Tribodiagnostika velkých točivých strojů

Olej musí v provozu velkých točivých strojů zajistit dokonalé mazání ložisek a převodovky, slouží jako hydraulická a regulační kapalina, chrání zařízení před korozí, snižuje hlučnost a podobně. V neposlední řadě je nositelem informací o technickém stavu samotného strojního zařízení.

V uvedených soustrojích se jako mazivo používají převážně ropné oleje. Tyto jsou upravovány selektivní rafinací a vysokotlakou hydrogenací. V současné době se však stále více začínají prosazovat oleje syntetické. O kvalitě používaných turbinových olejů rozhoduje zejména kvalita základových olejů a dále pak vhodná aditivace.
Oleje se upravují přísadami, a to převážně jen antioxidanty, přísadami proti korozi a pěnivosti. Před použitím je ale nutné je prověřit laboratorně, aby splnily všechny požadované jakostní parametry. Kontrola musí být přesná, protože po nasazení do provozu pracuje olej v systémech až 20 let bez výměny. V průběhu provozu je ročně doplňován 3 - 7 % nového oleje, který by měl mít vždy stejné složení - tedy stejnou aditivaci a pokud možno také stejný typ použitého základového oleje.
Změny vlastností oleje - jsou způsobeny oxidačními a termooxidačními reakcemi. Oxidaci oleje podporuje vzdušný kyslík, vyšší teplota, voda, kovové částice a prach. Méně stabilní molekuly oxidují a tvoří kyselé produkty, které další reakci vytvářejí komplexní sloučeniny, kaly, pryskyřice a další polymery.

Provozní kontrola maziv
Dlouhodobým sledováním provozu velkých soustrojí se získalo dostatečné množství výsledků ke zpracování doporučení pro rozsah kontrol olejových náplní uvedených strojů a určení potřebných jakostních parametrů vedoucích k zajištění dlouhodobého provozu.

Uvedené hodnoty pro sledované parametry a četnost prováděných kontrol jsou určeny pro stroje po záběhu. V případě vzniklých problémů je nutné provádět rozbory častěji, případně je doplnit dalšími metodami. V současnosti se již sledují také tekuté kaly a oxidační zplodiny.

Největší problémy:
- Čistota oleje - je nutné provádět pravidelné kontroly a v případě výskytu nečistot zajistit jejich dokonalé odstranění. Hodnocení kódu čistoty je dle ISO 4406/99 a ISO 4406/87. Při vyšším obsahu nečistot dochází k poruchám ložisek, převodovek, hydraulických systémů a regulaci soustrojí.
- Číslo kyselosti - ukazuje na chemické změny v oleji. Tvoří se různé organické a anorganické kyselé produkty. Při zvýšeném číslu kyselosti vznikají pryskyřičnaté polární látky, které následně zalepují ložiska, hydraulické prvky a omezují funkce regulace. Stává se také při poklesu přísad.
- Obsah vody - do oleje se voda dostává tzv. dýcháním olejového systému nebo poruchou chladicího okruhu. Má negativní vliv na olej, způsobuje korozi a ovlivňuje přítomné přísady. Nejjednodušším způsobem odstranění vody je nechat ji odpařit za provozu, při větším množství odstředit a volnou vodu odpustit z nádrže.
- Deemulgace - dochází k narušení povrchových vlastností oleje. Tím dochází ke špatnému odloučení vody z oleje. To je způsobeno stárnutím oleje. Daleko větší vliv má však pronikání povrchových aktivních látek (saponátů). Takto znehodnocený olej nelze dále používat a musí se vyměnit.
- Změna viskozity - dochází k ní převážně tím, že je do oleje přidán jiný druh oleje. V kompresoru pro dopravu uhlovodíkových plynů se mění viskozita při poškození ucpávek. Pronikání uhlovodíkových plynů sníží viskozitu a bod vzplanutí. Sníží se únosnost mazacího filmu a při nižším bodu vzplanutí hrozí nebezpečí požáru a výbuchu.
- Pokles přísad - dochází trvale v průběhu provozu. Olej je možné upravit pomocí doaditivování. Zde je ale nutné znát celkový stav oleje a rozhodnout, co je a není vhodné pro další provoz. Zpravidla se provede výměna oleje.
- Pěnivost - při stárnutí maziva začne olej za provozu pěnit. Souvisí to i se ztrátou protipěnících přísad. Hlavní příčinou bývají netěsnosti v olejovém systému a pronikání vzduchu do oleje. Je nutná prohlídka celého olejového okruhu a odstranění závad. Pokud se to vyřeší, je možné přidat nové protipěnicí přísady. Pěnivost převážně souvisí s odlučováním vzduchu.
- Měkké kaly - jde o fenomén, kterému se nyní věnuje velká pozornost. Tyto jemné rozpustné nečistoty jsou polární a postupně se usazují tam, kde to pro bezporuchový provoz strojů je potřeba nejméně. Na filtrech, ložiscích, regulacích a také hydraulických prvcích. Ke stanovení měkkých kalů se využívá nové normy ASTM D 7843 -12. Výsledky se pak uvádějí podle hodnoty ΔE.

- ΔE < 15 .... normální stav oleje - tvorba úsad je nízká,
- ΔE 15 ÷ 30 ... zhoršený stav oleje - lze očekávat vyšší tvorbu úsad, doporučuje se celkový rozbor oleje,
- ΔE 30 ÷ 40 ... tvorba polymerních úsad, dochází k degradaci oleje, usazování měkkých kalů na funkčních částech zařízení,
- ΔE > 40 ... kritický stav oleje - velký potenciál tvorby úsad, degradace, velké množství kalů, ohrožení bezporuchového chodu strojního zařízení.

Výměna olejů
Žádný olej není možné v zařízeních používat do nekonečna. V průběhu dlouhodobého provozu totiž dochází ke ztrátě jeho základních vlastností a je potřeba řešit otázku, jak požadovaných vlastnosti maziva znovu dosáhnout. Nejjednodušší je celková výměna olejové náplně. Vzhledem k velkým objemům se však často doporučuje jen částečná výměna. Do olejové náplně se přidá cca 1/3 objemu nového oleje, čímž se olejová náplň částečně napraví a provoz zařízení se dá po určitou dobu prodloužit.
Při celkové výměně náplně je nutný proplach celého systému. Zvláštní pozornost se musí věnovat přítomnosti jemných tekutých kalů, které se během provozu usazují na funkčních uzlech zařízení. Usazování tzv. měkkých kalů a působení nevhodných provozních podmínek je také příčinou stavů uvedených na obr.1 a 2, které jsou příkladem úsad na povrchu ložiska nebo tvorby pryskyřic na ozubených převodech.

Závěr
Velké točivé stroje vyžadují mimořádnou péči o olej, protože odstavení strojů znamená velké ekonomické ztráty. Je proto nutné provádět pravidelné kontroly maziv v návaznosti na celkovou technickou diagnostiku. Výsledky tribotechnické diagnostiky nás upozorní jako první, že se strojem není něco v pořádku. Každý nový olej je nutné prověřit a po najetí zajistit intenzivní filtraci. Dodržením všech základních zásad znamená prodloužení životnosti olejů a mazání funkčních uzlů. Je provozem ověřeno, že při správné kontrole a péči o olej vydrží olejové náplně v provozu 15 - 20 let.

Vladislav Marek, Trifoservis,
Ing. Ladislav Hrabec, Ph.D., VŠB-TU Ostrava


 

Publikováno: 21. 7. 2014 | Počet zobrazení: 3355 602