Tribotechnické listy

 

 

Základy zajištění spolehlivosti strojů - Lubrication Best Practice

Mazání ovlivňuje spolehlivost strojů a zařízení

Většina firem si v současné době uvědomuje, že péče o správné mazání strojů a udržení čistoty olejů (maziv) je jednou z nejlepších a nejvýhodnějších investic. Kontaminace olejů je příčinou selhávání strojů, nekvalitní výroby a vede ke snížení životnosti olejů (maziv).


Mnoho firem však neví, jaký systém péče o oleje zvolit, jak s prevencí v oblasti znečištění začít a jak odstraňovat problémy spojené se znečištěním.


Je důležité si uvědomit tato základní fakta o olejích:
• Mazivo je základní konstrukční prvek strojů a zařízení (pochopitelně u strojů, kterých se to týká - hydraulické systémy, převodovky, spojky, točivé stroje apod.).
• Pokud má mazivo správně pracovat - tj. snižovat tření, omezit opotřebení, odvádět teplo atp. je nutné, aby mazivo bylo čisté, suché a mělo správnou teplotu. 60-80 % problémů souvisejících s mazáním je způsobeno nevyhovujícím stavem oleje, zejména kontaminací. Kontaminace v mazivu je schopna několikanásobně zkrátit životnost klíčových prvků stroje.
• Z hlediska opotřebení jsou podstatné malé částice. Pokud si uvědomíme, jaké jsou u moderních strojů výrobní tolerance, dojdeme k závěru, že tloušťka mazacího filmu ve ventilech, čerpadlech, ložiskách, pístech...se typicky pohybuje ve velikostech od 0,5 do 10 µm. To jsou pouhým okem neviditelné částice. Statisticky pak docházíme k závěru, že částice menší než 5 µm, generují 3-5 krát více opotřebení, než částice větší než 10 µm.
• Voda, ve většině případů, do olejů nepatří. Voda v oleji zhoršuje základní vlastnosti oleje, způsobuje korozi, kavitace, zkracuje životnost oleje a je často příčinou tvorby měkkých kalů v mazacím systému.

Intribo_kleentek

Obrázek 1 - Primární mechanizmy opotřebení strojů souvisí s kontaminací olejů


Správně nastavený systém péče o maziva pak pozitivně ovlivňuje celou řadu aspektů:
• Zvýšení spolehlivosti zařízení a díky tomu vyšší efektivitu výroby
• Delší životnost strojů a zařízení
• Snížení nákladů na údržbu
• Prodloužení životnosti maziv
• Vyšší jakost výroby
• Zlepšení pracovních podmínek a bezpečnosti provozu

 

Cesta k vyšší spolehlivosti
Používání lepších či dražších maziv není nutně vždy cestou, jak zajistit vyšší spolehlivost a delší životnost stroje. Ani častější výměna olejů obvykle nepřinese požadovaný efekt.
Správnou cestou je holistický přístup ke všem aspektům životního cyklu maziv. Jinými slovy - platí zde pravidlo „Každý řetěz je tak silný, jak silný je jeho nejslabší článek". Je to proces zahrnující správnou specifikaci maziv pro dané aplikace, péči o maziva, vzdělávání, optimalizaci intervalu výměny olejů, správné skladovaní, správnou manipulaci a plnění strojů, sledování kondice maziv atd.

 

Intribo_kleentek


Obrázek 2 - O maziva je potřeba pečovat ve všech etapách životního cyklu maziva v provozu

Paradoxně ty nejúčinnější změny jsou jedny z nejlevnějších. Zároveň jsou nejtěžší. Základem je totiž změna myšlení lidí a změna firemní kultury.

