Olej je zásadní, ale velice často opomíjený a přehlížený konstrukční prvek strojů. Přitom kondice a čistota oleje mají zcela zásadní vliv na spolehlivost i produktivitu strojů. Problémy mazání, zasekávání ventilů a tvorba úsad v kritických částech olejových systémů energetických soustav, v kompresorech či v hydraulických systémech jsou příčinou dlouhých prostojů, snížené produktivity a nejdražších provozních problémů vůbec. Je proto důležité a podstatné definovat jejich příčiny. Poslední výzkumy prokazují, že většinu problémů způsobuje špatná kondice oleje, která je tvořena znečištěním a degradací. Jednoznačně tedy platí souvislost mezi kondicí oleje a kondicí stroje. KLEENTEK se fenoménem degradace oleje a tvorby úsad, resp. souvislostí kondicí oleje a kondicí stroje, zabývá více než čtyři desetiletí. Stanovení potenciálu k tvorbě úsad a aplikace technologií na odstranění či zabránění vzniku úsad je základním nástrojem optimalizace spolehlivosti a produktivity strojů.
HLAVNÍ PŘÍČINY PORUCH MAZÁNÍ
VARNISH Varnish (neboli úsady) je v tribotechnické terminologii tzv. měkké znečištění a poznáme jej podle typického zabarvení – od hnědé po černou. Zasaženy bývají zejména ventily, ložiska, filtry, soukolí převodovek, teplosměnné povrchy chladičů a ohřevu oleje, ucpávky atp. Lepivé úsady narušují mazací film a zvyšují tření na pohyblivých součástech. Produkty oxidace oleje jsou také velice lepivé a podobně jako mucholapka zachytávají na sebe větší částice tzv. tvrdého znečištění. Vytvářejí 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 v důsledku rychlejší degradace oleje a vznik dalších úsad. Typické projevy úsad v olejovém systému:
Zasekávání ventilů
Trhavý pohyb hydraulik (Slip-stick efekt)
Zvýšené opotřebení – zejména ložisek a převodovek
Snížená účinnost chlazení způsobující přehřívání strojů
Zkrácená životnost filtrů
Zkrácená životnost oleje Kondice oleje přímo ovlivňuje ekonomiku provozu stroje – úsady v olejovém systému zvyšují náklady a snižuje se produkce. Kondice oleje přímo ovlivňuje:
Kvalitu výroby, četnost zmetků a množství oprav vadných výrobků
Odstávky, zpoždění dodávek
Náklady na údržbu a náhradní díly
Životnost stroje
Spotřebu energií, efektivitu výroby
Návratnost investic KOLORIMETRIE Díky mezinárodní spolupráci předních světových výrobců strojů i specializovaných tribotechnických laboratoří vznikla nová analytická metoda Membrane Patch Colorometry (MPC), která nabízí možnost měření a sledování množství nerozpustných nečistot v oleji. Umožňuje tak předem upozornit na nebezpečí tvorby úsad v kritických komponentech strojů a zařízení a definuje potenciál oleje k tvorbě úsad, resp. příčiny vedoucí k většině problémů. Metoda kolorimetrie, jako nástroje pro stanovení potenciálu oleje k tvorbě úsad v olejových systémech, byla schválena coby standard ASTM D7843 mezinárodní organizací pro standardizaci ASTM International (americká obdoba ISO) na začátku prosince 2012. Kolorimetr vyhodnocuje zbarvení membrány 0,45 μm způsobené zachycenými nerozpustnými nečistotami a produkty degradace. Čistě bílá laboratorní membrána má největší odrazivost světla, a čím je membrána po průchodu definovaného množství oleje s rozpouštědlem tmavší, tím méně světla se od měřené membrány odrazí, a tím vyšší je změřená hodnota ΔE. Hodnota ΔE tedy vyjadřuje rozdíl vyslané a přijaté energie v porovnání s etalonem – čistou membránou. 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. Podle naměřené hodnoty ΔE je možné snadno zařadit výsledek do skupin:
ΔE < 15 – normální stav, doporučuje se zachovávat nastavený interval pravidelných kontrol, např. tři měsíce, pravděpodobnost tvorby úsad je nízká.
ΔE = od 15 do 30 – zhoršený stav – upozorňuje provozovatele na zvýšenou pravděpodobnost tvorby úsad, stav oleje by měl být sledován. Je možné také očekávat rychlejší zhoršování kondice oleje. Ačkoliv systém obvykle nebývá ještě úsadami zasažen, začátky tvorby úsad lze zaznamenat zejména při zchladnutí oleje. Doporučujeme provézt další laboratorní rozbory oleje.
ΔE = od 30 do 40 – abnormální stav – pravděpodobnost tvorby úsad je vysoká, z důvodu degradace oleje je v oleji zvýšený obsah měkkého znečištění. Toto měkké znečištění začne tvořit úsady zejména v úzkých a v chladnějších místech. Olej může způsobovat např. problémy ventilů. Doporučujeme kontrolu stroje zaměřenou na hledání známek tvorby úsad (např. kontrola filtrů, nádrží, sítek před ventily atp.) a kontrolu zvýšení provozních teplot (např. u ložisek). Doporučujeme přijmout nápravná opatření potvrzená podrobným laboratorním rozborem oleje.
ΔE > 40 – kritický stav – olej má velký potenciál k tvorbě úsad. Z důvodu degradace oleje je v něm vysoký obsah měkkého znečištění, které je schopné velmi negativně ovlivnit chod zařízení. Hlavní výhody kolorimetrie jsou:
Velice rychlá a snadná interpretace výsledku
Výsledky je možné jednoduše trendovat, z trendu lze odhadovat další vývoj
Vysoká přesnost a opakovatelnost
Je proveditelná přímo v provoze či laboratoři
Nízké náklady KOLORIMETR MPC COLOR Kolorimetr MPC Color je příruční měřicí přístroj, který umožňuje měřit zbarvení membrán olejových zkoušek. Integruje unikátní citlivý snímač, ten vyhodnocuje viditelnou část světelného spektra do malého robustního přístroje. Je optimalizován pro provádění MPC testů. Tímto přístrojem je také možné analyzovat dříve realizované membránové olejové zkoušky. Samozřejmostí je připojení k PC pomocí konektoru USB a pomocí přiloženého softwaru zpracovávat měřené údaje v počítači a vyhodnocovat trendy měřených hodnot. ZÁVĚR Kolorimetrie je jednoduchým nástrojem pro vyhodnocení kondice oleje – tj. kondice stroje. Pravidelné sledování čistoty olejů a potenciálu k tvorbě úsad v systému je důležitou součástí diagnostiky a je nástrojem pro:
Snižování nákladů spojených s provozem strojů a zařízení
Eliminaci prostojů
Zvýšení produktivity a kvality výroby
Zvýšení efektivity výroby.
Ing. Jan Novák, technický poradce KLEENTEK, spol. s r. o.
