Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Wydajność sprężarek, czyli prawdziwa cena olejów niskiej jakości

-- wtorek, 10 październik 2017

Funkcjonowanie maszyn przemysłowych takich jak kompresory zależy w głównej mierze od niezawodności ich ruchomych elementów. Z tego powodu najważniejszym czynnikiem w uzyskaniu wysoce niezawodnego i trwałego kompresora jest właściwe smarowanie.

Obecnie kompresory nowego typu są smarowane produktami syntetycznymi zawierającymi diestry, poliglikole, polialfaolefiny (PAO), estry poliolu oraz frakcje silikonowe. Mogą one pracować w szerokim zakresie temperatur i cechują się wysoką temperaturą zapłonu. Ważne jest jednak to, by olej był dobrze dobrany w zależności od zastosowania oraz kompatybilny z ruchomymi częściami i uszczelnieniami kompresora.

Smarowanie umożliwia ruch podzespołom kompresora

W przypadku elementów wirujących kompresora i jego łożysk olej działa jako środek smarny, uszczelniacz oraz chłodziwo. Śrubowe rotacyjne sprężarki powietrza wykorzystują stałą objętość powietrza, w której po sprężeniu wzrasta temperatura i ciśnienie. Wzrost temperatury oraz działanie sprężonego gazu stawiają olejom wysokie wymagania.

Można wyróżnić cztery elementy charakteryzujące oleje wysokiej jakości i znacząco wpływające na wydajność i długotrwałą bezawaryjną pracę sprężarek, a mianowicie:

→ stabilność procesu utleniania – smary są tak komponowane, by ich zastosowanie zwiększało okres żywotności kompresora i utrzymywało optymalne warunki pracy. Oleje wysokiej jakości przeznaczone do sprężarek śrubowych powinny zachować swe właściwości i pracować od 8 tys. do 16 tys. godzin w warunkach normalnych;

→ ochrona przed zużyciem – olej wysokiej jakości zapewni ochronę komponentów kompresora, w szczególności wirnika i łożysk;

→ ochrona przed korozją – dobry jakościowo olej zapewni komponentom sprężarki i układowi smarowania ochronę przed korozją;

→ radzenie sobie z obecnością powietrza i wody – sposób, w jaki olej funkcjonuje w smarowanym układzie, również przy obecności wody i powietrza, wpływa na trwałość kompresora.

Oleje a stan komponentów kompresora

Olej wysokiej jakości pokrywa uszczelnienia i zapewnia płynny ruch elementów, jednocześnie przeciwdziała tworzeniu się warstw osadów, wydłużając trwałość i zwiększając niezawodność sprężarki. Dzięki wysokiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła możliwa jest lepsza absorpcja ciepła generowanego przez kompresor i łożyska. Taki olej obniża temperaturę pracy kompresora i zwiększa jego wydajność, nawet wtedy, gdy temperatura robocza jest wysoka.

W przypadku sprężarek śrubowych olej wtryskiwany jest do komory sprężania w celu smarowania współpracujących ze sobą wirników i ich łożysk. Równocześnie odbiera on znaczną ilość ciepła wytworzonego przy sprężaniu powietrza i uszczelnia przestrzeń między elementami wirującymi i obudową.

Większość sprężarek śrubowych z wtryskiem oleju wykorzystuje nadciśnienie w misce olejowej lub separatorze oleju, powstałe po sprężeniu czynnika w celu wymuszenia obiegu oleju w chłodnicy i filtrze, a następnie ponownie wtryskuje olej do komory sprężania. Inny rodzaj konstrukcji układu smarowania wykorzystuje pompę oleju. Łożyska na końcach elementów obrotowych przenoszą obciążenia osiowe oraz poprzeczne (promieniowe). Łożyska te są bezpośrednio smarowane tym samym olejem, jaki jest wtryskiwany do komory sprężania.

Podobną konfigurację można spotkać w przypadku wbudowanego zaworu zwrotnego do kontroli objętości. Bardzo ważne jest, aby olej wymieniany był regularnie – zagwarantuje to, że podzespoły kompresora, takie jak współpracujące ze sobą elementy, uszczelki i łożyska, będą należycie chronione przed ciepłem, tarciem i korozją.

Właściwy proces

Olej wtryskiwany jest do komory sprężania i mieszany z zaciąganym powietrzem, pochłaniając ciepło powstałe w trakcie pracy kompresora. Temperatura wtrysku i powietrza sprężonego są kontrolowane, aby uniknąć gromadzenia się wilgoci. By uniknąć powstawania wilgoci mieszającej się z olejem, temperatura sprężonego powietrza musi przekraczać temperaturę punktu rosy. W przypadku szerokiego zakresu temperatur otoczenia termostatyczny zawór upustowy pozwala olejowi na przejście przez chłodnicę lub jej ominięcie w celu utrzymania żądanej temperatury.