 

Nejlepší mazivo
Nejlepší mazivo, je mazivo odpovídající pro danou aplikaci, ve správný čas, na správném místě, ve správném množství, ve správné kvalitě, za přijatelnou cenu, kompatibilní se všemi prvky systému (např. s těsnivy, s předchozí náplní...), se správnou teplotou a bezpečné.
Nákup nového maziva obvykle představuje pouhý zlomek z celkové částky ceny stroje. Podle studie zveřejněné společností Exxon Mobil méně než 0,5 % ročního rozpočtu údržby výrobního provozu tvoří náklady na nákup nových maziv. Poruchy způsobené chybou mazání však ovlivňují více než 30 % rozpočtu na údržbu.
Často se stává, že dodaný nový olej nesplňuje kvalitativní požadavky stanovené výrobcem zařízení. Nový olej tak má např. vyšší kód čistoty, než je požadavek výrobce stroje. Řešení problému je jednoduché - pravidelná vstupní kontrola maziv a čištění oleje před aplikací v zařízení.

 

Skladování, manipulace a plnění
Skladování může výrazně ovlivnit kvalitu maziv. Důležité proto je, abychom zajistili správnou péči od úplného začátku - při jeho vstupu do firmy. Nevyhovující skladování maziv, kdy se nezabezpečené sudy a kontejnery nacházejí přímo ve výrobním provozu nebo venku na dvoře, je poměrně častou chybou. Nejasné označení umožní záměnu maziv.
Obecně známá je skutečnost, že zátky na sudech (i ty zaplombované) nejsou dokonale plynotěsné. Pokud jsou sudy postaveny nastojato zátkami nahoru, tak i do uzavřených sudů může pronikat voda a nečistoty. Obecné doporučení tedy je skladovat sudy naležato se zátkami v poloze ¼ na 9.

 


Obrázek 3 - Zátky sudů nejsou vždy vzduchotěsné. Sudy uložené nastojato jsou schopny nadýchat vnější vlhkost. Vodou kontaminovaný olej pak může být příčinou problémů se stroji.


Sklad maziv musí mít jasný řád a štábní kulturu. Načaté sudy je možné zabezpečit zavzdušňovacími filtry s desikantem, které zabrání vniku kontaminace. Sudy a kontejnery je možné vybavit nástavci s rychlospojkami. Oleje se před použitím přečistí nebo filtrují, tak aby se do strojů dostával opravdu nový a čistý olej.

Intribo_kleentek


Obrázek 4 - Ukázka správně organizovaného skladu maziv. Vše je přehledně umístěné, oleje jsou chráněné proti vnější kontaminaci.


Pro manipulaci s mazivy se často používají nevyhovující prostředky. Olej se přelévá ze sudu do otevřených nádob (kýblu či konve) a pak pomocí trychtýře do stroje. V lepším případě obsluha kýbl na olej vytře hadrem. To je jeden z nejčastějších scénářů, jak se v jinak velice dobře zabezpečených systémech objevuje kontaminace.
Pokud se v provoze používá více druhů olejů (např. hydraulické, převodové atp.), může jejich vzájemné smísení způsobit závažné problémy. Některé oleje jsou totiž vzájemně nekompatibilní. Při smísení různých druhů (tzv. cross kontaminaci) dochází pak např. k vypadávání přísad, tvorbě různých sraženin, oleje mohou začít pěnit, vytváří se silné vrstvy úsad, zalepují se filtry apod.

 


Obrázek 5 - Smísení nekompatibilních druhů maziv může způsobit vážné problémy. V tomto případě se do hydraulického systému dostal pravděpodobně převodový olej.


Abychom předešli problémům, které způsobuje nekompatibilita maziv, je potřeba celý systém doplňování olejů a jejich filtrace nastavit s ohledem na jednoduchost a zamezení chyb lidského faktoru. Základem je zavedení barevného označování a jednoznačného označení pro jednotlivé druhy oleje, tak aby se předešlo vzájemnému smísení. Každý typ oleje pak má přiřazen svoji barvu, která je jasně viditelná na plnícím otvoru stroje, na vyhrazené filtrační jednotce či přenosném kontejneru pro daný typ oleje.

Na trhu je k dispozici celá řada prostředků pro precizní manipulaci s oleji. Nádoby na oleje jsou hermeticky uzavíratelné, plnění nádob je možné provést přes rychlospojky a oleje jsou dokonale chráněné. Odlišení jednotlivých druhů olejů různých viskozitních tříd se realizuje přes barevné kódování - barva je jasně viditelná na plnícím otvoru stroje, na vyhrazené filtrační jednotce či přenosném kontejneru pro daný typ oleje.

