Загрязнение смазочных материалов

Это факт, что около 80% отказов оборудования связаны со смазкой. Из них более трети являются результатом загрязненного смазочного материала. Эти факты подчеркивают необходимость обеспечения чистоты и отсутствия загрязнений во всех смазочных системах.

Эта статья проясняет заблуждения, окружающие данную тему, называет основные причины и рекомендует подходящие методы профилактики. Она также освещает современные методологии лабораторного анализа, которые напрямую указывают на обнаруженные загрязнители, и подчеркивает необходимость точных методов отбора проб. Наконец, представлены примеры из практики механических отказов из-за загрязненных смазочных систем, а также предпринятые меры для их предотвращения.

Заблуждения относительно смазочных материалов

Часто упускают из виду, что большинство жидких смазочных материалов, прибывающих на приемочную площадку предприятия, уже загрязнены. Это происходит не по вине производителя смазочных материалов, а в первую очередь потому, что бочка или канистра не соответствуют нормам ISO по внутренней чистоте. В некоторых случаях уровень чистоты и наличие твердых частиц превышают этот стандарт в пять-десять раз. Простой метод обеспечения того, чтобы эта смазка не вызывала проблем, — предоставить фильтровальную тележку с правильно подобранными бета-фильтрами в зависимости от наиболее строгих и критических областей применения.

Второе заблуждение состоит в том, что консистентная смазка (пластичная смазка) также чиста, но и это опять же ошибочно. Существуют некоторые методы очистки, самый простой из которых — фильтрация.

Причины загрязнения смазочных материалов

Промышленные смазочные системы могут сталкиваться с различными загрязнителями, которые ухудшают их производительность и надежность. Некоторые распространенные загрязнители включают:

Загрязнители, попавшие извне:

• Пыль, грязь и взвешенные частицы из внешних источников.
• Влага и последующая ржавчина, коррозия, сажа, микроорганизмы и другие загрязнения, являющиеся результатом водного загрязнения.
• Технологические загрязнители.

Генерируемые загрязнители:

• Продукты износа.
• Продукты истощения присадок.

Эти загрязнители могут привести к различным проблемам, таким как увеличение трения, износ компонентов оборудования, снижение эффективности смазочных материалов, ускоренная коррозия и общее снижение надежности и срока службы оборудования. Поэтому эффективная фильтрация, регулярный мониторинг и методы технического обслуживания необходимы для снижения этих рисков в промышленных смазочных системах.

Как загрязняются масло и смазка?

Масло и консистентная смазка могут загрязняться различными механизмами и из различных источников. Загрязнение может произойти во время производства, хранения, транспортировки или использования в машинах и оборудовании. Вот некоторые распространенные способы загрязнения смазочных материалов:

• Проникновение извне: Пыль, грязь, песок и другие частицы могут попадать в смазочные системы через вентиляционные отверстия, уплотнения или отверстия в оборудовании во время работы или технического обслуживания.
• Попадание воды: Вода может попадать в смазочные системы через конденсат, утечки или во время мойки. Загрязнение водой может ускорять окисление, снижать эффективность смазки и приводить к коррозии. (Всегда следите за тем, чтобы на элементе был правильно подобранный "дыхательный клапан" ("breather"), предотвращающий попадание влажного воздуха при охлаждении системы и вдохе.)
• Химические загрязнители: Химические загрязнители, такие как топливо, охлаждающая жидкость, растворители и моющие средства, могут смешиваться со смазочными материалами во время процедур обслуживания или из-за неисправности оборудования.
• Продукты износа: Частицы, образующиеся в результате износа компонентов, таких как шестерни, подшипники и уплотнения, могут загрязнять смазочные материалы. В зависимости от материалов и условий эксплуатации эти частицы могут различаться по размеру и составу.
• Истощение присадок: Со временем присадки в смазочном материале могут истощаться из-за окисления, термического разложения или химических реакций, изменяя свойства смазки и потенциально вызывая повышенный износ.
• Микробный рост: В условиях водного загрязнения и подходящих условий микроорганизмы могут расти в смазочных материалах, приводя к микробиологическому загрязнению, которое влияет на производительность и стабильность смазки.
• Неправильное обращение: Плохие методы обращения при хранении, перекачке или пополнении смазочных материалов могут привести к попаданию загрязнителей из нечистых контейнеров, неправильной фильтрации или недостаточной герметизации.
• Перекрестное загрязнение: Смазочные материалы могут случайно смешиваться с несовместимыми маслами или консистентными смазками во время доливки или работ по техническому обслуживанию, что ставит под угрозу их производительность и потенциально повреждает оборудование.
• Факторы окружающей среды: Факторы окружающей среды, такие как экстремальные температуры, влажность и воздействие атмосферных загрязнителей, могут способствовать деградации и загрязнению смазочных материалов с течением времени.
• Эксплуатационные условия: Жесткие условия эксплуатации, такие как высокие температуры, тяжелые нагрузки или увеличенные интервалы обслуживания, могут ускорять деградацию смазочного материала и повышать восприимчивость к загрязнению.

