Olej, jako element konstrukcyjny maszyn i urządzeń, ma wiele zadań do spełnienia. Oprócz smarowania ruchomych elementów, olej odprowadza ciepło i zanieczyszczenia, powstające w wyniku tarcia, chroni przed korozją oraz zabezpiecza układ przed szkodliwym działaniem wody i powietrza. Jednym z podstawowych zadań, w ramach utrzymania ruchu, jest utrzymanie oleju w czystości na wymaganym poziomie, ponieważ około 70-90% wszystkich awarii i niesprawności, w układach smarowania i hydraulicznych, spowodowanych jest przez zanieczyszczenia środków smarnych. Regularne monitorowanie czystości oleju, poprzez badania laboratoryjne stanowi podstawowy element diagnostyki maszyn, dostarczając wiarygodnych informacji o rodzaju zanieczyszczeń znajdujących się w oleju. 

Zanieczyszczenia w oleju – pochodzenie

Zanieczyszczenia mogą przedostać się do układu olejowego z zewnątrz, wytrącić wewnątrz na skutek starzenia/rozkładu oleju lub powstać w wyniku tarcia.  Do najczęściej występujących zanieczyszczeń, mogących dostać się z zewnątrz do układu olejowego, zaliczamy:

  • pył z otoczenia krzemionka,
  • zanieczyszczenia z procesu produkcyjnego — pył węglowy, cement, popiół itp.,
  • zanieczyszczenia pomontażowe, wprowadzone w czasie prac remontowych lub serwisowych bez zachowania właściwej czystości w czasie ich wykonywania.

W przypadku zanieczyszczeń powstających wewnątrz układów olejowych mogą to być:

  • cząstki metaliczne powstałe w czasie eksploatacji urządzenia,
  • cząstki korozji,
  • cząstki powłoki lakierniczej np. zabezpieczającej zbiornik oleju.

Wielkości zanieczyszczeń w oleju i ich wpływ na smarowane powierzchnie

Znając pochodzenie zanieczyszczeń i ich rodzaj, należy wspomnieć o wielkościach cząstek. Zanieczyszczenia znajdujące się w oleju można podzielić na widoczne i niewidoczne okiem nieuzbrojonym. Cząstki metaliczne, widoczne „gołym okiem”, można zauważyć np. na korkach spustowych wyposażonych w magnesy. Ich pojawienie się, świadczy o znacznym zużyciu lub poważnym uszkodzeniu elementów maszyny, wskazując, że dane urządzenie znajduje się już na ścieżce krytycznej. Regularnie prowadzone badania olejów pozwalają na wczesne wykrycie drobnych cząstek zużyciowych (ścieru) niewidocznych gołym okiem i umożliwiają podjęcie działań prewencyjnych, w celu ochrony maszyny przed awarią.

Rys. 1. Wielkości mierzonych cząstek w oleju (źródło: PALL)

Zanieczyszczenia, znajdujące się w oleju, wpływają na zużycie powierzchni współpracujących ze sobą
i filmem olejowym. Mechanizm zużywania się powierzchni przedstawiono poniżej.

Rys. 2. Oddziaływanie zanieczyszczeń o wielkościach porównywalnych z luzem (źródło: PALL)

Pomiar ilości zanieczyszczeń w oleju

Wielkość zanieczyszczeń nie jest jedynym czynnikiem, mającym wpływ na szybkość zużycia. Drugim, równie ważnym, jest ilość zanieczyszczeń w jednostce objętości. Dla określania ich ilości w jednostce objętości oleju zostały wprowadzone metody pomiaru, które dzielimy na mikroskopowe (membranowa) i automatyczne (blokadowa, laserowa).

Zaletą metody mikroskopowej jest możliwość nie tylko zliczenia cząstek stałych, ale również określenia rodzaju tych cząstek, a przede wszystkim ich pochodzenia. Minusem tej metody jest jej stosunkowo duża pracochłonność.

Zaletą metody blokadowej jest możliwość określania klas czystości olejów, które ze względu na swoją bardzo ciemną barwę (np. oleje silnikowe, oleje z dwusiarczkiem molibdenu) nie mogą być badane innymi metodami.

Zaletą metody laserowej jest stosunkowo szybki pomiar (niektóre odmiany tej metody pozwalają również na rozpoznanie rodzaju procesu, w wyniku którego są generowane zanieczyszczenia).

Rys. 3. Widok sączków filtracyjnych używanych w metodzie mikroskopowej.

Klasa czystości oleju

Po zliczeniu cząstek w poszczególnych zakresach wymiarowych, przyporządkowuje się tym liczbom odpowiednie klasy czystości, najczęściej według norm:

  • NAS 1638,
  • ISO-DIS 4407 (dla metody mikroskopowej) – zakresy zliczanych cząstek: >5 µm i > 15 µm,
  • ISO-DIS 4406 (dla metod automatycznych) – zakresy zliczanych cząstek: >4 µm, >6 µm i > 14 µm.
Tab. 1. Przykłady określenia klasy czystości olejów/cieczy roboczych wg norm ISO 4406 i NAS 1638

Do każdego urządzenia można przypisać określoną, wymaganą do poprawnej pracy, klasę czystości oleju. Obecnie producenci najczęściej jednoznacznie podają ten parametr w dokumentacji techniczno–ruchowej maszyn. W przypadku braku takich zapisów, można skontaktować się z firmą specjalizującą się w obsłudze smarowniczej, w celu określenia optymalnej klasy czystości dla konkretnych warunków pracy tego urządzenia.  