Intribo_kleentek


Obrázek 6 - Příkladem ideálního způsobu pro doplňování oleje do strojů jsou chytré nádoby IsoLink. Díky nim je doplňování olejů jednoduché, bezpečné a olej je celou dobu chráněn proti vnější kontaminaci.


Zavzdušňovací filtry

Za zkrácení životnosti strojů je odpovědné zejména poškozování povrchů - opotřebení. Statisticky 82 % opotřebení je vyvoláváno částicemi nečistot a další kontaminací maziv. Kontaminace v mazivech je tak příčinou snižující se efektivity strojního zařízení, způsobuje prostoje a zvyšuje náklady na provoz a opravy. Velká část kontaminace proniká do systému z vnějšího prostředí „dýcháním" stroje.
Zavzdušňovací filtr omezuje množství částic, které by mohly proniknout do systému během „dýchání" v průběhu pracovního cyklu. U většiny olejových systémů (např. mazacích, hydraulických) dochází během normálního provozu k výměně vzduchu s okolním prostředím neboli k „dýchání". U některých systémů k této výměně dochází v důsledku zahřátí a chladnutí zařízení. V jiných systémech, jako jsou hydraulické soustavy, je výměna vzduchu výsledkem pohybu kapaliny v nádrži.
Ať už se jedná o převodovku, hydrauliku, pumpu nebo mazací systém turbíny, krokem číslo jedna je zamezit vniku nečistot do systému veškerými otvory, které k dýchání stroje nejsou určené. Návazným krokem je, zabezpečit dýchání olejového systému účinnými zavzdušňovacími filtry.
Velice účinným nástrojem pro zajištění vysoké spolehlivosti strojů a zařízení je zavzdušňovací filtr s desikantem (hygroskopická látka zachycující vzdušnou vlhkost). Tento aktivní filtr nahrazuje standardní vzduchový filtr (často je to zátka na plnícím otvoru nádrže na olej) nebo odvzdušňovací ventily. Nabízí účinnou filtraci vzduchu a tím lepší ochranu před pronikáním i těch nejmenších částic, které jsou hlavní příčinou opotřebení a poklesu spolehlivosti. Jak je vzduch nasáván do zařízení přes zavzdušňovací filtr, vrstvené filtrační vložky odstraňují částice a granule desikantu zbavují vzduch vlhkosti, která je také velice nebezpečným kontaminantem. Desikant ve filtru absorbuje vlhkost nejen při provozu zařízení, ale i při odstávce stroje a chrání tak olejovou náplň stroje nepřetržitě.

 

 

Obrázek 7 - Ukázka zavzdušňovacího filtru Des-Case na převodovce ve výrobním provoze. Filtr chrání stroj před vnikem nečistot a vlhkosti


Zavzdušňovací filtr s desikantem vynalezl Jim Waller v roce 1982, když řešil problematiku častých závad strojů a zařízení v rafinerii a kterou díky tomu úspěšně vyřešil. Následně v roce 1983 založil společnost Des-Case, která je od té doby světovou jedničkou ve vývoji a výrobě zavzdušňovacích filtrů pro průmyslové aplikace. Dnes jsou zavzdušňovací filtry Des-Case stále častěji instalovány již přímo výrobci na nové stroje, ale je velice snadné tyto filtry aplikovat i na stroje, které je z výroby nemají.
První krok při výběru zavzdušňovacího filtru je správné pochopení, k čemu filtry vlastně jsou a jaké jsou potřeby stroje. Doporučené aplikace zahrnují zejména:
· Převodovky
· Hydraulické systémy
· Oběhové systémy mazání
· Robotická zařízení
· Olejem chlazené transformátory
· Skladování maziv/paliv/surovin


