Właściwa gospodarka olejami w zakładzie to zarówno bezpośrednie oszczędności, jak i wydłużenie żywotności smarowanych maszyn i urządzeń. Skutki mniejszych i większych błędów popełnianych w tym zakresie najczęściej nie są od razu widoczne.
Nowoczesne środki smarne i płyny hydrauliczne znacznie odbiegają składem od stosowanych nawet kilka lat temu. Wymagania stawiane producentom maszyn i urządzeń w zakresie wydajności wymuszają stosowanie takich materiałów i rozwiązań konstrukcyjnych, by możliwa była praca przy znacznie większych obciążeniach. Przekłada się to na wymagania w stosunku do używanych środków smarnych i płynów hydraulicznych. Na przykład systemy hydrauliczne, od których wymaga się coraz większej szczelności przy pracy z coraz wyższymi ciśnieniami. Tolerancje wykonania elementów takiego systemu muszą być odpowiednio małe. Dlatego też na przykład filtry zgrubne, stosowane jeszcze w wielu układach, już nie spełniają swej roli, bo przepuszczają za dużo cząstek powodujących uszkodzenie elementów układów hydraulicznych. Należy zwrócić tu uwagę, że filtry grube nie przerywają łańcucha ścierania, nie eliminując cząstek powodujących ścieranie i powstających w trakcie procesu abrazji. Przy dokładnych pasowaniach cząsteczki większe od 3 μm wnikają w szczeliny pomiędzy pracującymi elementami, powodując uszkadzanie powierzchni. Dlatego też obecnie rozwiązaniem może być tylko stosowanie tzw. filtrów absolutnych. Te uwagi dotyczą dziś nie tylko systemów hydraulicznych. Według specjalistów nadal często są stosowane filtry mechaniczne o porowatości <5 µm, co powoduje przyspieszenie degradacji oleju.
Różnorodność smarowanych urządzeń wymaga stosowania różnych środków smarnych. Dostosowanie użytkowanego oleju do konkretnego rozwiązania jest dziś koniecznością. Na pewno nie można sobie pozwalać, by – upraszczając zaopatrzenie w środki smarne, rezygnować z ich dokładnego doboru do zastosowania. Na przykład w przypadku sprzęgieł hydrokinetycznych i bezstopniowych przekładni przemysłowych należy zwrócić uwagę, że stosowane w nich oleje poza właściwościami typowymi dla olejów przekładniowych powinny odznaczać się dobrymi właściwościami myjącymi. Powinny one też być kompatybilne z wykorzystywanymi w danym sprzęgle elastomerami uszczelniającymi. Również nie należy wymieniać smarów plastycznych na oleje, bo konstrukcja przewidująca inny środek smarny może nie zabezpieczać przed wyciekami oleju i w ostateczności prowadzić do uszkodzenia sprzęgła.
Oleje stosowane w przekładniach przemysłowych mogą być produkowane na bazie mineralnej, syntetycznej węglowodorowej lub też poliglikolowej (PAO i PAG na bazach syntetycznych polialfaolefin oraz poliglikoli), a w zależności od przewidywanych warunków pracy producenci dodają do nich wiele różnych dodatków: przeciwzużyciowe (AW), przeciwzatarciowe (EP), modyfikatory tarcia, inhibitory utlenienia, przeciwrdzewne i przeciwkorozyjne, depresatory, dyspergatory i środki przeciwpienne. W olejach przeznaczonych do przekładni dużej mocy stosuje się też substancje stałe, takie jak: grafit, disiarczek molibdenu, teflon itp. Choć zawartość tych dodatków to zaledwie 2 do 4%, to ich znaczenie dla parametrów oleju jest duże. W czasie pracy oleju mogą zachodzić również zmiany w zastosowanych dodatkach. Ostatnio coraz częściej mówi się o metodzie przedłużania żywotności oleju polegającej na strategii „odpuszczania i napełniania” w celu zapewnienia w oleju właściwej zawartości środków uszlachetniających. Stosuje się też metodę uzupełniania tymi środkami pracującego oleju. Trzeba tu jednak dodać, że choć teoretycznie jest to bardzo dobry sposób na oszczędności związane z wymianą oleju, to wymaga on zarówno inwestycji w dokładne chemiczne badanie oleju, jak i specjalistycznej wiedzy. Niestety nie ma jeszcze cudownego sposobu na wydłużanie czasu eksploatacji olejów smarnych, choć działania w tym względzie są stale podejmowane, również pod presją negatywnego wpływu przepracowanych olejów na środowisko naturalne i stałego wzrostu kosztów ich utylizacji.
