Praxe určování a ověřování užitných vlastností kapalných a plastických maziv

Motorové oleje jsou charakterizovány viskozitními vlastnostmi (kinematickou viskozitou při 40 °C, 100 °C, viskozitním indexem, viskozitou za nízkých teplot při vysokém smykovém spádu a při vysokém smykovém spádu při teplotě 150 °C). Stabilita viskozity oleje se zkouší jako střihová stálost oleje, vyjádřená poklesem viskozity při 100 °C po střihovém namáhání. Obsah detergentně-disperzních přísad charakterizuje hodnota TBN. Termooxidační stálost je vyjádřena hodnotou karbonizačního zbytku. Dalšími charakteristikami motorových olejů jsou odparnost, popel, bod vzplanutí, pěnivost v teplotním rozmezí až do 150 °C a obsah zinku, vápníku a hořčíku, kovů obsažených v popelných detergentních aditivech. Tabulka 1 uvádí požadavky na vlastnosti ověřované laboratorními zkouškami pro motorové oleje pro vozidla s katalyzátory označené „low SAPS“ tříd C1 až C4 specifikace ACEA z roku 2012. 

Tabulka 1 – Požadavky na fyzikálně-chemické vlastnosti motorových olejů podle specifikace ACEA

Převodové automobilové oleje jsou aditivovány bezpopelnými přísadami a jsou charakterizovány viskozitními vlastnostmi, bodem tekutosti, vlastnostmi protikorozními a deemulgačními a pěnivostí.
 
Průmyslové oleje jsou charakterizovány především kinematickou viskozitou oleje při 40 °C (třída ISO VG podle ISO 3448) a specifickými vlastnostmi pro jednotlivé druhy mazacích olejů.