Zachowanie wymaganej przez producenta klasy czystości powinno, w normalnych warunkach pracy, zapewniać prawidłowe funkcjonowanie urządzenia, często jednak zdarza się, że rzeczywiste warunki, w jakich pracuje urządzenie (obciążenie, temperatura, zanieczyszczenie środowiska itd.), powodują konieczność zmiany parametrów wyjściowych środka smarnego na odpowiadające rzeczywistym potrzebom.

Korelacja częstotliwości awarii z poziomem czystości oleju

Na podstawie 3-letnich badań, przeprowadzonych na 117 różnych urządzeniach hydraulicznych (wtryskarki, narzędzia hydrauliczne, przenośniki, urządzenia mobilne, w tym koparki, hydraulika żeglugowa) opracowano wskaźnik względnego poziomu żywotności, przedstawionego w tab. 2.

Tab. 2. Względny okres żywotności urządzenia w korelacji z klasą czystości oleju

Proces usuwania zanieczyszczeń jest realizowany przy wykorzystaniu agregatów filtracyjnych, wyposażonych w odpowiednie filtry systemowe, których zadaniem jest utrzymanie wymaganej klasy czystości oleju. Wykorzystywane są także agregaty bocznikowe, pozwalające na usunięcie zanieczyszczeń i poprawę klasy czystości oleju w zbiorniku podczas ruchu, zwłaszcza małych układów.

Filtrację bocznikową oleju można stosować w sposób ciągły lub okresowo, np. po stwierdzeniu pogorszenia się klasy czystości oleju eksploatowanego w maszynie.

Filtrację bocznikową wykonuje się z użyciem agregatów filtracyjnych, których wydajność dobiera się na podstawie takich parametrów jak: pojemność układu olejowego, lepkość oleju zastosowanego w urządzeniu, temperatura pracy oleju w urządzeniu, wymiar króćców podłączeniowych.

Filtracja oleju na czym polega?

Filtracja, to proces oddzielenia zanieczyszczeń stałych, poprzez mechaniczne zatrzymanie jednego ciała stałego w przegrodach porowatych filtra.

Jakie oleje i ciecze można filtrować?

Filtrować można zarówno olej hydrauliczny, przekładniowy, grzewczy, smarny jak również ciecze trudnopalne, chłodziwa, ciecie obróbcze oraz ciecze z instalacji wody lodowej (glikole). 

Rodzaje filtrów olejowych?

Podział filtrów ze względu umieszczenie w układzie olejowym:

  • pełnoprzepływowe (systemowe),
  • bocznikowe,
  • szeregowo-bocznikowe.

Podział filtrów wg zasady działania:

  • filtry powierzchniowe –siatka,
  • objętościowe: włóknina, celuloza, spiek porowaty, porowate tworzywa sztuczne,
  • filtry magnetyczne, odśrodkowe, jonowymienne.

Dbanie o czystość olejów zapewnia ich dłuższą żywotność i chroni maszyny przed niepożądanymi skutkami oddziaływania zanieczyszczeń w układach. Zastosowanie zaprezentowanych systemów filtracji olejów zmniejsza ryzyko awarii, obniża koszty eksploatacji, jak również chroni środowisko poprzez zmniejszenie ilości odpadów.

Rys. 5. Przykłady filtrów

Dbanie o czystość olejów zapewnia ich dłuższą żywotność i chroni maszyny przed niepożądanymi skutkami oddziaływania zanieczyszczeń w układach. Zastosowanie zaprezentowanych systemów filtracji olejów zmniejsza ryzyko awarii, obniża koszty eksploatacji, jak również chroni środowisko poprzez zmniejszenie ilości odpadów.

Rys. 6. Zdjęcia mikroskopowe powierzchni wkładu filtracyjnego – wkład nowy
Rys. 7. Zdjęcia mikroskopowe powierzchni wkład filtracyjnego – wkład używany

Podsumowanie

Jak wskazują intensywne badania, poparte praktyką przemysłową, poprawa czystości oleju ponad wartość, która wymagana jest przez producenta w dokumencie DTR, pozwala na obniżenie zużycia elementów maszyn. Dzięki temu zwiększa się niezawodność urządzeń, dyspozycyjność i wydłużają się czasookresy międzyremontowe.

Z tej zależności, można wyciągnąć następujące wnioski: im mniejsza ilość zanieczyszczeń w oleju, tym bardziej wydłuża się okres bezawaryjnej pracy urządzenia, a koszty utrzymania ruchu ulegają redukcji.

Usługi filtracji olejów oferowane przez Ecol, realizowane są przy użyciu wyspecjalizowanego sprzętu, z zachowaniem najwyższych standardów bezpieczeństwa dla ludzi i środowiska naturalnego.

30 lat doświadczeń naszej spółki w pielęgnacji układów olejowych, pozyskana wiedza o sposobach filtracji, wsparte najnowocześniejszą diagnostyką, gwarantują bezpieczeństwo i niezawodność parku maszynowego. 

 

Zobacz także:

www.smarowaniemaszyn.pl

Outsourcing olejowo-smarowniczy

Filtracja olejów

Wymiany olejów w maszynach

Analizy olejowe