Wadliwy olej wpływa na pracę wtryskarek

Niedogodności w pracy wtryskarek spowodowane wadliwym olejem nie należą do rzadkości. Dlatego warto znać te problemy i posiadać odpowiednią wiedzę pozwalającą na usunięcie tego typu przeciwności.

Doświadczenie pokazuje, że większe wtryskarki, a także maszyny szybkobieżne sprawiają znacznie więcej problemów niż małe maszyny o dłuższych czasach cyklu. Na początku lat 90. pozbawiony cynku olej hydrauliczny, który w stanie dostarczenia wykazywał dobrą filtracyjność, spełniał wszystkie stawiane przez producentów wymagania. Jednak już po upływie kilku lat, pomimo filtracji z dokładnością od 10 do 12 mikronów, zaczęły pojawiać się typowe zakłócenia.

Pierwszym z nich było duże zużycie filtrów na skutek zalepiania powierzchni filtracyjnych substancją podobną do smoły. Liczne badania laboratoryjne wykazywały, że w wyniku przeciążenia cieplnego oleju powstawały produkty starzenia zaklejające powierzchnie filtracyjne podobnie jak smoła. Dalsze badania pokazały, że system kontroli filtrów wskazywał już zanieczyszczenie, chociaż zdolność filtra do pochłaniania cząstek zanieczyszczeń nigdy nie była wykorzystana nawet w 10 proc.

Kolejnym mankamentem były różnego rodzaju uszkodzenia kawitacyjne pomp powstałe w wyniku zalepiania i awarii przełącznika podciśnieniowego w obszarze ssania pomp.

W tym przypadku filtry ssawne podobnie jak wyłącznik różnicowy były zalepione produktami rozkładu. Niektóre filtry ssawne były tak mocno obrośnięte, że nie można było ich już oczyścić i jedynym wyjściem była wymiana. Produkty starzenia oleju zagrażały w szczególności otworom wlotowymi i komorom sprężynowym wskaźników zanieczyszczenia. Zalepienie tych elementów konstrukcyjnych powoduje, że wskazywanie nie może już być realizowane i filtr pęka.

Na poniższym rysunku przedstawiono przykład filtra ssawnego obrośniętego produktami starzenia oleju.

Innym przykładem tego typu wad było zalepienie sprężyny obejścia. Ponadto zalepieniu uległ także tłoczek wskaźnika zanieczyszczenia i wskazania nie były dokonywane. W efekcie dochodziło do pęknięcia elementu filtracyjnego. Maszyna wykazywała obecność dużej ilości osadów, a zanieczyszczenie oleju ogromnie wzrastało.

Następnym zjawiskiem były tzw. poranne zakłócenia poniedziałkowe, objawiające się występowaniem zapchanych filtrów ssawnych przy rozruchu maszyn, a także przy nieregularnym rozruchu maszyn z powodu zalepionych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów oraz awarii zaworów sterujących suwakowych z powodu zanieczyszczenia i zalepiania tłoków zaworowych.

Szybko okazało się, że zastosowany bezcynkowy olej w połączeniu z filtracją dokładną 10 do 12 mikronów nie jest wstanie sprostać wymaganiom.

Dokonywane przez producentów maszyn próby stwierdzenia przyczyn starzenia oleju nie powiodły się, podobnie jak próby podwyższenia trwałości filtrów przy pomocy filtracji zgrubnej (25 mikronów). Wynikiem było ciągłe pogarszanie się klas czystości, a co za tym idzie wzrost zużycia spowodowanego zanieczyszczeniem. Przy wymianie oleju stwierdzano, że zbiorniki są pokryte osadami. Załagodzenie sytuacji nastąpiło dopiero po zastosowaniu oleju hydraulicznego typu HLPD 46. Ten tańszy olej dzięki swym silnym właściwościom powierzchniowo - czynnym okazał się doskonałym środkiem czyszczącym maszyny. Wkrótce stwierdzono jednak, że trwałość tego oleju jest znacznie niższa.

Pozytywną właściwością oleju HLPD jest zapobieganie tworzenia się osadów na wrażliwych zespołach konstrukcyjnych przy dłuższych przestojach maszyn. W ciągu niewielu godzin zbiornik stał się czysty, a jedynie miejsca krytyczne, komory sprężyn zaworowych, które często były całkowicie zalepione produktami starzenia oleju, czyściły się w ciągu kilku dni. Niezależnie od tego wprowadzono stopniowo dokładniejszą filtrację: najpierw dokładną 6 mikronów, a następnie bardzo dokładną o wartości 3 mikronów.

Obawy, że z powodu takiej dokładności czyszczenia zwiększy się również zużycie filtrów nie potwierdziły się. Filtr mógł działać na całej swej głębokości a okres trwałości ulegał ciągłemu wydłużeniu. Dzięki temu zdolność wychwytywania zanieczyszczeń filtra ponownie wykorzystywana była w 100 proc., a nie jak to miało miejsce wcześniej tylko maksymalnie w 10 proc. Dzięki właściwościom tego oleju pozwalającym na utrzymywanie zanieczyszczeń w stanie zawieszenia wyeliminowane zostało zamulanie układu hydraulicznego.