Pro hydraulické oleje, vyráběné obvykle ve viskozitních třídách ISO VG 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, výjimečně 150 se podle ISO 6743 dělí na 13 tříd podle účelu použití: Nejpoužívanějšími druhy jsou: HM oleje, HV oleje a oleje na bázi rostlinných a syntetických esterů.
U hydraulických olejů jsou vyžadovány výborné viskozitně teplotní vlastnosti, dobrá oxidační stálost a protioděrové vlastnosti (oleje s přísadami s obsahem a bez obsahu zinku), výborné vlastnosti deemulgační, protikorozní a protipěnivostní. Požadována je i výborná odlučivost vzduchu. Pro vysokotlaké hydraulické systémy jsou potřeba používat oleje s vysokým viskozitním indexem a výbornou stálostí ve střihu. Specifickým typem hydraulických olejů jsou oleje pro kluzná vedení, které musí kromě dalších vlastností zajišťovat velmi nízký koeficient tření a zabraňovat trhavému pohybu, např. u obráběcích strojů. Pro specifické aplikace v prostředí, kde nelze použít ropné typy hydraulických olejů, se používají biologicky rozložitelné hydraulické kapaliny. Jejich základem jsou rostlinné oleje (např. řepkové) a ve srovnání s ropnými hydraulickými oleji mají nižší oxidační stálost. Ta omezuje jejich použití pro teploty do 60 °C. Pro vyšší pracovní teploty je nutné použít biologicky rozložitelné oleje vyrobené ze syntetických esterů.   
Průmyslové převodové oleje se vyrábějí ve viskozitních třídách ISO VG 100 až 680 a používají se k mazání otevřených a uzavřených převodů. Vlastnosti průmyslových převodových olejů jsou definovány ve specifikacích US STEEL 224 a AGMA 9005-D04. Dobře odlučují vodu (deemulgační vlastnosti), musí chránit proti korozi a rezivění, jsou odolné proti tepelně oxidačním změnám a musí zajistit odolnost proti oděru (protioděrové vlastnosti) a mít vysokou únosnost mazacího filmu. Důležitá je i nízká pěnivost průmyslových převodových olejů.
Turbinové oleje (třída T) se používají k mazání parních a vodních turbin, ale i turbokompresorů a pro některé aplikace mazání průmyslových převodů. Vyznačují se dobrou oxidační stabilitou, výbornými deemulgačními  a protikorozními vlastnostmi, nízkou pěnivostí a dobrou odlučivostí vzduchu. Požadované vlastnosti jsou zajištěny použitím kvalitního základového oleje, ale obsahují antioxidační, protikorozní a deemulgační přísady a pro některé aplikace i protioděrové přísady (druh TS).
Kompresorové oleje (třída D) jsou oleje bez přísad ve viskozitních třídách ISO VG 46 až ISO VG 320 a používají se pro mazání vzduchových pístových kompresorů. Pro dosažení požadovaných vlastností je nutné použít základové oleje (úzký destilační řez) s vynikajícími oxidačními vlastnostmi, což zajistí potřebnou odolnost proti tvorbě karbonu. Pro mazání vysoce namáhaných vzduchových kompresorů, šroubových kompresorů a plynových kompresorů se používají kompresorové oleje se směsnou přísadou (označené DAJ-VDL) ve viskozitních třídách ISO VG 46 až ISO VG 100. Kromě vynikající termooxidační stálosti chrání tyto oleje i proti korozi a rezivění, mají nezbytné nízkoteplotní vlastnosti, nízkou odparnost a dobré protioděrové vlastnosti. Oleje pro chladivové kompresory (viskozitní třídy ISO VG 22 až 100) mají specifické složení. Požadované mazací vlastnosti za nízkých teplot jsou dosaženy buď použitím neparafinického základového oleje nebo použitím základového oleje s obsahem depresantních přísad pro snížení teploty tekutosti pod (-30 °C). Specifickým požadavkem je odolnost proti působení chladiva (freony, čpavek).
Oleje pro termální kalení (třída U) se používají ve viskozitních třídách ISO VG 10 až 68 pro kalící lázně s teplotou 80 až 150 °C. Důležitými vlastnostmi olejů pro termální kalení jsou oxidační stálost, detergentní a protikorozní vlastnosti.
Elektroizolařní oleje (třída N) u nichž je požadována výborná tekutost i za velmi nízkých teplot. Vyrábějí se převážně z nealkanického typu ropy. Pro dosažení potřebných elektroizolačních vlastností musí být oleje hluboce rafinované, obvykle obsahují antioxidační přísady, umožňující jejich dlouhodobé použití.
Obráběcí (řezné) oleje a kapaliny mísitelné s vodou (třída M), obráběcí (řezné) oleje se vyrábějí z nízkoviskozních hydrokrakových olejů. Pro dosažení potřebných mazacích, protikorozních a protioděrových vlastností obsahují zušlechťující přísady, mohou obsahovat i přísady pro zlepšení řezného účinku a potlačení tvorby aerosolu. Jde o velmi důležité vlastnosti, neboť zajišťují prodloužení životnosti řezného nástroje, potlačení tvorby aerosolu je nezbytné pro dodržení hygienických požadavků. Specifickým druhem obráběcích olejů jsou obráběcí emulze. Pro tvorbu se používají oleje v koncentraci 3 až 10 % ve vodě. Emulze musí mít vzhledem ke specifickým vlastnostem a složení dobrou odolnost proti mikrobiálnímu rozkladu, dobré mazací (obsahuje mazivostní přísadu), protikorozní vlastnosti, chladicí schopnosti. Důležitým požadavkem je i stabilita emulze.
Konzervační prostředky (třída R) jsou používány pro dočasnou ochranu železných a neželezných kovů před atmosférickou korozí. Obsahují inhibitor proti korozi a pro lepší aplikaci mohou obsahovat lehké podíly. Novou koncepcí konzervačních prostředků jsou vodou ředitelné konzervační prostředky, obvykle směs protikorozních prostředků rozpuštěných ve vodě. Ochranný film se vytváří po odpaření vody.

Modelové strojní zkoušky maziv
Užitné vlastnosti průmyslových maziv se kromě laboratorních zkoušek ověřují i laboratorními zkouškami na modelových strojích. Nejznámějšími jsou:
Čtyřkuličkový test (ČSN EN ISO 20623)
Norma pro stanovení vysokotlakých (EP) a protioděrových vlastností mazacích olejů a kapalin čtyřkuličkovým strojem za evropských podmínek. Ve čtyřkuličkovém stroji se jediná kulička otáčí v kontaktu se třemi upevněnými kuličkami a zkoušená kapalina se používá jako jejich mazivo. Zjišťuje se opotřebení kuličky vyjádřené šířkou oděrové stopy v závislosti na zatížení. Je možné aplikovat různá zatížení a získat závislost opotřebení na zatížení až do zadření.

Test na FZG převodovce - Metoda hodnocení protizadíracích vlastností na ozubeném zkušebním převodu (ČSN 65 6280, ASTM D5182, DIN 51 354)
Principem zkoušky, určené zejména pro převodové oleje, je zkouška oleje ve zkušební převodovce s proměnným zatížením za zvýšené teploty. Převodovka je v olejové lázni poháněna elektrickým motorem s konstantní rychlostí. Zatížení je rozděleno do 13 stupňů. Hodnotí se úbytek hmotnosti převodových kol v závislosti na zvyšujícím se zatížení.
Timken (EP Test ASTM D2783)
Zkouška používaná pro hodnocení převodových olejů je rychlým testem pro stanovení únosnosti mazacího filmu a odolnosti maziva proti záděru v závislosti na zatížení. Používá se ocelová kostka přitlačovaná na otáčející se kroužek. Výsledkem je stanovení zatížení, kdy ještě nedojde k záděru (hodnota o.k.) a zatížení, kde dojde k porušení mazacího filmu a k záděru.  
Stanovení střihové stability olejů s polymerními přísadami použitím vstřikovací trysky pro vznětový motor (ČSN EN ISO 20844)
Metoda hodnocení odolnosti proti smykovému namáhání u minerálních olejů, syntetických olejů a dalších kapalin obsahujících polymery se používá pro motorové oleje a hydraulické kapaliny skupiny HV. Oleje cirkulují v systému osazeném vstřikovací tryskou vznětového motoru. Při průchodu tryskou dochází k mechanickému namáhání olejů a k degradaci používaných polymerních přísad (modifikátorů viskozity). Střihová stabilita oleje se stanoví jako změna viskozity zkoušené kapaliny vystavené degradaci polymeru během střihu.
Plastická maziva (třída X) jsou disperzí zahušťovadla v základovém oleji (tvoří 80 % směsi). Jsou charakterizována konzistenčními stupni stanovenými na základě penetrace.
Podle účelu použití a rozmezí pracovních teplot se volí typ základového oleje, typ zpevňovadla, případně plnidla. Pro výrobu plastických maziv se převážně používají ropné základové oleje. Použitelnost plastických maziv je pro teploty do ca 130 °C, při vyšších teplotách (až do 250 °C) se používají plastická maziva se syntetickými základovými oleji (polyalfaolefiny, silikonové, esterové a polyglykolové oleje). Jako zpevňovadlo slouží jednoduchá a komplexní mýdla. Obvykle se používají litná (až do 160 °C), vápenatá (až do 140 °C) a hlinitá (až do 150 °C). Pro specifická použití se používají nekovová zpevňovadla, např polymočovina, bentonit a silikagel. Označení plastických maziv obsahuje i další tři symboly. První písmeno (A až E) charakterizuje minimální pracovní teplotu, další (A až G) pracovní teplotu v rozmezí 60 až 180 °C.
Plastická maziva podobně jako mazací oleje obsahují zušlechťující přísady pro zlepšení některých vlastností. Používají se protikorozní, antioxidační, vysokotlaké a protioděrové přísady. Plastická maziva obsahující vysokotlaké přísady jsou označeny písmeny EP.
Jednotlivé užitné vlastnosti jsou charakterizovány jakostními ukazateli. Bod skápnutí charakterizuje teplotní použití, stabilita plastického maziva je charakterizována odlučivostí oleje (koloidní stálostí). Korozní zkoušky charakterizují protikorozní vlastnosti a mechanická stabilita plastického maziva je charakterizována jeho regenerační schopností. Vysokotlaké vlastnosti plastického maziva můžeme charakterizovat zkouškou na čtyřkuličkovém stroji a odolnost proti vodě zkouškou vypíratelnosti z ložiska.  

Metody zkoušení plastických maziv
Pro stanovení základních charakteristik plastických maziv se používají následující zkoušky:

Stanovení bodu skápnutí ČSN ISO 2176) - Provádí se zahříváním maziva ve specializované nádobce. Měří se teplota, při které mazivo projde otvorem této nádobky a skápne na filtrační papír. Výsledky umožňují posoudit teplotní použití plastického maziva, klasifikaci jeho druhu, nebo lze jejich pomocí prokázat dodržování výrobních postupů.

Stanovení penetrace kuželem ČSN ISO 2137 - Norma popisuje několik metod hodnocení konzistence plastických maziv a vazelín. Měří se penetrace (průnik) kužele standardní nebo poloviční nebo čtvrtinové velikosti do plastického maziva za podmínek zkoušky. Jednotlivé postupy zahrnují měření penetrace neprohněteného, prohněteného, propracovaného a tvarovaného maziva a postup pro měření penetrace vazelíny. Součástí normy je i přepočet hodnot penetrace polovičními a čtvrtinovými kužely na penetraci standardním kuželem. Penetrační jednotky jsou vyjádřeny v 10-1mm.
 

Publikováno: 8. 8. 2013 | Počet zobrazení: 4741 643