Rozwiązaniem na dziś jest na pewno stałe monitorowanie stanu środka smarnego, w tym również stosowanych w nim dodatków. Warto rozważyć pod względem ekonomicznym wprowadzenie systemu stałej kontroli, aby przynajmniej optymalizować okresy pracy i wymiany oleju. Na pewno nie warto ryzykować oszczędzania na środkach smarnych, mając na uwadze koszty przestojów i napraw specjalistycznych maszyn i urządzeń.
Popełniamy błędy
Wiele błędów związanych ze smarowaniem wynika z braku wiedzy osób bezpośrednio obsługujących urządzenie. Brak zapisanej specyfikacji smarowania dla każdego urządzenia jest źródłem kłopotów w trakcie jego eksploatacji. Popełnia się je też na etapie projektowania i zamawiania systemu smarowania, jeśli taki jest stosowany, nie podając dostawcy informacji, czego się od systemu oczekuje (np. konieczności instalacji czujników ciśnienia oraz sposobu informacji operatora o awarii układu smarowania). Brakuje też szkoleń pracowników związanych z procedurami i praktyką smarowania.
Janusz Toman z firmy EKSPERT, mającej w swojej ofercie produkty KLEENTEK, za najczęściej popełniane błędy przy wyborze oleju oraz w dalszej eksploatacji uważa stosowanie oleju o parametrach niezgodnych z zaleceniami producenta zawartymi w DTR maszyny. Dotyczy to np. podstawowego parametru, jakim jest lepkość oleju (np. zastosowanie oleju o wyższej lepkości niż zalecana, co ma zapobiegać wyciekom). Jednak równocześnie rośnie opór, spada prędkość pracy maszyny i rośnie temperatura robocza, co przyspiesza procesy starzeniowe. Toman zwraca również uwagę na zalewanie zbiorników olejowych maszyn bezpośrednio z opakowania (kanistra, beczki lub kontenera) bez zastosowania systemu filtrującego. Producenci olejów deklarują, że dostarczane przez nich oleje mają czystość na poziomie klasy 8 według NAS1638. W praktyce dobrze jest, jeżeli olej ma klasę 10–11. Tymczasem maszyny, w których zabudowane są precyzyjne elementy sterowania (zawory proporcjonalne, serwozawory, rozdzielacze itp.) wymagają, aby olej miał klasę czystości na poziomie ≤7 wg NAS1638, dlatego do zalewania zbiorników oraz do wykonywania dolewek należy bezwzględnie używać urządzeń pompująco-filtrujących zabudowanych filtrami o porowatości 5 µm w wypadku filtrów świecowych lub 1 µm w wypadku filtrów workowych. To bardzo ważna uwaga, niestety nie zawsze użytkownicy mają tego świadomość.