Właściwa temperatura i lepkość oleju są niezbędne do optymalnego smarowania, uszczelnienia i uniknięcia zjawiska kondensacji w misce olejowej. Oprócz chłodzenia oleju chłodzone jest również sprężone powietrze, a także usuwana jest z niego wilgoć. W większości aplikacji smarowanych olejem możliwe jest odzyskiwanie ciepła wytworzonego podczas sprężania, np. na potrzeby ogrzewania.

Odpowiednie rutynowe czynności w programie utrzymania ruchu powinny zapewniać niezawodną pracę sprężarki i maksymalną efektywność działania oleju. Jedną z nich jest regularne pobieranie próbek oleju. Bardzo istotna jest regularna analiza oleju pod kątem obecności cząstek metalu, zawartości zanieczyszczeń, poziomu kwasowości i obecności wody. Jeśli wykryte zostaną podwyższone ilości wymienionych czynników, należy podjąć odpowiednie środki. Inne planowane działania polegają na pomiarze spadku ciśnienia w filtrze oleju i jego wymianie, gdy zajdzie taka potrzeba, sprawdzaniu połączeń węży w poszukiwaniu wycieków i wymianie oleju, zanim straci on swoje właściwości.

Przy wymianie środka smarnego ważne jest, aby nie mieszać ze sobą olejów różnych typów oraz używać oleju, który ma takie same właściwości jak obecnie znajdujący się w maszynie. Analiza stanu oleju to ważna część obsługi proaktywnej. Pomoże ona zwiększyć niezawodność kompresora dzięki wykryciu problemów, zanim doprowadzą one do awarii.

Taniej nie znaczy lepiej

Olej wysokiej jakości powinien zapewniać odpowiednie warunki pracy przez 8 tys. godzin lub dwa lata, w zależności od środowiska pracy oraz tego, jak często kompresor jest używany i serwisowany. Zakup gorszego oleju może wydawać się korzystny finansowo, jednak po dłuższym czasie okaże się on bardziej kosztowny, ponieważ takie środki smarne potrzebują aż ośmiokrotnie częstszej wymiany niż oleje wysokiej jakości.

Należy mieć świadomość, że tanie oleje są często gorszej jakości. Ich zastosowanie może zmniejszać trwałość podzespołów, podwyższać temperaturę pracy oraz ograniczać efektywność, co może znacząco skrócić okres żywotności kompresora.

Znane są przypadki, gdy klient wybrał tańszy olej, by zaoszczędzić, a w efekcie poniósł większe koszty. Oleje niskiej jakości utworzyły osady na komponentach kompresora, chłodnicach i filtrach oleju, co doprowadziło do awarii i wymagało wymiany obrotowych elementów modułu sprężającego. Klient zaoszczędził kilkaset dolarów na oleju każdego miesiąca, lecz zapłacił 25 tys. dolarów za wymianę wadliwego komponentu.

Tanie środki smarne z czasem więc kosztują znacznie więcej. Tymczasem zastosowanie olejów wysokiej jakości pozwala zaoszczędzić dzięki rzadszym wymianom, mniejszym wydatkom na czynności serwisowe i niższym rachunkom za energię.

Trzy rodzaje środków smarnych

Jakość oleju jest kluczowym parametrem z punktu widzenia żywotności kompresora. Dobry jakościowo olej sprawi, że wirnik sprężarki będzie pracował z nominalnymi osiągami w pełnym zakresie temperatur pracy, korzystnie wpływając na trwałość jednostki.

Podczas wyboru oleju odpowiedniego do danej aplikacji należy uwzględnić takie czynniki, jak właściwości oleju, ochrona przed korozją i zalecana częstotliwość wymiany.

Poniżej przedstawiono trzy grupy jakościowe olejów, które mogą być wykorzystane w celu wydłużenia żywotności układu smarowania i samego modułu sprężającego.

Olej standardowy

Typowy olej syntetyczny o standardowej jakości cechuje się trwałością równą 2 lata lub 8 tys. godzin. Wymaga o 50% rzadszej wymiany niż oleje mineralne i oleje na bazie PAO. Dzięki wysokiemu współczynnikowi przewodzenia ciepła zapewnia lepszą pracę kompresora i właściwe temperatury robocze. 

Olej o podwyższonej trwałości

Takie oleje zachowują swoje właściwości przez 16 tys. godzin pracy lub 3 lata. Są opracowane na potrzeby wymagających, wieloczynnościowych operacji. Taki olej wymaga rzadszych wymian, co pozwala ograniczyć wydatki związane z koniecznością jego wymiany i utylizacji. Oleje o podwyższonej trwałości zapobiegają tworzeniu się osadów na częściach smarowanych. Osady takie powodują przedwczesne zużycie i wymagają dodatkowych czynności serwisowych.

Kolejną zaletą jest lepsza zdolność do odprowadzania ciepła. Kompresor jest chroniony i pracuje bardziej wydajnie, nawet przy wysokich temperaturach otoczenia. Oleje te są też bardzo wydajne, mają dodatki przeciwkorozyjne i przeciwutleniające. Oleje o podwyższonej trwałości cechują się punktem zapłonu o wartości ≥262°C i temperaturą krzepnięcia równą 30°C.

