Limity analýz olejů – jak je překonat
Analýzy olejů jsou již dlouho využívaným nástrojem v moderní údržbě. Přínosy tohoto diagnostického nástroje pro sledování stavu strojů byly mnohokrát popsány a dokumentovány. Jedním z mála limitujících faktorů jeho efektivity je doba od odebrání vzorku oleje ze stroje do získání výsledků analýzy a diagnostického závěru. Moderní technologie a dobrá organizace umožňují dnes tuto dobu výrazně minimalizovat.
Analýza oleje jako nástroj proaktivní údržby
Neplánované opravy a odstávky výrobních strojů a velké zásoby náhradních dílů způsobují pokles produkce a vzrůst nákladů. Proaktivní („vstřícná“) údržba je taková, při které se na vznik poruch nečeká, ale je snaha jim aktivně předcházet. Tento způsob údržby ovlivňuje výrazně spolehlivost provozu. Monitorování stavu oleje po celou dobu provozu, sledování průběhu změn vlastností (tedy tribodiagnostika) a jeho správné ošetřování – to je proaktivní údržba mazacích olejů. Analýza mazacích olejů dnes slouží jako diagnostický prostředek ke sledování různých typů strojů s uzavřeným cirkulačním mazacím systémem od turbín po plynové motory. Schémata rozborů, tedy jaké zkoušky se mají provést, se liší právě podle typu stroje a jsou dobře známá. Při dodržení optimálních intervalů odběru vzorků lze spolehlivě zachytit všechny změny od běžného stavu (běžných hodnot jednotlivých sledovaných parametrů) a s velkým předstihem upozornit uživatele stroje, že se děje něco neobvyklého. Sledování trendů jednotlivých ukazatelů nebo jejich kombinací dává perfektní přehled o stavu stroje i oleje (viz obr. 1 a 2). Velmi důležité přitom je, aby diagnostik z laboratoře znal podrobnosti o sledovaném stroji, což velmi často není možné bez komunikace s uživatelem stroje. Při formulaci diagnostického závěru analýzy mazacího oleje je nutné poskládat údaje od výrobce stroje, uživatele stroje, výrobce oleje s naměřenými daty. Často bývá limitem nedostatek informací o vzorku a stroji, ze kterého byl vzorek odebrán. Nikdo nevyplňuje rád formuláře, ale v tomto případě ušetření několika minut může znamenat mnohem méně hodnotný diagnostický závěr, což ve svém důsledku nejvíce poškodí uživatele stroje a tribodiagnostiky. Velmi důležitý je také výběr zkoušek. Výše zmíněná schémata rozborů jsou sestavena obecně pro určitý typ stroje. Často se může stát, že je možné dělat průběžně méně zkoušek a k rozsáhlejšímu rozboru přikročit při zjištění nějaké anomálie nebo jednou za delší časový úsek.
Obr. 1 Průběh obsahu kovů v oleji z plynového motoru
Obr. 2 Průběh parametrů TAN (celkové číslo kyselosti), TBN (celkové číslo alkality) a i-pH u oleje z plynového motoru
Možnost úspor
Stále je možné setkat se s názorem, že analýzou mazacího oleje zjistíme jeho stav a posoudíme, zda je možné ho ponechat ve stroji navzdory dosaženému předepsanému intervalu výměny oleje. A to, že je ta hlavní úspora – nemuseli jsme koupit nový olej. Přitom je dávno známo, že hlavní úspory dosažitelné proaktivní údržbou jsou dnes v minimalizaci prostojů strojů (viz obr. 3).
Je tedy zřejmé, že hlavním cílem je pokud možno zabránit prostojům, a když už k prostoji dojde, pak ho zkrátit na minimum. Proto i jedna z podmínek úspěšné diagnostiky je rychlost. Stav stroje, příčina poruchy a možnost jejího odstranění musí být známy co nejrychleji je to možné. Tady je úskalí všech „off-line“ prováděných diagnostik, tedy i analýzy olejů prováděné v laboratoři, kam je nutné vzorek odebraný ze sledovaného stroje poslat. Přesto se po celém světě analýzy olejů v komerčních laboratořích v širokém měřítku provádějí. Jak je to možné?
Výhody a nevýhody tribodiagnostiky
Začněme nevýhodami. Především je potřeba odebrat reprezentativní vzorek oleje, to znamená dodržet určitá pravidla. Dále je potřeba vzorkovat pravidelně – tribodiagnostika pracuje s trendy sledovaných parametrů. Pak je potřeba dopravit vzorek do laboratoře a čekat na výsledky. Vyhodnocení výsledků musí udělat člověk s dostatkem znalostí a zkušeností. Tedy hodně podmínek musí být splněno, abychom získali smysluplný závěr.
A výhody? Nejpodstatnější je, že při správně aplikované tribodiagnostice lze s velkým předstihem zjistit vznikající poruchu – sledujeme totiž změnu režimu opotřebení ve stroji, kdy ke skutečné poruše je ještě daleko. Na obr. 5 je ilustrován vliv režimu opotřebení na počet a velikosti otěrových částeček kovů, které můžeme vhodnou metodou detekovat v mazacím oleji. Analýzami oleje tedy můžeme sledovat stav stroje, především jeho dílů, které jsou v kontaktu s mazacím olejem, i stav oleje. Dokonce je možné sledovat stav součástí stroje, které s olejem v kontaktu vůbec nejsou (např. vzduchový filtr motoru).
Dobu od odběru vzorku do objevení se výsledků s vyhodnocením na obrazovce počítače zadavatele analýzy lze rozdělit na tři úseky – cesta vzorku do laboratoře, analýza vzorku, cesta výsledků z laboratoře k zadavateli analýzy. Třetí úsek je díky internetu dostatečně minimalizován. Jde tedy o to, jak co nejvíce zkrátit cestu vzorku do laboratoře a dobu analýzy vzorku. Přepravní společnosti jsou dnes schopny vzorky k analýze dopravit v EU do 24 hodin. Otázka je pak cena takové přepravy, protože ta je letecká. Moderní analytické přístroje používané k analýzám olejů pro účely tribodiagnostiky poskytují výsledky dostatečně přesné i dostatečně rychle (postupy jsou automatizovány, laborant jen umístí vzorek do podavače přístroje, často ani nemusí navažovat nebo odměřovat, i to proběhne automaticky).
Doba jednodušších analýz se pak pohybuje na úrovni 1 – 2 dnů, složitější analýzy trvají do 5 dnů a jen speciální analýzy mohou trvat déle.
Závěr
Analýzy olejů – tribodiagnostika – jsou důležitou součástí proaktivní údržby strojů. Vývoj zcela určitě směřuje k čidlům indikujícím stav stroje na základě analýzy oleje, která budou zabudována přímo v olejovém systému stroje. Taková čidla existují již dnes, ale zatím jejich výsledky nejsou dostatečně spolehlivé. Kromě toho existují přístroje pro analýzu přímo u stroje, většinou lze stanovit poměrově viskozitu, vodu, znečištění, nově se objevují přenosné infračervené spektrometry. Všechna tato zařízení mají jednu velikou výhodu – výsledky jsou hotové hned na místě, není nutné se zdržovat odesíláním vzorku a čekáním na výsledek z laboratoře. Situace se dost jasně vyvíjí ke stavu, kdy se prvotní tribodiagnostika bude dělat u stroje/na stroji. Nicméně zatím všechny přenosné přístroje a všechna čidla hodnotí především stav oleje. Výhodou laboratorní tribodiagnostiky stále je, že umí včas zjistit vznikající poruchu stroje a také zacílit na místo, kde porucha vzniká.
Ing. Vladimír Nováček
ALS Czech Republic
463
.gif)