Trwałość filtrów znacząco wzrosła. Po raz pierwszy można było przy pomocy tego oleju poprawić także dokładność filtracji do poziomu 3 mikronów. Przy tych przedsięwzięciach aktywne wsparcie udzielane było przez serwis laboratoryjny i doradczy. Wraz z polepszeniem dokładności filtracji do 3 mikronów stopniowej poprawie ulegały klasy czystości i dodatkowo stworzona została możliwość obniżenia zużycia komponentów. Trwałość hydraulicznych elementów konstrukcyjnych nieustannie rosła. Nowe maszyny przestały ulegać awariom.

Po początkowych sukcesach olej typu HLPD 46 ujawnił swoje ograniczenia związane ze skokowym starzeniem. W przypadku większych maszyn obciążenie oleju jest w praktyce często większe niż w przypadku maszyn małych. Wynikiem tego są krótsze okresy trwałości. We wtryskarkach o dużych wydajnościach starzenie oleju może występować wcześniej.

Starzenie oleju objawia się początkowo bardzo szybko zmniejszającą się trwałością filtrów połączoną z pogarszającą się klasą czystości, zwłaszcza w zakresie zanieczyszczeń bardzo drobnych. Nie uwidacznia się ono w zalepianiu elementów konstrukcyjnych oraz zbiornika.

Mikroskopowe analizy oleju ujawniały często obecność produktów starzenia oleju na dnie zbiornika.

Produkty te nie prowadzą wprawdzie do uszkodzenia komponentów układu hydraulicznego, ale trwałość filtrów może ulec obniżeniu do niewielu dni. Sytuację tę można zlikwidować tylko poprzez wymianę oleju.

Większe zakłady przetwórcze stają ciągle przed problemem wzajemnej tolerancji różnych olejów hydraulicznych. Wynika to ze stopniowej zamiany gatunków oleju i uzupełniającego dolewania oleju do maszyn napełnionych innymi olejami. Ponadto spowodowane jest to także cenami zakupu oleju u coraz to innych dostawców przy wyjściu z założenia, że przecież wszystkie oleje hydrauliczne „są zgodne z normami DIN”.

Praktyka pokazuje jednak, że mieszanie olejów, w szczególności zaś zawierających cynk z tymi, które tego cynku nie zawierają, może prowadzić do poważnych skutków wynikających z braku ich wzajemnej tolerancji, takich jak zmętnienia i wytrącenia. W ten sposób oszczędności uzyskane przy zakupie mogą pociągnąć za sobą znaczące koszty eksploatacyjne przynoszące straty przedsiębiorcy. Prawie żadnych problemów nie stwarza natomiast mieszanie olejów przy zachowaniu udziału istniejącego produktu w wysokości minimum 90 proc. i nowego produktu maksymalnie 10 proc.

Stosunek ten wystarcza, by przy ogólnej zmianie gatunku oleju na inny wyrównać przecieki występujące do momentu wymiany. Każde mieszanie w większym stosunku lub mieszanie kilku gatunków może prowadzić podczas pracy maszyny do braku wzajemnej tolerancji, co może stać się przyczyną nagłych zakłóceń lub totalnej awarii układu.

Dla przykładu we wtryskarkach w wyniku zbyt częstego dolewania nowych gatunków oleju dochodziło niekiedy do wzajemnej nietolerancji chemicznej prowadzącej do skokowego wzrostu zużycia filtrów. Jedynym sposobem ratunku okazała się całkowita wymiana oleju połączona z oczyszczeniem zbiornika.

Kolejny przykład na potwierdzenie tej tezy polega na tym, że od dostawcy olejów uzyskano potwierdzenie wzajemnej tolerancji przy zastosowaniu nowego gatunku oleju (po badaniach laboratoryjnych) w stosunku 50 proc. do 50 proc.

W warunkach eksploatacyjnych okazało się, że po około dwóch latach, zmieszanie to doprowadziło do całkowitej awarii maszyny. W ciągu kilku dni pojawiły się zakłócenia z powodu zanieczyszczonych filtrów ssawnych, do tego filtry ciśnieniowe wytrzymywały zaledwie kilka godzin, a wyłącznik podciśnieniowy pompy wykazywał mocne osady. Doszło też do awarii pompy.

W układzie hydraulicznym tej maszyny zmierzono klasę czystości 20/17/12. Próbki oleju pobrane ze środkowego obszaru zbiornika nie wykazywały żadnych negatywnych zjawisk. Po zanieczyszczeniu w ciągu 24 godzin filtra podłączonego oddzielnie w odgałęzieniu dla oczyszczenia układu, pomóc mogła już tylko kompletna wymiana oleju. Przy tej okazji możliwe było praktyczne stwierdzenie do czego prowadzić może wzajemna nietolerancja pomiędzy różnymi olejami.

Olej w całym zbiorniku był jeszcze stosunkowo czysty. Jednak na dnie zbiornika utworzyła się wysoka na 5 cm warstwa kleistego szlamu, który podczas pracy maszyny ulegał lekkim zawirowaniom. Próbka pobrana z dna zbiornika natychmiast wykazała wzajemną nietolerancję olejów.

Przy wystąpieniu podobnych objawów uszkodzeń należy oprócz pomiaru klasy czystości przy pomocy licznika cząstek natychmiast poddać badaniom mikroskopowym próbkę pobraną z dna zbiornika. Dopiero wówczas możliwe jest podjęcie prawidłowej decyzji odnośnie dalszego postępowania. Po wymianie oleju i oczyszczeniu układu przy pomocy filtra umieszczonego w odgałęzieniu ponownie uzyskano na tej maszynie idealną klasę czystości 12/10/06 i od tego momentu maszyna pracowała bez zakłóceń.