Niestety często wiele awarii wynika wyłącznie z braku monitoringu. Można by ich uniknąć, badając systematyczne jakość środka smarnego. Nowoczesne środki smarne, w tym oleje, są podatne na działanie różnych czynników już na etapie przechowywania. Należy pamiętać, że mają one w wielu przypadkach stosunkowo krótkie okresy przydatności do użycia. Niewłaściwe przechowywanie zapasów olejów to brak zabezpieczenia przed wilgocią i zanieczyszczeniami. Jak mówi Janusz Toman, nie zawsze są na przechowywanych opakowaniach czytelne opisy olejów. Również zwraca uwagę na stosowanie niczym nieuzasadnionego, szerokiego asortymentu olejów, od wielu różnych producentów i dostawców. Dlatego też powszechne jest mieszanie olejów o różnych parametrach w zbiorniku jednej maszyny jako wynik braku wyraźnych opisów na opakowaniach i informacji o typie zastosowanego oleju przy otworze wlewowym zbiornika, wszystko to w połączeniu z niefrasobliwością obsługi.
Czy warto regenerować?
Jak mówi Andrzej Dudek z firmy TOP OIL (firma serwisowo-konsultingowo-doradcza, specjalizująca się w problematyce środków smarowych), błędem jest samo pytanie „kiedy filtrować olej, a kiedy wymieniać?”. Jest to pytanie o „sposób leczenia”, a nie o profilaktykę. Niestety jego zdaniem 99% użytkowników ukierunkowuje się na leczenie, a nie na profilaktykę.
– Czasami olej po prostu nie nadaje się do regeneracji, bo zaszły w nim nieodwracalne reakcje chemiczne – mówi Janusz Toman. Przed decyzją o regeneracji oleju należy przeprowadzić analizy olejowe, których wyniki pokażą, czy przywrócenie właściwości eksploatacyjnych oleju jest możliwe. Również po przeprowadzeniu regeneracji koniecznie należy powtórzyć badania oleju dla sprawdzenia osiągniętego efektu. Warto też zwrócić uwagę na to, że sama wymiana oleju w maszynie wcale nie rozwiązuje problemów z pracą układu hydraulicznego, za to pozbawia użytkownika źródła istotnych informacji o stanie maszyny. Nowy olej i tak po kilkudniowej eksploatacji zostaje zanieczyszczony wypłukanymi z wnętrza maszyny osadami i jego stan niewiele się różni od tego właśnie usuniętego. Zapomina się o zasadzie, że sprawność maszyny jest taka, jaka jest sprawność jej najsłabszego elementu. W układzie hydraulicznym najsłabszym i najbardziej delikatnym elementem jest olej, ale jego pielęgnacja jest najczęściej zaniedbywaną procedurą.
Czyszczenie oleju
Starając się przedłużyć użytkowanie olejów, trzeba mieć zawsze na uwadze, że nowoczesne środki smarne trudno jest w pełnym zakresie „regenerować” w prosty sposób. Na rynku wiele firm świadczy usługi oczyszczania olejów przemysłowych. Można również skorzystać z wyspecjalizowanych urządzeń służących do tego celu.
Warto zainteresować się prostymi metodami do oceny zużycia oleju, takimi jak na przykład Klüber Summit T.A.N.-Kit, opracowany do szybkiego określania stanu olejów sprężarkowych na miejscu. Jest nim określana liczba neutralizacji oleju, która świadczy o jego starzeniu się. Może on być stosowany w przypadku wszystkich powszechnie stosowanych olejów sprężarkowych na bazie oleju mineralnego lub oleju syntetycznego i mierzy liczbę neutralizacji w zakresie od 0 do 2 mg KOH/g oleju. Nie nadaje się jednak do olejów, które już wykazują liczbę neutralizacji oleju świeżego wynoszącą >2,0 mg KOH/g oleju.
MAHLE oferuje mobilne zestawy serwisowe, z przenośnym licznikiem cząstek na przykład MAHLE PiC 9100, do filtrowania, szybkiej analizy i pomiaru zanieczyszczenia płynu hydraulicznego zgodnie z normami ISO 11171:1999, ISO 4406:1999 i NAS 1638.
Na rynku wiele firm oferuje różny zakres usług związanych z serwisem olejowym, od badań laboratoryjnych olejów do pełnej obsługi w zakresie smarowania i doboru środków smarnych. Przykładem jest katowicka firma PROFIT, która oferuje prowadzenie gospodarki smarowej, w tym: stały nadzór nad systemami napędu, sterowania hydraulicznego, usuwanie awarii, napełnianie, opróżnianie, płukanie instalacji smarnej, filtracja oleju do żądanej klasy czystości. W ofercie jest też odwadnianie układów olejowych do pożądanej procentowej zawartości wody czy wypożyczanie lub dzierżawa urządzeń filtracyjnych, odwadniających, o różnej wydajności.
Platinum Oil Wielkopolskie Centrum Dystrybucji to oferta monitoringu i analiz środków smarnych eksploatowanych w zakładzie, ocena przydatności eksploatacyjnej stosowanych środków smarnych oraz usługi serwisowe, takie jak: wymiana, uzupełnianie środków smarowniczych, pielęgnacja układów olejowych, czyszczenie instalacji i urządzeń.
Tego typu serwis oferuje też Lotos Oil, stanowiący integralną część i wartość dodaną oferowaną w kompleksowej sprzedaży środków smarnych firmy. Serwis olejowy Lotos Oil obejmuje: doradztwo (konsulting) między innymi w zakresie doboru i stosowania zamienników, organizację dostaw, napełnianie maszyn, w tym z poprawnym przygotowaniem maszyny do napełnienia i napełnienie spełniające wymogi utrzymania odpowiedniej klasy czystości. Serwis olejowy Lotos Oil wykonuje też analizy olejowe i ma także laboratorium analiz wibracyjnych o doświadczeniu w diagnostyce wibracyjnej urządzeń. Jest też oferta audytu olejowego i szkoleń. Przedstawione powyżej to tylko przykłady ofert dostępnych na naszym rynku.
Firma EKSPERT proponuje technologie elektrostatycznego oczyszczania olejów przemysłowych. Różni się ona od innych metod tym, że usuwa wszelkie zanieczyszczenia, bez względu na rodzaj (twarde, miękkie – w tym produkty starzenia się oleju, woda) i wielkość (<1μm), ale cechuje się również niskimi kosztami stosowania. Jak podaje firma, wdrożenie elektrostatycznej metody oczyszczania olejów powoduje obniżenie kosztów utrzymania ruchu na przykład układów hydraulicznych o ponad 50%. Model urządzenia jest indywidualnie dobierany do potrzeb, firma świadczy również usługi oczyszczania olejów technologią elektrostatyczną. Skuteczność oczyszczania jest potwierdzana przez przeprowadzenie prób czystości przed i po oczyszczaniu.
Monitoringiem olejów, a także związaną z tym oceną stanu maszyn zajmują się także inne firmy. Zaawansowany technicznie serwis olejowy firmy ExxonMobil polega na pobraniu reprezentacyjnej próbki oleju, przebadaniu w certyfikowanym i wiarygodnym laboratorium oraz przesłaniu raportu zawierającego informację wraz z interpretacją wyników badań na temat stanu zużycia oleju i urządzenia (silników, maszyn, przekładni). Podobną usługę, nazwaną Power Sernice, oferuje ORLEN OIL. W jej skład wchodzi m.in. monitoring olejów.
Z kolei firma Total nazwała podobną usługę ANAC – analizy olejowe. Ponadto Total oferuje TIG XP5 Lubrication Data Processing – oprogramowanie, które zapewnia optymalne działanie maszyn i urządzeń, dzięki odpowiedniemu planowaniu i regularnemu monitorowaniu środków smarnych i przeglądów remontowych.
Także firma Ecol oferuje serwis analityczny środków smarnych. Firma zapewnia pełną obsługę w tym zakresie – od doradztwa do poboru próbek i dostarczenia ich do laboratorium. Oferta obejmuje zestawy badań dla wszelkich grup olejów, smarów i typów urządzeń, w tym:
- badanie parametrów fizykochemicznych olejów i smarów świeżych oraz eksploatowanych,
- badanie zanieczyszczeń znajdujących się w eksploatowanych olejach i smarach,
- diagnozowanie stanu i żywotności oleju,
- wykrywanie początków zużycia i diagnozowanie stanu technicznego maszyn i urządzeń,
- formułowanie wniosków i zaleceń umożliwiających przeciwdziałanie degradacji olejów oraz maszyn i urządzeń.
Program smarowania
Jak się okazuje, w zakładzie produkcyjnym najlepsze efekty przynosi dobrze zorganizowany program smarowania, poczynając od rozpoznania potrzeb poprzez dobór i sposób aplikacji środków smarnych, analizę olejów i płynów. Wchodzi w to identyfikacja wyposażenia i części wymagających smarowania, w tym położenie każdej maszyny, model, numer seryjny, funkcje, dane producenta, instrukcje obsługi i ograniczenia. Tu też warto zebrać dokładniejsze dane dla każdego podzespołu urządzenia (silniki napędowe, koła zębate, sprzęgła i łożyska). Już samo zgromadzenie informacji o zaleceniach dla każdej maszyny będzie podstawą do uniknięcia wielu błędów. Kolejnym elementem powinno być ustalenie harmonogramów dla każdego punktu smarowania, w tym częstotliwości, ilości zastosowanego środka smarującego oraz harmonogramu pobierania próbek do badań laboratoryjnych. Powinno się też określić zasady oględzin urządzeń i ich komponentów w zakresie oceny wycieków, nadmiernego hałasu, wysokiej temperatury, wibracji itp. Tylko takie systematyczne podejście pozwoli na osiągnięcie w zakresie smarowania znaczącej poprawy w zakładzie.
Warto zwracać uwagę, jakie normy spełniają zarówno środki smarne (oleje), jak też usługi z nimi związane, choćby badania laboratoryjne itp. W praktyce do doboru olejów do przekładni przemysłowych stosuje się najczęściej klasyfikację ISO 6743-99:2002.
Dla zapewnienia sprawnego działania i długiej żywotności maszyn i urządzeń wystarczy dopilnować, by były zawsze poprawnie remontowane i właściwie zmontowane. Należy czyścić układy olejowe oraz stosować właściwy środek smarny. Zachować czystość zarówno smarowanych elementów, jak i stosowanego środka smarnego. Dobrze też, gdy olej i smarowane elementy mają stosunkowo niską temperaturę, o ile to możliwe. Należy dbać, by olej smarujący był suchy (nie zawierał wody). Zanieczyszczenie wodą prowadzi do zmniejszenia lepkości, ogranicza możliwość filtracji, zmniejsza zdolności smarne oraz przyspiesza tworzenie rdzy i wzrost liczby bakterii, zwiększa utlenianie. Jest to powodem skracania okresu żywotności zarówno maszyn, jak i samego oleju. Jak podaje firma C.C.JENSEN, rozwiązaniem może być na przykład wykorzystanie Desorberów CJC D40 zaprojektowanych do usuwania wody z oleju z zastosowaniem opatentowanej zasady desorpcji. Proces desorpcji wykorzystuje zjawisko polegające na tym, że podgrzane powietrze jest w stanie efektywnie zatrzymywać duże ilości wody. W desorberze olej podgrzany do 60–80 °C (w zależności od indywidualnych wymagań) styka się w przeciwprądzie ze strumieniem zimnego, suchego powietrza. Powietrze podgrzane bardzo szybko przez gorący olej pochłania każdą ilość zawartej w oleju wody, aż do momentu osiągnięcia stanu nasycenia. Desorber może oczyścić olej z wody do poziomu <200 ppm, usuwając 8 litrów wody na godzinę, w zależności od typu oleju.
Autor: Bohdan Szafrański