Каковы индикаторы загрязнения смазочных материалов?

Загрязнение смазочного масла (а иногда и консистентной смазки) может приводить к различным индикаторам, которые можно наблюдать при визуальном осмотре, мониторинге производительности и аналитических испытаниях. Эти индикаторы могут быть прямым указанием на загрязнители (например, визуальный осмотр или тест на твердые частицы) или наблюдаться как следствие присутствия загрязнителей в масле с течением времени (например, с последующим окислением или механическим износом). Типичными из них являются:

• Изменение цвета и прозрачности: Чистое смазочное масло обычно прозрачное и светлое. Загрязнение может вызвать помутнение масла или изменение цвета (например, потемнение). Например, загрязнение охлаждающей жидкостью может вызвать молочный вид, а окисление может потемнить масло.
• Необычные запахи: Загрязненные смазочные материалы могут издавать аномальные запахи, указывающие на присутствие химикатов, топлива, охлаждающей жидкости или продуктов разложения. Эти запахи могут варьироваться от сладковатого (загрязнение охлаждающей жидкостью) до едкого или горелого (окисление).
• Изменение вязкости: Загрязнители, такие как сажа, шлам или лак, могут изменять вязкость смазочного масла. Повышенная вязкость может указывать на загрязнение твердыми частицами, а понижение может происходить из-за разжижения топливом или термического разложения.
• Пенообразование: Загрязнители, такие как вода или воздух, могут вызывать чрезмерное пенообразование смазочного масла. Пена снижает способность масла эффективно смазывать и может привести к захвату воздуха в системе.
• Абразивные частицы: Наличие видимых частиц или осадка в масле может указывать на загрязнение продуктами износа, грязью или другими твердыми загрязнителями. Это лучше всего наблюдать на магнитном пробке, например, в чашке для осадка и воды (BS&W bowl). Эти частицы могут вызывать абразивный износ и повреждение компонентов.
• Повышенный уровень металлов износа:: Аналитические тесты, такие как элементный анализ (оптико-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES) или масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS)), могут обнаружить повышенные уровни металлов износа (железо, медь, алюминий и т.д.) в смазочном масле. Эти металлы указывают на износ компонентов и потенциальное загрязнение абразивными частицами.
• Увеличение кислотного числа (AN): Увеличение кислотного числа смазочного масла указывает на увеличение концентрации кислот, часто являющееся результатом истощения антиоксидантов, окисления базового масла и загрязнения кислыми веществами. Это может ускорять деградацию и коррозию металлических поверхностей.
• Снижение эффективности присадок: Загрязнители могут реагировать с присадками в смазочном масле или истощать их. Это может снизить эффективность присадок, таких как противоизносные агенты, детергенты, диспергенты и антиоксиданты.
• Усиление окисления: Загрязнение может ускорять окисление смазочного масла, приводя к увеличению вязкости, образованию отложений шлама или лака и ухудшению свойств масла.
• Проблемы с производительностью оборудования: Загрязненные смазочные материалы могут приводить к снижению эффективности оборудования, увеличению трения и износа, перегреву, аномальному шуму и общему ухудшению производительности.
• Подсчет частиц: Включает измерение количества и распределения частиц по размерам в смазочном материале. Часто выполняется с помощью лазерных счетчиков частиц, которые могут обнаруживать частицы размером до нескольких микрометров. Подсчет частиц также можно проводить с использованием методов закупорки пор.
• Феррографический анализ: Эта методика использует магнитное поле для отделения и анализа продуктов износа от смазочного материала. Изучение формы, размера и состава частиц помогает определить источник износа (например, шестерни, подшипники).
• Спектрометрический анализ: Сюда входят такие методы, как инфракрасная (ИК) спектроскопия, элементный анализ и хроматография (например, газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС), которые могут помочь идентифицировать и количественно определить загрязнители, такие как топливо, охлаждающая жидкость или продукты окисления, а также металлы из продуктов износа.
• Анализ содержания воды: Вода является распространенным загрязнителем в смазочных системах. Методы, такие как титрование по Карлу Фишеру или инфракрасные анализаторы влажности, могут измерять содержание воды в смазочном материале.
• Измеряет щелочность смазочного материала, создаваемую перещелоченными детергентами в моторном масле. Уменьшение BN может указывать на загрязнение прорывом газов.
• Тест на фильтровальную мембрану (Patch test): Методики, такие как тестирование на мембране или гравиметрический анализ, могут оценить уровень чистоты смазочного материала путем измерения количества твердых загрязнителей на фильтровальной мембране.

Эти методы часто комбинируются для проведения комплексного анализа загрязнителей, присутствующих в смазочных системах. Это позволяет командам по обслуживанию оценивать состояние оборудования и принимать соответствующие корректирующие меры для предотвращения его выхода из строя.