Oleje przeznaczone do maszyn mających kontakt z żywnością

Obawy i wymagania dotyczące kwestii bezpieczeństwa żywności jeszcze nigdy nie były tak wysokie, a regulacje przemysłowe tak surowe. Branża przetwórstwa żywności i przemysł farmaceutyczny używają różnego rodzaju olejów w klasach od H1 do H3, w zależności od rodzaju kontaktu środka smarnego z produktem.

Oleje przeznaczone do tych zastosowań mogą pracować we wszystkich aplikacjach sprężarek śrubowych, do których zalecany jest olej z certyfikatem USDA/NSF.

Oleje dla branży spożywczej osiągają trwałość 6 tys. godzin pracy, w zależności od zastosowania i warunków pracy. Zapobiegają pienieniu, powstawaniu osadu i neutralizują kwasy powodujące korozję. Olej przeznaczony dla branży spożywczej powinien się cechować punktem zapłonu o wartości przynajmniej 262°C i temperaturą krzepnięcia równą 30°C.

Podsumowanie

Użycie oleju o gorszych parametrach stwarza ryzyko uszkodzenia sprężarki i zatrzymania produkcji. Szkody spowodowane tymi zdarzeniami znacznie przekroczą potencjalne oszczędności wynikające z zastosowania tańszego oleju. Najlepszą inwestycją w wydajną i długotrwałą bezawaryjną pracę sprężarek jest zastosowanie olejów wyższej jakości.

Autor: David Gonzalez jest zatrudniony na stanowisku Channel Program Managera w firmie Ingersoll Rand.

Tekst pochodzi ze specjalnego wydania “Smary i Oleje 2017/18“. Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Targi branżowych specjalistów – podsumowanie EUROTOOL®
Co stanowi o sile Międzynarodowych Targów Obrabiarek, Narzędzi i Urządzeń do Obróbki Materiałów EUROTOOL®? Międzynarodowy skład Wystawców, nowoczesna przestrzeń wystawiennicza, branżowi Zwiedzający,... więcej »
Kondycjonowanie wody w układach kotłowych – jakie są problemy z wodą grzewczą?
Większość problemów z utrzymaniem układów grzewczych w dobrym stanie wiąże się ze złą jakością wody, którą wypełniana jest instalacja. Problemy te dzielą się na dwa zasadnicze typy: nadmierna ilość... więcej »
Jak stosować procedury LOTO?
Systemy LOTO chronią osoby wykonujące prace przy maszynie przed niechcianą manipulacją źródłem energii oraz uniemożliwiają jej włączenie, dopóki prace nie zostaną zakończone. Jakie są niezbędne kroki... więcej »
INDUSTRYmeeting 2018 – wraz z wiosną do Expo Silesia w Sosnowcu przybędą innowacyjne rozwiązania przemysłowe
Targi Technologii Przemysłowych INDUSTRYmeeting, organizowane w dniach 20-21 lutego 2018 roku, to nowa odsłona targów przemysłowych organizowanych na wiosnę w Centrum Targowo-Konferencyjnym Expo... więcej »
Zlikwidowanie zmian czasu ma sens, ale na razie będzie po staremu
Przeważająca część argumentów podnoszonych w dyskusji rozgorzałej, gdy cofnęliśmy ostatnio wskazówki zegarów, przemawia na korzyść jednego, całorocznego czasu. Niestety, z jego wprowadzenia... więcej »
Wykorzystanie funkcji diagnostycznych do zwiększania bezpieczeństwa systemu
Niektóre funkcje diagnostyczne są wbudowane we współczesne, inteligentne przyrządy pomiarowe, podczas gdy inne projektuje się jako przewidziane do włączenia w proces technologiczny. Efektywność... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Konferencja SAFETY AUTOMATION
2017-12-12 - 2017-12-13
Miejsce: Kielce
INDUSTRYmeeting 2018
2018-02-20 - 2018-02-21
Miejsce: Sosnowiec
Forum Wentylacja-Salon Klimatyzacja
2018-02-27 - 2018-02-28
Miejsce: Warszawa
ENEX - Międzynarodowe Targi Energetyki i Elektrotechniki
2018-02-28 - 2018-03-01
Miejsce: Kielce
AUTOMATICON Międzynarodowe Targi Automatyki i Pomiarów
2018-03-20 - 2018-03-23
Miejsce: Warszawa

Katalog

Tech Solutions sp. z o.o.
Tech Solutions sp. z o.o.
Wersalska 47/75
91-212 Łódź
tel. 42 6403050

Mechanical-Project
Mechanical-Project
Robotnicza 7/8
71-712 Szczecin
tel. 504-455-268

Mobile Blast Cleaning
Mobile Blast Cleaning
Mazurska 42/6
70-424 Szczecin
tel. 691-691-097

zobacz wszystkie




SONDA

Czy inwestycje na rzecz energooszczędności się opłacają?

Oddanych głosów: 16

50% 50 %
tak 8 głos(ów)

31.3% 31.3 %
nie 5 głos(ów)

18.8% 18.8 %
nie potrafię wyliczyć 3 głos(ów)


Wydania specjalne

O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce