Pochopenie analýzy oleja (tribológia)
Analýza oleja (často zaraďovaná do širšej disciplíny tribológie) je proaktívna monitorovanie stavu technika, ktorá skúma fyzikálne vlastnosti maziva, prítomnosť suspendovaných nečistôt a úlomky opotrebenia, ktoré obsahuje. Z stroja sa odoberie malá reprezentatívna vzorka a odošle do laboratória, kde sa vykoná séria testov a vypracuje sa podrobná správa o stave oleja aj zariadenia, ktoré mazivo premazáva. Ako neinvazívna metóda, ktorá nevyžaduje demontáž, je to učebnicový príklad nedestruktívne skúšanie využité na údržbu.
1. Definícia: Čo je analýza oleja?
Základným princípom je, že olej je „životnou tekutinou“ stroja. Rovnako ako krvný test veľa prezradí o zdravotnom stave človeka, aj správa z analýzy oleja môže včas varovať pred vznikajúcimi mechanickými poruchami a problémami so znečistením – často týždne či mesiace predtým, než by sa prejavili iným spôsobom.
Analýza oleja je vysoko komplementárna k analýza vibrácií. Každá z týchto technológií môže potvrdiť zistenia tej druhej a odhaliť problémy, ktoré by tej druhej mohli uniknúť: analýza vibrácií zvyčajne signalizuje poruchu až vtedy, keď sa súčiastka začne deformovať alebo dochádza k nárazom, zatiaľ čo analýza oleja dokáže odhaliť abrazívne opotrebenie, ktoré tomu predchádza. Pri spoločnom použití v rámci prediktívna údržba program, poskytujú oveľa komplexnejší obraz o opotrebovať a stav stroja, než keby sa posudzovali samostatne.
2. Tri stĺpy analýzy ropy
Komplexná správa o analýze oleja sa zvyčajne zameriava na tri odlišné oblasti.
a) Vlastnosti kvapalín (zdravie oleja)
V tejto časti sa posudzuje samotný mazací prostriedok s cieľom určiť, či je stále vhodný na použitie. Kľúčové testy zahŕňajú:
- Viskozita: najdôležitejšia vlastnosť maziva. Zmena viskozity môže signalizovať znehodnotenie oleja, kontamináciu nesprávnym typom oleja alebo riedenie palivom. Viskozita závisí od teploty, preto sa výsledky uvádzajú pri referenčnej teplote.
- Číslo kyslosti (AN) / Číslo zásady (BN): AN sleduje kyslé vedľajšie produkty oxidácie; BN meria rezervnú alkalitu v motorových olejoch, ktorá tieto kyseliny neutralizuje. Spoločne pomáhajú odhadnúť zostávajúca životnosť of the oil.
- Oxidácia a nitrácia: merané pomocou infračervenej spektroskopie, tieto hodnoty kvantifikujú chemický rozklad oleja v dôsledku tepla a pôsobenia vzduchu.
b) Kontaminácia (analýza kontaminantov)
V tejto časti sú uvedené škodlivé nečistoty, ktoré urýchľujú opotrebenie a znižujú kvalitu oleja.
- Počet častíc: celková čistota oleja, vyjadrená podľa stupňov čistoty podľa normy ISO 4406. Vysoký počet častíc je hlavnou príčinou abrazívneho opotrebenia a výsledok je možné porovnať s cieľovými hodnotami pomocou Nástroj na meranie čistoty hydraulického oleja (ISO 4406).
- Obsah vody: voda je mimoriadne škodlivá kontaminujúca látka, ktorá podporuje vznik hrdze, korózia a obsah ropných zložiek; zvyčajne sa uvádza v častiach na milión (ppm).
- Kremík (špina): Prítomnosť kremíka je jasným znakom vniknutia nečistôt alebo piesku, často cez netesné miesto seal alebo nedostatočná filtrácia vzduchu.
- Chladiaca kvapalina / glykol: Prvky ako sodík a draslík môžu naznačovať únik chladiacej kvapaliny do oleja – ide o veľmi závažný stav, ktorý si vyžaduje okamžité opatrenia.
c) Analýza opotrebovaných častíc (stav stroja)
Toto je najdôležitejšia časť analýzy v rámci prediktívnej údržby. Slúži na identifikáciu a kvantifikáciu mikroskopických kovových častíc, ktoré sa uvoľnili z vnútorných komponentov v dôsledku opotrebenia.
- Spektroskopia prvkov (ICP alebo XRF): meria koncentráciu (v ppm) rôznych kovových prvkov. Každý prvok zodpovedá konkrétnej zložke:
- Železo (Fe): opotrebovanie ozubených kolies, hriadeľov alebo skríň.
- Meď (Cu): opotrebovanie bronzových klietok, puzdier alebo mosadzných chladičov.
- Chróm (Cr): opotrebovanie piestnych krúžkov alebo valivých ložísk.
- Olovo (Pb) a cín (Sn): wear of klzné ložiská.
Autor: trendy Tieto hladiny opotrebovania kovu sa v priebehu času menia; ich náhly nárast môže slúžiť ako veľmi včasné varovanie pred začínajúcou poruchou súčiastky – často dlho predtým, než je poškodenie zistiteľné inými prostriedkami. Klasická spektroskopia je najcitlivejšia na jemné častice (menšie ako približne 5–8 µm); väčšie úlomky z pokročilého odlupovania sa lepšie zachytávajú pomocou doplnkových testov, ako je ferrografia alebo indexy kvantifikátora častíc, čo je dôvodom, prečo kompletný program vyhodnocuje trend prvkov a údaje o časticiach súčasne.
3. Prečítanie správy spolu s údajmi o vibráciách
Skutočná diagnostická hodnota sa prejaví až vtedy, keď sa výsledky analýzy oleja porovnajú s charakteristikou vibrácií stroja. Stúpajúci trend obsahu železa v kombinácii s rastúcim frekvencie porúch ložísk in the spektrum je jasným a potvrdeným náznakom poškodenia ložiska; stúpajúca hodnota medi bez zmeny vibrácií môže naopak poukazovať na korozívne pôsobenie na bronzovú súčiastku. V teréne je táto krížová kontrola jednoduchá: ak vzorka oleja naznačuje opotrebenie, prenosný dvojkanálový analyzátor vibrácií, ako je napríklad Balanset-1A možno odniesť na ten istý stroj, aby sa overilo, či opotrebenie spôsobuje problém s vyvážením – a ak sa ukáže, že hlavnou príčinou je nevyváženosť, opravte to hneď na mieste. Stanovenie jasných základná línia pre zdravý stroj je to v každom prípade nevyhnutné, pretože analýza oleja je v podstate technika sledujúca trendy – absolútne hodnoty sú menej dôležité ako rýchlosť, akou sa menia.
4. Dôležitosť správneho odberu vzoriek
Celková hodnota analýzy oleja spočíva v získaní čistej a reprezentatívnej vzorky. Vzorky by sa mali odoberať z aktívneho olejového potrubia počas prevádzky stroja, z miesta umiestneného pred akýmkoľvek filtrom, pričom je potrebné vždy používať rovnakú techniku a čistý odberný otvor. Tým sa zaručí, že vzorka bude odrážať skutočný stav oleja, ktorý v stroji skutočne cirkuluje. Kontaminovaná alebo nereprezentatívna vzorka poskytuje zavádzajúce údaje, ktoré môžu viesť k zbytočným zásahom – alebo, čo je ešte horšie, zakryť skutočnú vznikajúcu poruchu.
