Produkty starzenia oleju
W trakcie pracy oleju w układach olejowych maszyn postępują procesy degradacji środka smarnego. Skutkiem tych procesów jest wydzielanie się tzw. produktów starzenia oleju, które dodatkowo, w sposób autokatalityczny, przyspieszają proces dalszej degradacji środka smarnego. W efekcie tego procesu wytrącają się osady – produkty starzenia, występujące początkowo w oleju w postaci rozpuszczonej. Ponieważ zdolność oleju do ich rozpuszczania jest mocno ograniczona (zwłaszcza w przypadku nowoczesnych mineralnych baz olejowych z grupy II i III wg API lub coraz szerzej stosowanych, syntetycznych węglowodorów – polialfaolefin), nadmiar powstających produktów starzenia wydziela się z oleju w postaci szlamów, żelów, a w końcowej fazie – laków. Odkładają się one w całym układzie olejowym, ze szczególnym uwzględnieniem miejsc o bardzo dużej szybkości przepływu (serwozawory i zawory proporcjonalne, rozdzielacze, łożyska ślizgowe) oraz w miejscach chłodniejszych układu (chłodnice, ścianki zbiorników, filtry, przewody). Duże nagromadzenie produktów starzenia oleju powoduje bardzo poważne problemy z prawidłowym, bieżącym funkcjonowaniem urządzenia. Dochodzi do zaburzeń funkcjonowania serwozaworów, przegrzewania, a w skrajnym przypadku zacierania się łożysk, blokowania przepływu przez filtry i cienkie przewody, podniesienia temperatury oleju w układzie na skutek zakłócenia wymiany ciepła w chłodnicach.
Rys. 1. Elementy serwozaworów i widoczne produkty starzenia oleju w postaci osadów 1
Nanofiltracja oleju
Dotychczas jedynym środkiem zaradczym w przypadku dużego nagromadzenia osadów starzeniowych oleju, była wymiana oleju na nowy oraz (w zależności od możliwości lub jej braku) czyszczenie części, bądź całości układu olejowego, ponieważ standardowe metody filtracji okazywały się mało skuteczne. Ze względu na ograniczenia wkładów tradycyjnych układów filtracji, zaledwie 30-40% wszystkich zanieczyszczeń zostaje usuniętych.
Zastosowanie agregatów do filtracji wgłębnej, wykorzystujących wkłady celulozowe, zawierające dodatkowo homopolimer polipropylenu, umożliwia podjęcie działań zapobiegających wyżej opisanym problemom. Wkłady te, nie tylko zatrzymują najdrobniejsze zanieczyszczenia mechaniczne (już od 0,1 mikrometra), ale także wiążą wodę zawartą w oleju. Pojedynczy wkład jest w stanie wychwycić ponad 3 litry wody wolnej i związanej oraz aż kilka kilogramów zanieczyszczeń mechanicznych. Dzięki zawartości żywicy jonowymiennej, wkłady wychwytują z oleju tworzące się produkty jego starzenia (nawet te rozpuszczone w oleju), których nie jest w stanie usunąć klasyczna filtracja.
Eliminując produkty starzenia z oleju, zapobiega się ich odkładaniu w układzie olejowym. Co więcej, powodując obniżenie stopnia nasycenia oleju produktami starzenia, odtwarza się jego zdolność do ich rozpuszczania, a więc spowalnia się sam proces wytrącania niebezpiecznych osadów. W dalszym etapie umożliwia to nawet prowadzenie czyszczenia wnętrza układu olejowego w czasie jego normalnej pracy.
Kiedy konieczna nanofiltracja oleju?
Symptomami wskazującymi na konieczność wykonania tego typu nanofiltracji są między innymi: wzrost wskaźnika MPC (z ang. Membrane Patch Colorimetry), wzrost liczby kwasowej oraz pojawienie się w układzie osadów w postaci szlamów, żelu i laków.
Rys. 2. Wnętrze przekładni zębatej i widoczne nagary powstałe z produktów starzenia oleju2
Co nanofiltrujemy?
Nanofiltrację przeprowadzamy dla każdego gatunku oleju, niezależnie od jego bazy (mineralna lub syntetyczna) zastosowania (układy hydrauliczne, przekładnie, układy smarne), czy jego lepkości. Nie stosujemy nanofiltracji dla cieczy zawierających wodę jako zasadniczy składnik, takich jak np. ciecze HFA, HFB czy HFC, wodorozcieńczalne chłodziwa obróbkowe itp.
Ten rodzaj filtracji jest szczególnie zalecany w układach hydraulicznych z serwozaworami i zaworami proporcjonalnymi, gdzie klasa czystości oleju oraz zawartość wody wpływają na niezawodną pracę układów. Nanofiltracja sprawdza się zwłaszcza wtedy, gdy dotyczy olejów pracujących w urządzeniach strategicznych lub takich, dla których nie mamy rezerwy np. układy regulacji turbin, główne przekładnie linii produkcyjnych, układy smarne sprężarek głównych.
Możliwe jest wykonanie usługi także w strefie zagrożenia wybuchem, dzięki zastosowaniu agregatów do nanofiltracji w wersji z certyfikatem ATEX.
Korzyści z zastosowania nanofiltracji olejów:
- organizacyjne:
- zapobieganie postojom maszyn związanym z ich awariami, wynikającymi z odkładania się produktów starzenia (varnishu), możliwość rozpuszczania osadów już odłożonych wewnątrz układu,
- techniczne:
- możliwość wydłużenia żywotności i poprawy niezawodności urządzeń przeciążanych lub pracujących w niekorzystanych warunkach poprzez utrzymywanie lepszej klasy czystości i niższej zawartość wody w oleju,
- ekonomiczne:
- zapobieganie stratom finansowym spowodowanym nieplanowanymi zatrzymaniami produkcji, redukcja kosztów remontowych i ograniczenie kosztów wynikających z zakupu nowych środków smarnych (wydłużenie okresu eksploatacji olejów),
- środowiskowe:
- ograniczenie wytwarzania odpadów (olejów przepracowanych, opakowań po olejach, czyściwa itp.) związane z dłuższym okresem eksploatacji środków smarnych.
Usługi nanofiltracji olejów oferowane przez Ecol, realizowane są z zachowaniem najwyższych standardów bezpieczeństwa dla ludzi i środowiska naturalnego. 30 lat doświadczeń naszej spółki w pielęgnacji układów olejowych, pozyskana wiedza o sposobach filtracji, wsparte najnowocześniejszą diagnostyką, gwarantują bezpieczeństwo i niezawodność parku maszynowego.
Zobacz także: usługi filtracji olejów w maszynach
1 źródło: Practicing Oil Analysis, May 2007 – www.machinerylubrication.com
2 źródło: How to Increase Varnish Mitigation Performance by Incorporating Customizable ESP Media – www.fluitec.com