Vyhledávám data...
TISKOVÉ ZPRÁVY / Strojírenství


Tribodiagnostika hydraulických soustav jako součást proaktivní údržby

13.11.2002

Péče o hydraulické soustavy z hlediska pravidelného ošetřování a pravidelného sledování stavu hydraulického oleje se nazývá proaktivní údržba, což je výraz přejatý z amerického „údržbářského slangu“. Tento způsob údržby přináší nejen možnost optimálního využití hydraulického oleje a sníženou poruchovost hydraulických soustav, ale i z této skutečnosti vyplývající maximální spolehlivost činnosti hydraulické soustavy a s ní související kvalitu výroby. V příspěvku je prezentován moderní pohled na systém údržby a začlenění tribodiagnostiky do tohoto systému. Vedle běžných fyzikálně-chemických vlastností hydraulického oleje je dnes nutné věnovat pozornost úbytku přísad a nárůstu produktů stárnutí oleje, k čemuž jsou využívány moderní instrumentální analytické metody.. V příspěvku jsou také prezentovány metodiky pro sledování úrovně znečištění a kromě toho změny v pohledu na maximální možné znečištění hydraulického oleje.

V souvislosti s nejrozšířenějšími civilizačními chorobami se dnes hodně zdůrazňuje důležitost prevence a jedním z důležitých aspektů je její mnohem menší nákladnost oproti vlastní léčbě již propuknuvších nemocí. Velmi podobná je situace u poruch strojů a preventivní péče o mazací oleje. Například v případě hydraulických systémů bylo statisticky vyhodnoceno, že až 80% poruch je způsobeno znečištěným hydraulickým olejem. Je tedy zřejmé, že pravidelným čištěním oleje je možné dosáhnout významného zlepšení spolehlivosti hydraulických systémů. Pokud k tomu přidáme pravidelné sledování stavu hydraulického oleje a vybraných prvků v něm, můžeme využívat olej po celou dobu jeho životnosti s vědomím toho, že hydraulický systém bude po celou tuto dobu pracovat spolehlivě. Máme totiž jistotu, že v hydraulickém systému je stále olej s vlastnostmi požadovanými výrobcem hydrauliky, dále že tento olej je čistý a bez vody a že každou případnou odchylku od tohoto stavu bezprostředně zjistíme a můžeme na ni okamžitě reagovat. Obdobná situace je prakticky u všech strojů mazaných oleji, pokud se nejedná o mazání ztrátové. Princip využití souběžné preventivní péče o mazací olej (a tím i o stroj) a některé z metod bezdemontážní diagnostiky, případně jejich kombinace, se nazývá proaktivní údržba. V současnosti je využíván vzhledem ke své nejvyšší efektivitě z dosud známých systémů údržby v podnicích, jejichž management si uměl spočítat, že přes nutnost okamžitých nákladů na pravidelné ošetřování a diagnostikování mazacího oleje jsou dosažené úspory zjevně vyšší, než u dříve uplatňovaných systémů údržby. Vladimír Nováček : ckdtribo@volny.cz Celkem logicky se péče o hydraulický (mazací) olej kombinuje s tribodiagnostikou jako jednou z bezdemontážních diagnostických metod.  
Tribodiagnostika hydraulických kapalin
 
V názvu kapitoly záměrně uvádím hydraulické kapaliny místo očekávaných olejů, protože tribodiagnostika se dnes týká i kapalin s omezenou hořlavostí používaných v hydraulických soustavách tam, kde by s ropným či syntetickým olejem hrozilo zvláště při úniku nebezpečí požáru. Rozbory, které se u různých typů hydraulických kapalin provádějí, se pochopitelně poněkud liší svou skladbou. Nicméně z hlediska tribodiagnostiky důležité parametry, tzn. viskozita kapaliny, celkové znečištění hydraulické kapaliny, obsah vybraných kovů a úroveň obsahu přísad jsou zásadní parametry, které by v žádném rozboru neměly být opomenuty. U hydraulických kapalin se většinou stanovuje kinematická viskozita, pro charakterizaci nízkoteplotních vlastností kapaliny především z hlediska tekutosti se stanovuje dynamická viskozita při záporných teplotách. Požadovaná viskozita kapaliny je stanovena většinou výrobcem hydrauliky z ohledem na pracovní tlak v systému a přenášené síly. Viskozita hydraulických kapalin by se neměla změnit o více jak ±10 % od hodnoty nové kapaliny. Celkové znečištění hydraulické kapaliny je podstatný faktor z hlediska spolehlivosti hydraulické soustavy (viz výše). Posuzuje se buď jako hmotnostní podíl tzv. celkových nečistot. Používá se metodika filtrace zředěné kapaliny přes membránový filtr s porozitou 0,8µm, která je dnes zavedena v českých normách jako ČSN EN 12662. Pro toto stanovení není určen nějaký pevný limit, hodnoty se v praxi pohybují v úrovni 100 až 500 mg/kg, pod 100 mg/kg lze kapaliny považovat za velmi čisté, nad 500 mg/kg naopak za znečištěné. Podle mých zkušeností by tato hodnota neměla v žádném případě přesáhnout 800 mg/kg. Další metodikou používanou pro sledování úrovně znečištění hydraulických kapalin je stanovení kódu čistoty, který lze stanovit buď počítáním na membráně pomocí mikroskopu (viz ČSN 656220) nebo pomocí čítačů částic pracujících na různých principech. Pro vyhodnocení se využívá v ČR norma ISO 4406 zavedená v ČSN 656206 nebo americká NAS 1638. Limitní hodnoty kódu čistoty ve formě uvedené v ČSN 656206 jsou pro různé typy hydraulických prvků uvedeny v této normě a dnes jsou také často uváděny přímo výrobci hydrauliky. Sledování obsahu vybraných kovů v hydraulické kapalině je vlastním jádrem tribodiagnostiky ve vztahu k hydraulické soustavě. Pravidelným hodnocením např. v tisícihodinových intervalech lze získat velmi dobrou představu o průběhu opotřebení hydrogenerátoru a klíčových hydraulických prvků. V praxi se nejčastěji sleduje obsah železa, mědi a hliníku. Úroveň obsahu přísad v hydraulických kapalinách je podle mého názoru stále důležitější parametr, proto tomuto problému věnuji samostatnou kapitolu.  
Sledování úrovně aditivace hydraulických kapalin
 