Péče o oleje

Čistit celý mazací systém stroje, zbavovat olej ve stroji vody a nečistot je nákladné. Na druhou stranu je nutno říci, že taková investice se může bohatě vrátit. Máme popsané případy, kdy množství prostojů hydraulických lisů kleslo téměř na nulu, resp. klesá o 98 %.
Podle konkrétní situace vybíráme vhodnou technologii - ve vybraných případech používáme jemnou filtraci, v jiných např. elektrostatické čištění olejů. Naším cílem je uvést systém na vyhovující čistotu, vyčistit celý systém, odstranit nejen větší částice nečistot, ale i produkty degradace oleje. Výsledkem je pak vysoká spolehlivost technologií, kvalitní výroba a nízké náklady na jejich provoz.
Velice užitečné je přizpůsobit stroj tak, aby na stroji byla snadno přístupná přípojná místa pro připojení obtokové jednotky na čištění oleje za provozu stroje a ventil pro správný odběr vzorku. Využitím rychlospojek se šetří čas na případné přepojování, minimalizuje se vnik vnější kontaminace a nedochází k úniku oleje. Systém kombinací různých druhů a velikostí rychlospojek na strojích znemožní záměnu při doplňování oleje a předchází se závažným problémům s nekompatibilitou maziv.

 

 

Obrázek 8 - Ukázka řešení dle "nejlepší praxe" - přizpůsobení stroje pro připojení jednotky na čištění oleje pomocí nástavce s rychlospojkami a kvalitním zavzdušňovacím filtrem

 

Systém kontroly olejů
Systematická vizuální kontrola oleje ve stroji je jedním ze způsobů, jak předejít havarijním stavům strojů. Pokud dojde k úniku oleje, je potřeba mít možnost tuto skutečnost rychle zjistit. Zejména u menších strojů je ideální způsob kontrola oleje pomocí olejoznaku.
Pomocí vhodného olejoznaku je možné identifikovat:
- Správné množství oleje ve stroji
- Rychlá změna barvy (např. ztmavnutí oleje)
- Přítomnost zákalu (přítomnost vody v oleji)
- Pěnění oleje
- Plovoucí částice (částice opotřebení)


Bohužel řada výrobců zařízení z důvodů snižování nákladů na výrobu nebo neochoty měnit zavedené způsoby, používá kontrolní šrouby, olejové měrky či levné a špatně čitelné olejoznaky. Kontrola správného množství oleje ve stroji je pak většinou nahodilá a v příliš dlouhých intervalech. Důvodem je přílišná pracnost této kontroly, zejména pokud je zařízení špatně dostupné, někde ve výšce či naopak v hloubce, za oplocením apod.

 

 

Obrázek 9 - 3D olejoznak jako náhrada za tradiční olejoznak. Díky 3-D BullsEye olejoznaku lze z libovolného úhlu snadno zkontrolovat, zda je ve stroji optimální množství oleje, případně zda nedošlo ke skokové změně barvy nebo jestli olej neobsahuje zvýšené množství vody.


Moderní celoprůhledné olejoznaky jsou vyráběny ze špičkových materiálů, které zajišťují jejich extrémní mechanickou a chemickou odolnost v náročných průmyslových provozech. Tyto olejoznaky umožňují v některých provedeních nejen vizuální analýzu oleje, ale odběr vzorku či odstranění kalu a vody ze dna olejoznaku.

 


Obrázek 10 - Olejoznak umožňující kontrolu hladiny olejové náplně, odběr vzorku a odstranění vody za pomocí odkalovacího ventilu na dně olejoznaku


Závěr
Pokud nevíte, kde začít, nejlepší je začít auditem současného stavu. Identifikujte slabá místa a navrhněte nápravná opatření, podle nákladnosti a rychlosti návratnosti pak naplánujte jednotlivé kroky. Prvním a nejdůležitějším krokem je změna myšlení.


Kontaktní údaje:
Ing. Jan Novák, CLS
INTRIBO s.r.o.
108 00 Sazečská 8
Česká Republika
+420 608 826 748, 
novak@intribo.com

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
6 + 2 =
Odoslanie formulára

Tribotechnika_3_2018


TriboTechnika_3_2018 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd