Vliv teploty na hydraulické oleje

Znečištěné oleje a typy znečištění
Znečištění můžeme rozdělit do tří základních skupin. Znečištění „Tvrdé“ (kov, prach, brusivo). „Měkké“ (oxidační produkty oleje a produkty reakce aditiv olejů) a „Voda" (volná, vázaná). Největší procento celkového znečištění a také nejvíce provozních problémů v hydraulických systémech je tvořeno právě tzv. měkkým znečištěním. Samotná oxidace oleje je vytvářena nebo případně urychlována několika vlivy, působícími na hydraulický olej.
Základní vlivy urychlující oxidaci oleje jsou:
- Kyslík, kde se atmosférickým tlakem při teplotě 20 °C rozpustí v ropném oleji cca
8–10 % obj. vzduchu. Malá množství vody a kyslíku jsou proto vždy v oleji přítomná.
- Katalyzátory, které definujeme jako částice urychlující nějaký proces (reakci), ale samy se ve výslednou reakci nemění (částice kovů vznikající opotřebením, určitá olejová aditiva).
- Jiskrové výboje v olejových filtrech vznikající při průchodu oleje filtrem. Díky tření dochází ke vzniku statické elektřiny, která jiskrový výboj vytváří. Teplota dosahuje až 10 000 °C. Následně dochází ke krakování molekul a tím i degradaci oleje.

Teplota
Dalším velmi nebezpečným vlivem působícím na vznik oxidace oleje je Teplota. Za ideální provozní teplotu hydraulických olejů považujeme teplotu +45 °C. Každým jejím zvýšením o 10 °C se proces oxidace dvojnásobně urychluje. Pokud je tedy hydraulický olej vysoce tepelně zatěžován, vytvářejí se oxidační produkty v oleji velmi rychle. Jestliže nedojde k jejich odstranění, začnou se tyto produkty usazovat na kovových plochách (stěny nádrže, potrubí) a nabalovat na sebe další vrstvy nečistot. Takto nastartovaný proces je velmi těžké v krátké době vyřešit.
Tabulka 1 nám ukazuje, jak za relativně krátkou dobu vzniká vysoké znečištění u oleje protékajícího přes extrémně tepelně namáhané místo. Zkoušky měření byly provedeny na hydraulickém válcovém lise. Teplota byla snímána na dvou místech. Na nádrži lisu a na čerpadle. Rozbory olejů byly provedeny pomocí mikrofiltru o porózitě 0,8 µm. Na konci roku 2010 byla naměřena teplota oleje +64 °C a teplota čerpadla +75 °C (tzn. trojnásobně urychlený proces oxidace oleje!). Během 7 měsíců došlo k razantnímu nárůstu znečištění a tím i k dalšímu nárůstu teploty. Nečistoty ve vznosu (ty, které se ještě nestihly přichytit na stěny atmosférické nádrže a potrubí) protékají hydraulickým okruhem přes čerpadlo. To je více a více zatěžováno a dochází k jeho přehřívání. V tomto případě teplota čerpadla dosáhla kritické hodnoty +82 °C.
Tab. 1: Výsledky olejových zkoušek na mikrofiltru 0,8 µm. Změna stavu oleje v průběhu 7 měsíců. 
Vztah mezi znečištěním a teplotou oleje (případně nejteplejšího místa v hydraulickém okruhu, přes které olej protéká), je tedy zřejmý. Dá se ale tento problém odstranit? Odpověď je ano. Pokud jsme schopni odstranit znečištění nejen z oleje, ale i z celého hydraulického systému stroje. Jak na to? Preventivní údržbou. Ta nám říká jasně a stručně: „Nečekejte na poruchu, udržujte hydraulický systém stroje v naprosté čistotě a předejdete problémům“.
Graf č.1 a 2 ukazuje závislost znečištění na teplotě u jednoho z válcových lisů v průběhu jednoho roku. Na tomto stroji byla zavedena systematická péče o oleje metodou ELC (elektrostatickým čištěním olejů).
První čisticí cyklus byl zahájen na začátku roku 2011 na cca 400 l nádrži lisu. Tento stroj je pro firmu klíčový. V případě poruchy se okamžitě zastaví výroba na celé hale. Proto byl údržbou vybaven velmi drahým olejem odolávajícím vysokým teplotám.  Rozbory však ukázaly, že ani drahé oleje nejsou schopné po delší dobu velkou teplotní zátěž snášet. Po prvním čištění oleje se podařilo zredukovat celkové znečištění o 70 %. Došlo k menšímu namáhání čerpadla a tím i k poklesu teploty.  Nicméně do cca 5 měsíců se letité nečistoty (oxidační produkty), usazené v systému stroje, začaly opět uvolňovat, více namáhat čerpadlo a teplota opět razantně stoupla. Díky pravidelnosti čisticích cyklů ale permanentně klesají jak celkové nečistoty (úsady v systému stroje) tak i teplota. Stroj přestává hlásit chyby, údržba poukazuje na bezproblémovost stroje. Investice do oprav již nejsou třeba.     

Dobrá kondice brání prostojům
Tepelné ztráty, energetické ztráty, x násobně urychlený proces oxidace oleje, vysoké riziko poruch, kratší životnost stroje, to vše může mít na svědomí vysoká teplota v hydraulickém systému. 
Je známo, že výrobní firmy nejvíce prodělávají na prostojích. Pokud má stroj poruchu, výroba se zastaví, firma nevydělává. Pokud chceme udržovat stroje ve 100% kondici, musíme se zaměřit na veškeré druhy problémů, které se u hydraulických zařízení objevují. Vysoká teplota oleje patří jednoznačně k jedním z nich.
 

Publikováno: 15. 7. 2012 | Počet zobrazení: 7177 746