Vzhledem k tomu, že pro ošetřování hydraulických kapalin se používají stále účinnější metody, nastal posun v nejčastější příčině výměny těchto kapalin. Dříve na prvním místě stálo jednoznačně znečištění nebo průnik vody z chladiče. Vzhledem k dnešní účinnosti čištění tyto dva důvody ustupují poněkud stranou, i když samozřejmě nezmizely úplně. Stále důležitější je ale stav samotného oleje hlavně z hlediska vyčerpání přísad a termooxidačního stárnutí. Nemalou roli hraje také snaha o prodlužování výměnných lhůt hydraulických kapalin. Při sledování úrovně aditivace hydraulických kapalin jsou velkou měrou využívány instrumentální analytické metodiky. Jako první je nutné uvést infračervenou spektrometrii (IČ), s jejíž pomocí se sledují skupiny charakteristické pro použité přísady. Pro příklad uvádím sledování vazby P=S z dialkyldithiofosfátu, což je běžně používaná přísada v hydraulických olejích typu HM a HV. Na obrázku 1 je znázorněn úbytek v procentech relativních, když jako základ 100% byl vzat nový nepoužitý olej.  
<#OBR_VLEVO1> 
Vedle sledování obsahu přísad je infračervená spektrometrie velmi užitečná při sledování přítomnosti či vzrůstu obsahu produktů oxidace a tepelného namáhání oleje. Další hojně používanou metodikou je atomová absorpční spektrometrie (AAS), která se využívá v oblasti sledování obsahu přísad především ke stanovení obsahu zinku z již zmíněného dialkyldithiofosfátu zinečnatého. Dalšími prvky, které mohou v hydraulických kapalinách přicházet v úvahu, jsou vápník a baryum. Na obrázku 2 je průběh obsahu zinku ve stejném oleji, který byl sledován i na obsah vazby P=S (viz obr.1). Je zřejmá souvislost mezi obsahem zinku a vazby P=S v hydraulickém oleji a zároveň je zřejmý minimální limit, který se u obou parametrů liší. Zatímco vazba P=S ke konci sledování (4000 provozních hodin) téměř vymizela, obsah zinku se z původních 550 mg/kg ustálil těsně nad hodnotou 200 mg/kg, což odpovídá asi 36% původní hodnoty. Minimální obsah zinku v hydraulických olejích aditivovaných dialkyldithiofosfátem zinku není pregnantně uváděn a používané limity se dost liší. Jejich hodnota se pohybuje od 40 do 10% obsahu v novém nepoužitém oleji. Pro stanovení výše uvedených prvků s dostatečnou citlivostí vyhovuje pochopitelně také např. atomová emisní spektrometrie s indukcí vázanou plazmou (ICP), ale vzhledem k cenám přístrojů se pro tribodiagnostiku často nevyužívá. Další poměrně často používanou metodikou je rentgenová fluorescenční spektrometrie (XRF). Zvláště s rozvojem hydraulických olejů aditivovaných bezpopelnými přísadami, ve kterých je nutné sledovat obsah prvků jako jsou síra a fosfor, našla širší uplatnění.  
Ve svém příspěvku jsem chtěl naznačit, jak se postupně mění požadavky na skladbu rozboru hydraulické kapaliny v rámci tribodiagnostiky, a to jak v souvislosti s aplikací nových účinnějších systémů údržby hydraulických soustav, tak ze stále větší šíře typů používaných hydraulických kapalin a jejich vyšší úrovně. Moderní přístup k údržbě (ošetřování) hydraulických soustav a strojů obecně, nazývaný proaktivní údržba, který zahrnuje preventivní předcházení možným poruchám velmi kvalitním ošetřováním hydraulických kapalin hlavně z hlediska jejich čistoty a průběžné sledování stavu soustavy i kapaliny některou z metod diagnostiky - např. tribodiagnostikou, má několik velmi pozitivních důsledků : • udržování dobrého stavu kapaliny i soustavy • předcházení náhlým poruchám • prodloužení životnosti kapaliny i soustavy • optimální (nemusí být maximální!) využití kapaliny Toto vše vede ke zvýšení spolehlivosti hydraulické soustavy a ve svém důsledku to znamená kvalitu výroby a zmenšení až odstranění nežádoucích (a velmi drahých) prostojů ve výrobě. Jak se mění požadavky na čistotu hydraulických kapalin je možné dokumentovat následující tabulkou. V kódu ISO se první číslo vztahuje k počtu částic větších než 5 µm, druhé číslo k počtu částic větších než 15 µm, vztaženo na 1 ml kapaliny.  
Je zřejmé, že bez důkladného ošetřování hydraulických kapalin a průběžného monitorování jejich stavu není možné takovou úroveň stabilně udržovat. 
Literatura 
1. Industrial Lubrication and Tribology 1996, 2, 41.
Chcete vědět víc

Ochrana proti spamovacím robotům. Odpovězte prosím na následující otázku: Jaký je letos rok?
Rychlý kontakt

Bisnode Česká republika, a.s.
A Siemensova 2717/4
155 00 Praha 5

  +420 274 000 800
  +420 274 000 100
  podpora@bisnode.cz