Inzicht in olieanalyse (tribologie)
Olieanalyse (vaak ondergebracht in het bredere vakgebied van de tribologie) is een proactieve conditiebewaking een techniek waarmee de fysische eigenschappen van een smeermiddel, de daarin zwevende verontreinigingen en de slijtagedeeltjes die het bevat, worden onderzocht. Er wordt een klein, representatief monster uit een machine genomen en naar een laboratorium gestuurd, waar een reeks tests wordt uitgevoerd en een gedetailleerd rapport wordt opgesteld over de toestand van zowel de olie als de apparatuur die deze smeert. Aangezien het een niet-invasieve methode betreft waarbij geen demontage nodig is, is het een schoolvoorbeeld van niet-destructief onderzoek gebruikt voor onderhoud.
1. Definitie: Wat is olieanalyse?
Het uitgangspunt is dat de olie het “levensbloed” van de machine is. Net zoals een bloedonderzoek veel zegt over de gezondheid van een mens, kan een olieanalyserapport al in een zeer vroeg stadium waarschuwen voor opkomende mechanische storingen en verontreinigingsproblemen — vaak weken of maanden voordat deze op andere manieren aan het licht zouden komen.
Olieanalyse is een zeer complementaire aanvulling op trillingsanalyse. Elke technologie kan de bevindingen van de andere bevestigen en problemen opsporen die de andere wellicht over het hoofd ziet: trillingen duiden vaak op een storing zodra een onderdeel begint te vervormen of schokken te geven, terwijl olieanalyse de slijtage kan detecteren die daaraan voorafgaat. Wanneer ze samen worden gebruikt binnen een voorspellend onderhoud programma geven ze een veel vollediger beeld van slijtage en de staat van de machine dan elk afzonderlijk.
2. De drie pijlers van olieanalyse
Een uitgebreid olieanalyserapport behandelt doorgaans drie verschillende aspecten.
a) Vloeistofeigenschappen (oliegezondheid)
In dit deel wordt het smeermiddel zelf beoordeeld om te bepalen of het nog geschikt is voor gebruik. De belangrijkste tests zijn onder meer:
- Viscositeit: de allerbelangrijkste eigenschap van een smeermiddel. Een verandering in viscositeit kan wijzen op aantasting van de olie, verontreiniging met een verkeerde soort of verdunning door brandstof. De viscositeit is temperatuurafhankelijk, dus de resultaten worden uitgedrukt bij een standaardtemperatuur.
- Zuurgetal (AN) / Basegetal (BN): AN meet de zure bijproducten van oxidatie; BN meet de reservealkaliteit in motoroliën die deze zuren neutraliseert. Samen helpen ze bij het schatten van de resterende gebruiksduur of the oil.
- Oxidatie en nitratie: gemeten met behulp van infraroodspectroscopie, geven deze een beeld van de chemische afbraak van de olie als gevolg van hitte en blootstelling aan lucht.
b) Verontreiniging (verontreinigingsanalyse)
In dit hoofdstuk worden schadelijke verontreinigingen beschreven die slijtage versnellen en de kwaliteit van de olie aantasten.
- Deeltjestelling: de algehele zuiverheid van de olie, gerapporteerd volgens de zuiverheidscodes van ISO 4406. Een hoog deeltjesgehalte is een belangrijke oorzaak van slijtage door schuring, en het resultaat kan worden vergeleken met de streefwaarden aan de hand van een Hulpmiddel voor de reinheid van hydraulische olie (ISO 4406).
- Watergehalte: water is een zeer schadelijke verontreiniging die roestvorming bevordert, corrosie en olieafbraak; dit wordt doorgaans uitgedrukt in delen per miljoen (ppm).
- Silicium (vuil): De aanwezigheid van silicium is een duidelijke aanwijzing voor het binnendringen van vuil of zand, vaak via een lek seal of een slechte luchtfiltering.
- Koelvloeistof / glycol: elementen zoals natrium en kalium kunnen wijzen op een koelvloeistoflek in de olie — een zeer ernstige situatie die onmiddellijke maatregelen vereist.
c) Analyse van slijtageresten (machinegezondheid)
Dit is het krachtigste onderdeel van de analyse voor voorspellend onderhoud. Het identificeert en kwantificeert de microscopisch kleine metaaldeeltjes die afkomstig zijn van de slijtage van interne onderdelen.
- Elementenspectroscopie (ICP of XRF): meet de concentratie (in ppm) van verschillende metaalelementen. Elk element verwijst naar een specifiek bestanddeel:
- IJzer (Fe): slijtage van tandwielen, assen of behuizingen.
- Koper (Cu): slijtage van bronzen kooien, bussen of messing koelelementen.
- Chroom (Cr): slijtage van zuigerveren of rollagers.
- Lood (Pb) & tin (Sn): wear of glijlagers.
Door trending Als deze slijtage- en metaalconcentraties in de loop van de tijd worden gevolgd, kan een plotselinge stijging een zeer vroege waarschuwing zijn dat een onderdeel defect begint te raken — vaak lang voordat de schade op andere manieren kan worden vastgesteld. Conventionele spectroscopie is het meest gevoelig voor fijne deeltjes (kleiner dan ongeveer 5–8 µm); grotere deeltjes afkomstig van vergevorderde afbrokkeling worden beter gedetecteerd door aanvullende tests zoals ferrografie of deeltjeskwantificatie-indexen. Daarom worden in een volledig programma de elementaire trend en de deeltjesgegevens naast elkaar geanalyseerd.
3. Het rapport in combinatie met trillingsgegevens lezen
De werkelijke diagnostische waarde komt pas tot uiting wanneer de olieresultaten worden vergeleken met het trillingspatroon van de machine. Een stijgende ijzerwaarde in combinatie met toenemende lagerfoutfrequenties in the spectrum is een sterke, bevestigde aanwijzing voor lagerproblemen; een stijgende koperspiegel zonder verandering in de trillingen kan daarentegen wijzen op corrosie van een bronzen onderdeel. In de praktijk is deze kruiscontrole eenvoudig: wanneer een oliemonster slijtage aangeeft, kan een draagbare tweekanaals trillingsanalysator zoals de Balanset-1A kan naar dezelfde machine worden gebracht om na te gaan of de slijtage een balansprobleem veroorzaakt — en, als blijkt dat de belangrijkste oorzaak onbalans, corrigeer het ter plekke. Zorg voor een duidelijke basislijn voor een goed functionerende machine is hoe dan ook essentieel, want olieanalyse is in wezen een technologie die zich richt op trends — de absolute waarden zijn minder belangrijk dan de snelheid waarmee ze veranderen.
4. Het belang van een goede bemonstering
De waarde van olieanalyse hangt volledig af van het verkrijgen van een schoon, representatief monster. Monsters moeten worden afgenomen uit een actieve olieleiding terwijl de machine draait, op een punt vóór eventuele filters, waarbij telkens dezelfde techniek en een schone aansluiting worden gebruikt. Zo wordt gewaarborgd dat het monster de werkelijke toestand weergeeft van de olie die daadwerkelijk in de machine circuleert. Een verontreinigd of niet-representatief monster levert misleidende gegevens op die tot onnodige ingrepen kunnen leiden — of, erger nog, een zich ontwikkelende storing kunnen verhullen.
