Miej kontrolę nad olejem

Olej niczym krew

Środek smarny w układzie hydraulicznym jest niczym krew w ludzkim ciele. Tak jak morfologia może nam powiedzieć wiele o kondycji i zdrowiu człowieka, tak badanie oleju diagnozuje stan maszyny, w której krąży środek smarny. Olej, krążąc, zbiera informacje z całego układu hydraulicznego. Zadaniem diagnostów staje się wówczas analiza otrzymanych wyników oraz odpowiednia interpretacja.

Wtryskarki - serce w przetwórstwie tworzyw sztucznych

W przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych, jednym z najczęściej diagnozowanych urządzeń są wtryskarki - podstawowe urządzenia w produkcji. Wobec ich układów hydraulicznych stawiane są coraz większe wymagania - maksymalnej wydajności pod wysokim ciśnieniem w zmiennych warunkach. Bez względu na rodzaj wtryskarki, jej najtańszym a jednocześnie kluczowym elementem konstrukcyjnym jest środek smarny, olej hydrauliczny będący elementem transmisji mocy. Wyżej wspomniane urządzenia pracują w trybie ciągłym, a jakakolwiek awaria i nieplanowany przestój narażają użytkownika na wysokie koszty.

Regularnie wykonywana diagnostyka olejowa, to jedno z najkorzystniejszych finansowo narzędzi do proaktywnego podejścia serwisowego w parku maszynowym.

Właściwie dobrany zakres badawczy oleju hydraulicznego opiera się na następujących oznaczeniach:

• zawartość pierwiastków metali zużyciowych, zanieczyszczeń oraz dodatków uszlachetniających (metoda OES Optical Emission Spectroscopy ICP - Inducitvely Coupled Plasma)
• zawartość ferromagnetycznych cząstek zużyciowych - PQ indeks
• własności reologiczne (lepkość kinematyczna oraz wskaźnik lepkości)
• klasa czystości wg normy ISO 4406 / NAS 1638 / SAE 4059
• zawartość wody - koniecznie metodą Karla Fischera
• spektroskopia w podczerwieni FTIR - badanie poprawności chemicznej oraz zmian starzeniowych
• barwa wg ASTM
• ocena wizualna.

Co zbadać we wtryskarce?

Z punktu widzenia poprawności działania układu hydraulicznego konieczne jest zastosowanie oleju hydraulicznego spełniającego określone kryteria lepkościowe – klasę lepkości i jakościowe (własności smarne). Technicznie rzecz ujmując, olej o właściwej klasie lepkości np. ISO VG 46 oraz klasie jakości HLP (L-HM) lub HVLP (L-HV). Poprawność klasy lepkości oleju weryfikują oczywiście badania własności reologicznych (lepkość kinematyczna w 40°C i 100°C oraz wskaźnik lepkości). Urządzenia hydrauliczne pracują najczęściej w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury, w związku z tym istotną rzeczą jest kontrola dodatków uszlachetniających, ograniczających nadmierne zużywanie się oraz ścieranie komponentów układu. Dzięki oznaczeniu zawartości pierwiastków można dokładnie kontrolować poziom dodatków AW (anti wear) przeciwzużyciowych - weryfikując tym samym klasę jakościową oleju, metali zużyciowych oraz zanieczyszczeń, przedostających się do układu smarnego z zewnątrz. W celu kompletnej oceny stanu oleju, dodatkowo określa się jego klasę czystości, która powinna być zgodna z wymaganiami producenta konkretnej maszyny. Ze względu na zastosowane serwozawory klasa czystości oleju powinna wynosić 16/14/11 wg ISO 4406. Zawartość wody w oleju hydraulicznym powinna być utrzymywana możliwie nisko, najlepiej poniżej 60 ppm. Badanie zawartości wody metodą kulometryczną Karla Fischera zapewnia odpowiednią czułość badania, wykrywająca wodę w najmniejszych koncentracjach. Określenie widma w podczerwieni FTIR pozwala nam porównać stan środka eksploatowanego w odniesieniu do referencji oleju świeżego, określenie tzw. czystości chemicznej oleju. Ponadto z widma FTIR można zweryfikować okoliczność zmieszania z innym środkiem smarnym, ubytek dodatków uszlachetniających oraz oksydację - produkty starzenia oraz degradacji termicznej oleju. Zmieniająca się barwa oraz wzrost liczby kwasowej jest również skutkiem starzenia się bazy olejowej, ze względu na jej utlenianie.

W przypadku wystąpienia nietypowych objawów eksploatacyjnych (niepoprawna praca układu hydraulicznego, drgania, blokowanie filtrów, nadmierne pienienie) pomocne w diagnozowaniu problemów mogą być badania opcjonalne j.n.:

• wskaźnik MPC (Membrane Patch Colorimetry), określający skłonność oleju do tworzenia osadów w układzie olejowym
• własności deemulgacyjne (oddzielanie wody)
• skłonność do pienienia i trwałość piany
• zdolność wydzielania powietrza
• identyfikacja zanieczyszczeń metoda mikroskopową
• badanie wkładu filtracyjnego.

Podsumowując, w wielkim skrócie, olej powinien posiadać poprawne parametry lepkościowe, jakościowe, powinien być czysty, suchy i w dobrej kondycji. Zapewniając powyższe, układ hydrauliczny wtryskarki będzie pracować bezawaryjnie możliwie najdłużej.

Diagnostyka olejowa

Poniżej przedstawiono fragment raportu z analizy oleju hydraulicznego HLP o lepkości ISO VG 46 we wtryskarce producenta Krauss Maffei. Oznaczona lepkość kinematyczna w 40°C, wskaźnik lepkości oraz liczba kwasowa (trend rosnący) odbiegają od parametrów oczekiwanych. Zestawiając te parametry z widmem IR możemy zauważyć odchylenia od próbki referencyjnej oraz charakterystyczny, duży pik przy długości fali ok. 1750 cm-1. Informacje te wskazują, że w eksploatacji jest olej zawierający wiskozatory a wiec klasy HVLP oraz doszło do zmieszania olejów różnych klas lepkości.

Po analizie wyników, diagnosta zarekomendował operatorowi wtryskarki zaplanowanie wymiany oleju podykotowaną niepoprawną lepkością oraz postępującą degradacją bazy olejowej, która może przyczynić się do korozji elementów smarnych bądź powstawania osadów, a w efekcie końcowym do poważnych awarii i przestojów w produkcji. Dostępne wyniki z próbek historycznych umożliwiają klientowi śledzenie zmiany trendów oznaczonych parametrów oraz stały nadzór nad stanem oleju.

Co dają badania oleju - okiem klienta

Przyjrzyjmy się korzyściom z regularnie wykonywanych analiz olejowych.

Niezaprzeczalnie jest nią optymalizacja częstotliwości wymiany oleju - bezpieczne wydłużenie czasookresu wymian. Zgodnie z wytycznymi zawartymi w DTR standardowo wymiana oleju powinna nastąpić co około 8 tys. motogodzin. Harmonogramowo wykonywana diagnostyka daje nam narzędzie do monitorowania stanu oleju, zastosowania ewentualnych działań naprawczych (filtracja oleju) a dzięki temu wydłużeniu czasu pracy.

Nawet 70% uszkodzeń elementów hydraulicznych spowodowane jest złą kondycją środka smarnego. Wprowadzenie programu badawczego, mającego na celu cykliczne analizy oleju hydraulicznego, daje idealne narzędzie do podejmowania świadomych decyzji eksploatacyjnych a przez to do wydłużenia żywotności urządzeń. Przekłada się to bezpośrednio na ciągłość produkcji.

Najlepszą rekomendacją do regularnych działań w zakresie analiz olejowych jest opinia klientów, którzy zdecydowali się na wdrożenie regularnych badań środków smarnych w swoim parku maszynowym.

Jednym z nich jest Łukasz Borowiecki z Wirthwein Polska Sp. z o.o.:

"Regularne badanie i monitorowanie próbek oleju z maszyn to doskonałe narzędzie predykcyjnej konserwacji. Dzięki analizie można ocenić stan nie tylko czystości medium, ale również określić stopień zużywania się układu hydrauliki w urządzeniach. Inne istotne zalety, to dłuższa żywotność sprzętu, znaczne wydłużenie czasookresu od wymiany do wymiany nawet dwukrotnie względem zaleceń producenta. Dodatkowo badania określają nam czy olej hydrauliczny posiada nadal dobre właściwości smarne dla ochrony całego układu.

Dzięki regularnym badaniom i analizie próbek oleju, pobranym z wtryskarek w firmie Wirthwein Polska Sp. z o. o. znacznie wydłużyliśmy czasookresy żywotności oleju w maszynach. Dodatkowo obecnie nie mamy przestojów produkcyjnych, ze względu na złe działanie układu hydrauliki. Nasi pracownicy odpowiednio wcześnie wykrywają i korygują problemy z nim związane, co skutkuję bezawaryjnym działaniem maszyn. Częste badanie oleju nawet po filtracji jest znacznie mniej kosztowne niż awaria wtryskarki w trakcie pracy - co skutkuje przestojem w produkcji."

Laboratorium Analiz Olejowych Ecol

Chcesz poznać możliwości wdrożenia analiz olejowych w swojej firmie? Jesteś zainteresowany usprawnieniem działania swojego parku maszynowego? A może masz pytania dodatkowe na temat rozwiązań diagnostyki olejowej? Chętnie pomożemy i wspólnie wypracujemy najlepsze rozwiązania.

Odwiedź nasze laboratorium