Zanieczyszczenia w układach olejowych i hydraulicznych maszyn wpływają destrukcyjnie na jakość i żywotność oleju, ale co najistotniejsze, wpływają negatywnie na stan samego urządzenia. Występowanie zanieczyszczeń może doprowadzić do zakłóceń prawidłowego funkcjonowania maszyny, a nawet doprowadzić do groźnej awarii. Zanieczyszczenia w oleju występują w różnej postaci – stałej, ciekłej lub gazowej.  Ich obecność może być efektem przedostania się do układu zanieczyszczeń z zewnątrz, wytrącenia się produktów starzenia/rozkładu oleju, jak również powstać w wyniku współpracy elementów maszyn lub korozji. 

Woda, to  jedno z zanieczyszczeń oleju, stanowiących duże zagrożenie dla smarowanych urządzeń. Jest tym samym drugim, pod względem szkodliwości, czynnikiem degradującym, zaraz po cząstkach stałych.

Woda może znajdować się w oleju w formie:

  • rozpuszczonej – cząsteczki wody nie są widoczne gołym okiem,
  • zemulgowanej – jako stabilna emulsja powodująca jego zmętnienie,
  • w stanie wolnym – woda wyraźnie odseparowana od oleju.

Nasycenie i forma występowania wody w oleju, zależą w głównej mierze od ilości zawartej wody, temperatury roboczej, typu oleju bazowego, a także stopnia jego zestarzenia oraz dodatków uszlachetniających.

Rys. 1. Od lewej: woda rozpuszczona w oleju, woda zemulgowana i woda wolna

Rys. 2. Próbki oleju – z prawej olej z wysoką zawartością zemulgowanej wody

Skąd pochodzi woda w układach olejowych? 

Istnieje wiele możliwości wnikania wody do oleju. Nowy olej może zawierać wodę jako pozostałość po oczyszczaniu cystern lub niewłaściwym składowaniu beczek i zbiorników. Źródłem wody w układach olejowych mogą być nieszczelne układy chłodzenia, przedostawanie się jej do układu olejowego w procesach czyszczenia lub parowania urządzeń, wnikanie poprzez tłoczyska siłowników lub skraplanie, w zależności od warunków otoczenia i wilgotności powietrza, jak również wchłanianie wilgoci z otoczenia.

Dlaczego woda jest zagrożeniem dla układu olejowego?

Obecność wody w układach olejowych pogarsza właściwości reologiczne używanej cieczy roboczej, obniżając jej zdolności smarne oraz izolacyjne. Woda w oleju zmniejsza możliwość przenoszenia obciążeń przez łożyska, przyspiesza procesy utleniania oleju, powoduje wypłukiwanie dodatków uszlachetniających oraz zwiększa ilość powstających osadów i powoduje korozję. 

a) Wpływ wody na olej

Woda jest promotorem zmian w oleju, zarówno fizycznych jak i chemicznych, powoduje tworzenie kwasów, osadów i szlamów. Podnosi lepkość oleju, jak również radykalnie obniża jego właściwości elektroizolacyjne. Woda sprzyja napowietrzaniu oleju, co wywołuje problem pienienia . Dodatkowo, woda negatywnie wpływa na dodatki uszlachetniające oleju, przez co ulegają one procesowi hydrolizy lub są wymywane. Obecność wody w oleju może również powodować rozwój życia mikrobiologicznego.

b) Wpływ wody na maszynę

Zanieczyszczenie oleju wodą powoduje występowanie zjawiska kawitacji i korozji w układach olejowych, zmniejsza się również grubość filmu smarnego. To wszystko prowadzi do nadmiernego zużycia i niszczenia wewnętrznych powierzchni układów olejowych maszyn. Woda, poprzez blokowanie filtrów, ogranicza możliwość filtracji i powoduje wzrost ciśnienia przepływu oleju w układzie.

Efektem skumulowanym jest skrócony okres bezawaryjnej pracy elementów oraz infrastruktury towarzyszącej, co przyczynia się do zwiększonych kosztów eksploatacji i utylizacji. Następstwem obecności wody w układach olejowych są problemy z układami sterowania, regulacji, przyspieszone zużycie elementów, obniżenie jakości cieczy roboczej, a w konsekwencji skrócenie żywotności oleju

Wymiana oleju czy odwadnianie?

Wymiana zawodnionego oleju na nowy wiąże się z poniesieniem kosztów powodowanych zakupem nowego oleju, utylizacją zużytego, przeprowadzeniem samej wymiany oraz koniecznością wyłączenia urządzenia z ruchu. W celu ograniczenia tych kosztów warto zastanowić się nad oczyszczeniem i uzdatnieniem obecnie używanego oleju.

