Tribotechnické listy

 

 

Prodloužení životnoti olejů a strojů sledovaním kondice oleje

Kondice a čistota oleje má zcela zásadní vliv na kondici stroje, resp. jeho spolehlivost, efektivitu a produktivitu a životnost. Problémy mazání, zasekávání ventilů, rychlé opotřebení komponent a tvorba úsad v kritických částech olejových systémů jsou příčinou dlouhých prostojů, snížené produktivity a nejdražších provozních problémů vůbec. Způsob, jak definovat příčiny a předcházet zvýšenému opotřebení komponent, je využití nových metod analýz olejů.

 

Ke sledování kondice oleje jsou ideální dvě novinky v oblasti analýz olejů - metoda MPC a měření antioxidantů RULER. Obě metody jsou výsledkem dlouholetého vývoje analytických metod a požadavků výrobců a provozovatelů zařízení na rychlou, přesnou a jednoduchou analýzu, která poskytne během několika minut jasnou informaci o kondici oleje, která bezprostředně ovlivňuje provozní parametry strojů - prostoje, poruchy, kvalitu výroby či opotřebení komponent.

 


Úsady - hlavní příčiny poruch mazání
Úsady (angl. varnish) je tzv. měkké znečištění způsobené degradací oleje a přísad.  Úsady zvyšují tření na pohyblivých součástech. Produkty oxidace oleje jsou lepivé a podobně jako mucholapka na sebe zachytávají větší částice tzv. tvrdého znečištění. Vytváří tak povrch připomínající smirkový papír. Vyšší tření na povrchu zasaženého i okem neviditelnou mikroskopickou vrstvou úsad znamená lokální zvýšení teploty, zvýšené namáhání stroje, rychlejší opotřebení a v důsledku rychlejší degradaci oleje vznik dalších úsad. Úsady negativně ovlivňují zejména ventily, čerpadla, hydromotory, ložiska, filtry, soukolí převodovek, teplosměnné povrchy chladičů  a  ohřevu  oleje, ucpávky atp.

 


Typické projevy úsad:
-  Zasekávání ventilů
-  Trhavý pohyb hydraulik (Slip-stick efekt)
-  Zvýšené opotřebení
-  Snížená účinnost chlazení způsobující přehřívání strojů
-  Zkrácená životnost filtrů
-  Zkrácená životnost oleje
-  Úniky oleje


Moderní maziva

Maziva procházejí v posledním desetiletí dramatickými změnami. Postupně se na trhu objevují oleje s vylepšeným chemickým složením, které poskytuje vyšší výkonnost oproti výkonu maziv v nedávné minulosti. Výměna tradičního oleje za moderní formulaci nebo jejich postupné mísení může přinést neočekávané problémy. Těmto problémům lze předcházet, ale je nutné aktualizovat desítky let zavedené postupy a zavést nový soubor pravidel pro jejich sledování a údržbu.
Sledování životnosti průmyslových maziv se dosud provádělo dobře zavedenými testy, které poskytovaly včasné varování před problémy tak, aby měl uživatel dostatek času na přijatí proaktivních opatření před negativním dopadem na spolehlivost zařízení. Moderní maziva mohou po vyčerpání antioxidantů degradovat velice rychle. V důsledku toho, většina standardních olejových analýz neposkytuje žádné varování o tom, kdy začne  olej  degradovat  a vytvářet úsady.
Z moderních olejů díky jejich přirozené nižší rozpouštěcí schopnosti nerozpustné produkty degradace vypadávají a tvoří tak úsady častěji než  z tradičních olejů.

Moderní metody pro sledování kondice olejů
MPC (Membrane Patch Colorimetry) - nabízí možnost měření a sledování množství nerozpustných nečistot v oleji a umožňuje tak předem upozornit na nebezpečí tvorby úsad v kritických komponentech strojů a zařízení a definuje potenciál oleje k  tvorbě úsad, resp. příčinu vedoucí k většině  problémů  strojů  a  zařízení.

 


-  RULER (Remaining Useful Life Evaluation Routine) - je patentovaná  zkušební  metoda  měření zbývající životnosti maziv. Přístroj RULER měří úroveň antioxidantů v mazivech a poskytuje tak klíčovou informaci o schopnosti oleje odolávat  namáhání  a  oxidaci.


Stanovení množství antioxidantů - zkouška RULER
Technologie RULER poskytuje snadný způsob, jak určit zbývající životnost maziv stanovením hladiny antioxidantů v olejích a mazivech. RULER identifikuje typ antioxidantů v oleji a porovnáním výsledků s novým olejem umožňuje určit, kolik antioxidantů bylo vyčerpáno. Pokud známe stáří oleje či proběh moto hodin jsme schopni určit i zbývající životnost oleje.


Dříve se používaly v turbinových olejích antioxidanty výhradně fenolického typu, jejichž kvantitativní analýzu bylo možné provádět například pomocí FTIR. U moderních typů olejů se využívá komplex stíněných fenolů a aromatických aminů. U řady dalších průmyslových maziv či v motorových olejích se používají antioxidanty na bázi zinku. Právě pro přesné kvantitativní stanovení obsahu antioxidantů aminového typu vznikla laboratorní metoda RULER. V tuto chvíli se také  jedná o jedinou přesnou a komerčně dostupnou metodu stanovení obsahu antioxidantů všech zmíněných typů.
RULER se využívá pro měření voltametrie a je speciálně navržen tak, aby sledoval jednotlivé antioxidanty. Není proto nutné znát, jaká aditiva výrobce použil při výrobě oleje a podle toho volit vhodnou laboratorní metodu. Unikátní odolná konstrukce přístroje RULER ViewTM byla přizpůsobena k tomu, aby přístroj bylo možné využívat nejen v laboratoři, ale i tak, aby bylo možné získat rychlé a přesné výsledky přímo v provozu.


