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.