Odwadnianie oleju metodą wirowania

Usuwanie wody z oleju metodą wirowania polega na oddzieleniu zanieczyszczeń od oleju z wykorzystaniem siły odśrodkowej.  W tym celu wykorzystuje się urządzenia zwane wirówkami oleju.

Rys. 3. Zasada działania separatora odśrodkowego / wirówki oleju

Typowy moduł wirówkowy zbudowany jest z wirówki odśrodkowej, pompy dozującej oraz pompy osadu, połączonych z systemem sterowania. Zanieczyszczony olej pompowany jest do bębna wirówki obracającego się z dużą prędkością. Pod wpływem siły odśrodkowej, cząstki stałe spychane są w stronę ścianek bębna i kierowane do zbiornika osadu, z kolei zanieczyszczenia ciekłe takie jak woda, odseparowują się od oleju w wyniku różnic gęstości. Powstałe w ten sposób faza lekka i ciężka są oddzielnie wyprowadzane z układu.  

Odwadnianie oleju z wykorzystaniem próżni Gdy usunięcie z oleju wody wolnej jest niewystarczające, należy sięgnąć po metody pielęgnacji układów olejowych poprzez odwadnianie próżniowe (ang. vacuum dehydration). W odróżnieniu od innych metod usuwania wody, odwadnianie próżniowe umożliwia wyrugowanie z układu olejowego zarówno wody wydzielonej jak i wody związanej z olejem. Odwadnianie próżniowe usuwa 100% wody wolnej i zemulgowanej oraz nawet do 90% wody rozpuszczonej. Ponadto usuwa także 100% zaadsorbowanych gazów oraz do 80% gazów rozpuszczonych w oleju.

Rys. 4. Agregat do próżniowej pielęgnacji olejów

W jaki sposób próżnia osusza układ olejowy z wilgoci? 

W warunkach niskiego ciśnienia, np. wysoko w górach, woda wrze w temperaturze niższej niż 100°C. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze spadkiem ciśnienia, spada temperatura jej punktu wrzenia. To zjawisko fizyczne zostało wykorzystane w technice próżniowej pielęgnacji olejów i skutecznego usuwania wody z oleju.

Zastosowanie profesjonalnych agregatów pielęgnacyjnych, wyposażonych w wydajne pompy próżniowe (próżnia robocza do -0,9 bar) pozwala skutecznie usuwać wodę z układów olejowych. W zakresie naszej realizacji pozostają układy z czynnikiem roboczym o lepkości nawet do 700 cSt.

  Wykres 1. Zdolność rozpuszczania wody w oleju w zależności od temperatury (krzywa nasycenia)

  1. Początkowa zawartość wody w układzie olejowym.
  2. Punkt nasycenia oleju – maksimum możliwości odwodnienia układu przez wirówki itp.
  3. Stężenie wody, które osiągamy poprzez odwadnianie próżniowe.
  4. Po ochłodzeniu oleju (np. po przejściu przez wymiennik ciepła lub po zatrzymaniu układu) stężenie wody osiągane przez odwadnianie próżniowe, nadal pozostaje na poziomie poniżej punktu nasycenia oleju, co zapobiega tworzeniu wolnej wody.
  5. Po ochłodzeniu oleju, bez zastosowania odwadniania próżniowego, ilość wolnej wody w oleju może znacząco przekroczyć stan nasycenia i pojawić się w najbardziej szkodliwych formach (woda zemulgowana i woda wolna).

Zalety usługi odwaniania próżniowego: 

  • Wysoka efektywność usuwania wody, a także dodatkowo gazów i cząstek stałych, 
  • Zwiększenie niezawodności urządzenia i zapobieganie nieplanowanym postojom na skutek awarii,
  • Wydłużenie żywotności zastosowanej cieczy roboczej, 
  • Eliminacja/zminimalizowanie zjawisk korozyjnych w układzie olejowym, 
  • Obniżenie kosztów eksploatacyjnych. 

Kondycjonowanie olejów stanowi stały element serwisu Total Fluid Management, kompleksowo oferowanego przez Spółkę Ecol. Usługi te są także wykonywane na indywidualne wezwania w lokalizacjach nieobjętych całościowym serwisem smarowniczym. Klientom zapewniamy rozwiązania na najwyższym, światowym poziomie, wykonując usługi usuwania wody przy pomocy nowoczesnego sprzętu, innowacyjnych technologii na bazie niemalże 30-letniego doświadczenia w branży.

 

Zobacz także: Filtracja olejów – artykuł

Outsourcing olejowo-smarowniczy

Usługi filtracji olejów

Wymiana olejów w maszynach