napr. ACEA A3/B4, resp. ACEA E9. V platnosti je aj klasifikácia ACEA pre automobily so systémom dodatkovej úpravy výfukových plynov a to triedy ACEA C1, 2, 3 a 4. Prevodové oleje sú klasifikované podľa viskozitných tried SAE, napr. SAE 80W-90 a výkonových tried podľa API, napr. API GL-5. Pre priemyselné mazivá platí klasifikácia podľa medzinárodnej normy ISO 6743. Podľa tejto normy je označenie, napr. ISO-L-TSA 32. Ide o označenie pre turbínový olej viskozitnej triedy ISO VG 32. Treba spomenúť aj viskozitnú klasifikáciu priemyselných olejov podľa ISO, ktorá rozdeľuje oleje do 18 viskozitných tried podľa kinematickej viskozity pri 40 °C. Ide o viskozitné triedy s označením napr. ISO VG 32. Jednotlivé skupiny priemyselných mazív podľa normy ISO 6743 sú presne definované a formulované na základe výberu základových olejov a jednotlivých prísad na dosiahnutie potrebnej kvalitatívnej úrovne mazivá pre konkrétne prevádzkové podmienky.
Základové oleje
Základové oleje sú rozhodujúce pri formulácií mazív a majú podstatný vplyv na životnosť maziva v prevádzke. Podľa API sú základové oleje zaradené do jednotlivých kategórií, ako je to uvedené v tabuľke č.1 a to na základe ich kvalitatívnych vlastnosti a chemického zloženia.
|
Kategória |
Obsah síry % |
Obsah nasýtených uhľovodíkov % |
Viskozit-ný index |
Obsah aromátov % |
Biologická odbúrateľnosť % |
|
I. |
> 0,03 |
90 - 98 |
80 - 120 |
5 - 25 |
30 - 40 |
|
II. |
< 0,03 |
90 - 98 |
80 - 120 |
0,3 |
30 - 40 |
|
III. |
< 0,03 |
98 – 100 |
>120 |
0,3 |
60 |
|
IV. |
Polyalfaolefíny (PAO) |
100 |
|
0,1 |
70 |
|
V. |
Ostatné základové oleje, ktoré nepatria do I., II., III. a IV. kategórie |
|
|
0,0 |
65 |
Podľa uvedeného rozdelenia kategórie I., II. a III. sú na základe ropných olejov, kategória IV. sú syntetické uhľovodíky (SHC), polyalfaolefíny (PAO) a V. kategóriu tvoria všetky ostatné základové oleje, ktoré nepatria do predchádzajúcich 4 kategórií, napr. polyalkylenglykoly (PAG), polyolestery (POE), biele ropné oleje a ďalšie základové oleje. Mazivá sú formulované najmä na základe ropných olejov s požiadavkami na viskozitný index, obsah nasýtených uhľovodíkov a obsah síry. Tieto sú relatívne lacné, dobré rozpustné pre mnohé prísady a sú k dispozícii v širokom rozsahu viskozitných tried a kompatibilné pre mnohé tesniace materiály. V praxi sa stretávame aj s modifikáciami jednotlivých kategórií základových olejov, ktoré sú označené ako II.+ a III. +. Treba poznamenať, že kvalita základových olejov narastá, používajú sa nové hydrogenačné, výrobné postupy a napr. kategória III. je často dávaná na úroveň kategórie IV., teda ako syntetický základový olej. Syntetické základové oleje sú vyrábane chemickými výrobnými postupmi pre dosiahnutie špeciálnej kvality hotových mazacích olejov. Syntetické mazivá sa používajú najmä tam, kde ich funkčné vlastnosti, ako napr. oxidačná stabilita, odolnosť proti požiaru a iné vlastnosti, prevažujú nad ich náklady. Na obrázku č.1 je uvedený prehľad podielu spotreby stanovených kategórii základových olejov podľa API v jednotlivých regiónoch v roku 2016. Ako vidieť z prehľadu v Európe je to najmä nárast spotreby základových olejov kategórie API III/III +.
obr. 1
Prísady
Prísady sú substancie, látky formulované pre zlepšenie trecích, chemických a fyzikálnych vlastnosti základových olejov (ropné, syntetické, rastlinné a živočíšne), ktorých výsledkom je zlepšenie úžitkových vlastnosti, výkonnosti maziva a predĺženie životnosti strojov, zariadení. Formulácie, zloženie a kombinácie prísad a ich množstva sú stanovené podľa typu mazív (motorové, prevodové, turbínové, hydraulické, kompresorové oleje, rezné kvapaliny a iné mazivá) a podľa špecifických prevádzkových podmienok (teplota, zaťaženie, materiál strojových častí a iné). Obsah prísad čo do množstva v olejoch môže byť až 30 %.
Základný sortiment prísad do mazív:
· Modifikátory trenia
· Prísady proti opotrebovaniu, AW
· Vysokotlakové prísady, EP
· Inhibítory hrdze a korózie
· Antioxidanty
· Detergenty a disperzanty
· Znižovače bodu tuhnutia
· Zlepšovače V.I.
· Protipeniace prísady a iné prísady
Prísady a ich funkčné vlastnosti v hotových mazivách
V tabuľke č.2 sú uvedené základné chemické, fyzikálne a vnemové vlastnosti použitých prísad v mazivách.
|
Chemické vlastnosti |
Fyzikálne vlastnosti |
Vnemové vlastnosti |
|
Inhibítory oxidácie |
Modifikátory viskozity |
Farba |
|
AW prísady |
Znižovače bodu tuhnutia |
Vôňa |
|
EP prísady |
Deemulgačné prísady |
|
|
Detergenty |
Proti peniace prísady |
|
|
Disperzanty |
Emulgačné prísady |
|
|
Inhibítory korózie a hrdze |
|
|
|
Prísady na zlepšenie priľnavosti |
|
|
|
Pasivátory kovov |
|
|
|
Modifikátory trenia |
|
|
Prísady dávajú špeciálne výkonové charakteristiky pre hotové mazivá. Dôležitý je výber prísad a vzájomná rovnováha medzi nimi. Niektoré prísady ovplyvňujú fyzikálne vlastnosti a iné menia chemické vlastnosti mazív.
Mazivá sú nezlučiteľné najmä pre ich rozdiely v chémii prísad, čo vedie k nežiaducim chemickým reakciám. Napr. mazivá formulované s nezinkovými AW prísadami a prísadami proti oxidácii, ako napr. niektoré motorové, nízkopopolnaté oleje, hydraulické oleje môžu byť príčinou vzniku porúch, ak tieto sa zmiešajú s olejmi, ktoré obsahujú prísady na báze zinku.
Záver
Cieľom príspevku bolo poskytnúť dostupné informácie o mazacích prostriedkoch, mazivách o ich vlastnostiach, súčasnom vývoji a možných formuláciách vzhľadom na súčasný vývoj v sortimente základových olejov a sortimente prísad.
Ing. Jozef Stopka