V současnosti existují mimo jiné tyto ASTM normy založené na technologii RULER:
ASTM D7527 - Standard Test Method for Measurement of Antioxidant Content in Lubricating Greases by Linear Sweep Voltammetry
ASTM D7590 - Standard Guide for Measurement of Remaining Primary Antioxidant Content in In-Service Industrial Lubricating Oils by Linear Sweep Voltammetry
ASTM D6810 - Standard Test Method for Measurement of Hindered Phenolic Antioxidant Content in Non-Zinc Turbine Oils by Linear Sweep Voltammetry
ASTM D6971 - Standard Test Method for Measurement of Hindered Phenolic and Aromatic Amine Antioxidant Content in Non-zinc Turbine Oils by Linear Sweep Voltammetry


Pro vlastní měření je potřeba vzorek oleje menší než kávová lžička - od 200  do 600 µl.  Vzorek oleje se promísí se zkušebním roztokem, do kterého se následně vloží měřící elektroda. Potom je možné pomocí dotykové obrazovky spustit vlastní  měření, které zabere cca 20 sekund. Výsledky se v přehledné formě zobrazí přímo na obrazovce tabletu a pomocí bezdrátových technologií je možné odeslat výsledek na firemní server, na tiskárnu nebo emailem ve formátu PDF. Měření lze po očištění elektrody opakovat.


Stanovení potenciálu k tvorbě úsad - MPC
Jakmile se spustí degradace antioxidantů v mazivu, první fyzický dopad na mazivo je produkce velmi malých sub-mikronových nečistot. Tyto částečky nečistot se mohou skládat z produktů degradace základových olejů, ale v počátečních fázích vývoje se častěji skládají z degradovaných antioxidantů.
MPC nabízí možnost měření a sledování množství nerozpustných nečistot v oleji a umož­ňuje tak předem upozornit na nebezpečí tvorby úsad v kri­tických komponentech strojů a zařízení a definuje potenci­ál oleje k tvorbě úsad, resp. příčinu vedoucí k většině  problé­mů strojů a zařízení.
MPC je relativně jednoduchá a přímočará zkouška, kterou je možné provádět i v provoze. Padesát mililitrů vzorku oleje se smíchá se stejným množstvím rozpouštědla a filtruje se přes laboratorní membránu s póry o velikosti 0,45 µm. Kolorimetr  vyhodnocuje zbarvení membrány způsobené zachycenými nerozpustnými nečistotami a produkty degradace. Čím vyšší je změřená hodnota ΔE kolorimetrem, tím vyšší je znečištění oleje a tím   vyšší je zároveň i potenciál k tvorbě úsad v olejovém systému (neboli Varnish Potential).


Jinými slovy - čím je světlejší membrána po   průchodu vzorku oleje, tím nižší je změřená hodnota kolorimetrem a tím vyšší bude spolehlivost a životnost strojů a zařízení.

Pro metodu MPC od prosince 2012 platí mezinárodní norma ASTM D7843. Podle naměřené hodnoty je možné snadno zařadit stav oleje do skupin dle tabulky č.1.
V praxi se pro hodnocení kondice olejů stále hojně využívají metody měření množství částic v definovaném množství vzorku oleje, které však principiálně nepostihují produkty degradace oleje, protože kód čistoty vyhodnocuje pouze částice větší než 4 resp. 5µm. Hodnocení kondice oleje na základě kódu čistoty NAS 1638 resp. ISO 4406 tak nepřináší podstatnou část informace o oleji, kterou bychom mohli využít pro odhalení a prevenci příčin prostojů a poruch strojů a zařízení.


Kolorimetrie MPC a RULER jsou jednoduché nástroje pro vyhodnocení kondice oleje - tj. kondice stroje. Testy jako RPVOT, číslo kyselosti a viskozita nyní poskytují jen malou hodnotu při detekci počínající degradace moderních olejů. Většina z moderních maziv nedegraduje lineárně, ale mají potenciál  k rychlému selhání ke konci své životnosti. Metoda RULER identifikuje vyčerpání antioxidantů a poskytuje kritickou informaci, kdy olej začne exponenciálně degradovat. MPC měří tvorbu těchto degradačních produktů a umožňuje uživatelům odhadnout, kdy se začnou usazovat v mazacím systému.
Metody RULER a MPC přinášejí uživateli zásadní informace o příčinách většiny negativních projevů strojů. Jsou nástroji pro prevenci a predikci vzniku úsad v olejovém systému. V důsledku přináší provozovateli finanční úspory plynoucí z optimálního využití vlastností moderních maziv, snížení nákladů na údržbu a prodloužení životnosti zařízení. Z výše uvedených důvodů by se měly stát nedílnou součástí všech programů sledování kondice olejů.
Pravidelné sledování čistoty olejů a potenciálu k tvorbě úsad, zbývající životnosti oleje a úbytku antioxidantů je důležitou součástí pravidelné údržby stroje a je nástrojem pro:
-  Snižování nákladů spojených s provozem strojů a zařízení
-  Eliminaci prostojů
-  Zvýšení produktivity, efektivity a kvality výroby

 


Text: Ing. Jan Novák

info@kleentek.sk

info@kleentek.cz

www.kleentek.eu

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
5 + 2 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd