Během posledních desetiletí se sledování životnosti průmyslových maziv provádělo dobře zavedenými testy, které poskytovaly včasné varování před problémy, tak aby měl uživatel dostatek času, aby byla přijata proaktivní opatření ještě před negativním dopadem na spolehlivost zařízení.
Během posledních desetiletí se sledování životnosti průmyslových maziv provádělo dobře zavedenými testy, které poskytovaly včasné varování před problémy, tak aby měl uživatel dostatek času, aby byla přijata proaktivní opatření ještě před negativním dopadem na spolehlivost zařízení.
V posledním desetiletí však došlo k dramatickým změnám. Moderní oleje jsou formulovány jinak než jejich předchůdci z nedávné minulosti - postupně se při výrobě maziv používají základové oleje Group II (a vyšší) v kombinaci s chemicky složitějšími antioxidanty. Mnoho uživatelů spoléhajících se na desítky let staré tradiční analytické postupy tak zůstává nepřipravených, protože tyto testy již nejsou prediktivní nástroj jako kdysi.
Mnoho dnešních mazacích olejů je značně odlišných od těch používaných
v předchozích desetiletích. Hlavní faktory ovlivňující změny ve
formulacích olejů byly zvyšující se nároky na maziva např. od výrobců
strojů a zařízení, modernizované technologie výroby olejů z ropy, snaha
přeformulovat mazací oleje pro zvýšení hodnoty oleje vůči zákazníkovi a
omezení dopadů výroby a likvidace olejů na životní prostředí.
Obecně
přechod od olejů Group I na oleje Group II a III olejů proběhl v
kombinaci s významnými změnami chemického složení. Zmíněné nové generace
olejů degradují odlišně než tradiční formulovaná maziva. Nelineární
degradace většiny moderních maziv souvisí s výběrem antioxidantů a také s
oxidační stabilitou základových olejů Group II a III. Základové oleje
Group II a III mají přirozeně horší oxidační stabilitu než oleje Group I
a pokud dojde k vyčerpání antioxidantů, degradují velice rychle. V
důsledku toho většina standardních olejových analýz neposkytuje žádné
varování o tom, kdy začne olej degradovat a vytvářet úsady.
Místo toho, aby degradace probíhala lineárně a předvídatelným způsobem, mnoho z moderních maziv má delší životnost a výkonnost, ale rychle selhává na konci své životnosti, jak je znázorněno na obr. 1.
Dvě klíčové zkoušky pro sledování kondice olejů - RULER a MPC
Laboratorní analýza oleje byla, je a bude základním nástrojem pro
odhalení počínajícího selhávání maziva. Tradiční soubor laboratorních
zkoušek olejů však nedostatečně informuje o počínající degradaci olejů
vyrobených ze základových olejů Group II a III, a vůbec neposkytují
informaci o tendenci oleje tvořit úsady v olejovém systému.
Stanovení množství antioxidantů - zkouška RULER (voltametrie)
Bylo
prokázáno, že přímé monitorování jednotlivých antioxidantů je velmi
dobrá prediktivní metoda pro sledování úbytku antioxidantů a poskytuje
hlubší pochopení toho, jak oleje degradují. FTIR analýza je řadu let
užitečným nástrojem ke sledování degradace olejů, včetně některých
antioxidantů. RULER (ASTM D6971, D7590, D6810, D7525) je speciálně
navržen tak, aby sledoval jednotlivé antioxidanty a na rozdíl od FTIR
tato zkouška není ovlivněna jinými chemickými sloučeninami. RULER
identifikuje typ antioxidantů v oleji a porovnáním výsledků s novým
olejem umožňuje určit, kolik antioxidantů bylo vyčerpáno. Příklad
výsledků z RULERu lze vidět níže.
Stanovení potenciálu k tvorbě úsad - MPC
Jakmile se
spustí degradace antioxidantů v mazivu, první fyzický dopad na mazivo je
produkce velmi malých sub-mikronových nečistot. Tyto částečky nečistot
se mohou skládat z produktů degradace základových olejů, ale v
počátečních fázích vývoje se častěji skládají z degradovaných
antioxidantů. Zkouška, která se ukázala jako nejslibnější při
prokazovaní přítomnosti produktů degradace, se označuje jako Membrane
Patch Colorimetry (MPC).
Jedná se o relativně jednoduchou a
přímočarou zkoušku. Padesát mililitrů vzorku oleje se smíchá se stejným
množstvím rozpouštědla a filtruje se přes laboratorní membránu s póry o
velikosti 0,45 µm. Kolorimetr vyhodnocuje zbarvení membrány způsobené
zachycenými nerozpustnými nečistotami a produkty degradace. Čím vyšší je
změřená hodnota ΔE kolorimetrem, tím vyšší je znečištění oleje a tím
vyšší je i zároveň potenciál k tvorbě úsad v olejovém systému (neboli
Varnish Potential). Pro tento postup od prosince 2012 platí mezinárodní
norma ASTM D7843. Podle naměřené hodnoty je možné snadno zařadit stav
oleje do skupin
Závěr
RULER identifikuje vyčerpání antioxidantů a poskytuje kritickou
informaci, kdy olej začne exponenciálně degradovat. MPC měří tvorbu
těchto degradačních produktů a umožňuje uživatelům odhadnout, kdy se
začnou usazovat v mazacím systému. Tyto dva testy jsou vhodné nástroje
pro predikci vzniku usazenin u moderních maziv.
Na obrázku 3 je možné
vidět, jak tradiční analytické metody (4x ročně - viskozita, č.
kyselosti, obsah vody a obsah prvků, barva, kód čistoty) neodhalily
vznik úsad v olejovém systému. Uživatel byl dlouhé roky přesvědčen, že
je vše v pořádku a proto ani nepečoval o olej způsobem, který by zamezil
vzniku těchto úsad nebo je ze systému odstranil.
Průmyslové oleje prošly dramatickou transformací v posledním
desetiletí. Novější chemické složení poskytuje vyšší výkonnost oproti
výkonu maziv v nedávné minulosti, ale změnil se také soubor pravidel pro
jejich údržbu.
Testy jako RPVOT, číslo kyselosti a viskozita nyní
poskytují jen malou hodnotu při detekci počínající degradace maziva.
Většina z těchto moderních maziv nedegraduje lineárně, ale mají
potenciál k rychlému selhání ke konci své životnosti. Doporučené zkoušky
pro monitorování moderních olejů jsou RULER - měření obsahu
antioxidantů a MPC - kolorimetrie membrán, které měří tvorbu měkkého
znečištění. Testy kompatibility olejů a zkouška odlučivosti vody jsou
také důležité testy v závislosti na aplikaci a situaci.
Tradiční
analytické metody nezatracujeme, ale doporučujeme doplnit o výše uvedené
metody, které poskytují klíčovou informaci o degradaci moderních olejů a
tvorbě úsad v olejových systémech.
Vladimír Nováček - ALS Czech Republic, Praha
Jan Novák - Intribo, Praha, novak@intribo.com
Tento článek byl zvěřejněn se souhlasem časopisu http://www.tribotechnika.sk