Hidraulikaolaj szűrés
A hidraulikaolajról sok helyen úgy beszélnek, mintha az tönkremenne vagy elhasználódna. A valóság ennél árnyaltabb, de üzemi szempontból jó hír: a hidraulikaolaj alapját adó szénhidrogén láncok, a bázisolaj meglehetősen stabil, és a probléma jellemzően nem az, hogy „tönkremegy”, hanem hogy szennyeződik és „öregszik” (részecskék, víz, iszap, oxidációs melléktermékek, lakk/varnish). Azaz nagyon sok esetben nem olajcserére, hanem olaj-karbantartásra (szűrésre + állapotfelügyeletre) van szükség.
Az alábbi írásban tudományos és gyártói anyagokra támaszkodva mutatjuk be, hogyan lesz a hidraulikaolaj szűrésből egyszerre fenntarthatósági és költségcsökkentési eszköz – és miért nő drasztikusan hidraulikus rendszerünk megbízhatósága, termelő gépünk rendelkezésre állása és az alkatrész-élettartam, ha az olaj tiszta.
1) „A hidraulikaolaj nem használódik el, csak koszos lesz” – mit mond erről a műszaki valóság?
A bázisolajok (ásványi olaj / növényi olaj / szintetikus komponensek) úgy vannak tervezve, hogy hosszú ideig megőrizzék a kenési képességüket, teljesítményüket. A hidraulikaolaj kulcstulajdonságai között az oxidációs stabilitás kiemelt – vagyis, hogy mennyire hajlamos hő és oxigén hatására lebomlani, savasodni, iszapot és lakkot képezni.
Viszont fontos a pontosság:
- Nem igaz, hogy az olaj nem tud tönkremenni. Oxidálódhat, adalékai (AW, EP, antioxidáns, korróziógátló) kimerülhetnek. Elégtelen olaj-vízelválás esetén romló kenési tulajdonságok, gyors oxidáció és hidrolízis léphet fel, a folyamat katalizátora lehet a magas hőmérséklet, nyomás és Cu tartalom.
- Az viszont igaz, hogy a hidraulikarendszerekben a meghibásodások döntő hányadát a szennyeződés (részecskék + víz) és a szennyeződés okozta kopás indítja el, nem pedig az, hogy „elhasználódott az olaj”.
A gyakorlatban ez azt jelenti: ha az olaj állapota (viszkozitás, oxidáció, savszám, adalékszint) rendben van, akkor a tisztaság visszaállításával az olaj teljes mértékben revitalizálható és szinte minden esetben mélységi szűrés után tovább használható – és a rendszer élettartama is ugrásszerűen nő.
2) Miért a szennyeződés a fő költséggyilkos? (És miért nem látod szabad szemmel?)
A hidraulikus komponensek illesztési hézagai mikronos tartományban vannak. A Bosch Rexroth „Oil Cleanliness Booklet” például bemutatja, hogy sok kritikus illesztés 0,5–40 µm tartományban mozog (szivattyúk, szelepek, szabályzó körök), és már a hézag ~1/3 méretű részecske is képes elakadást és gyors kopást okozni.
Ráadásul a szem ~40 µm körül kezdi el a tárgyakat látni, így a hidraulikus rendszerre legkártékonyabb szennyeződéseket jellemzően nem látja az emberi szem, csak a hatását fizetjük meg (szivattyúkopás, szelepberagadás, munkahenger tömítés- és felületkárosodás).
3) ISO 4406 tisztaság: minden egyes szám számít
Európában főként a gyártói ajánlások ISO tisztasági osztályokra épülnek. Az ISO 4406 kódrendszer logaritmikus alapú, a szennyező részecskék száma exponenciálisan nő: minden egyes tisztasági osztályban 1 számmal történő növekedés az olajat szennyező részecskék számának duplázódását jelenti az adott mérettartományban. Ezt a gépgyártói anyagok egyértelműen kiemelik.
Következmény: ha egy rendszer például 19/17/14 tisztasági osztály helyett 21/19/16-on fut, az nem „kicsit koszosabb”, hanem akár 8-16-szor több koptató részecskét keringtet – és ezt közvetlenül a legköltségesebb hidraulikus elemek (szivattyúk, arányos/szervószelepek, munkahengerek) fizetik meg.
4) Tiszta olaj = többszörös alkatrész-élettartam (gyártói viszonyszámok)
Több olyan olajgyártók, gépgyártók és szűréstechnológiai cégek által kiadott anyag létezik, ami ISO tisztasági szinthez köt élettartam-növekedési faktorokat.
HYDAC – „Fluid Cleanliness vs. Service Life” anyagában az alábbiak találhatóak:
A HYDAC egyik oktatási anyaga konkrétan összeköti az ISO tisztasági szintet a várható élettartam faktorral, és táblázatosan megad példákat:
- 2× élettartam faktor célértékek (példák):
20/18/15 → 17/15/12, vagy 22/20/17 → 19/17/14 - 3× élettartam faktor célértékek (példák):
21/19/16 → 17/15/12, vagy 20/18/15 → 16/14/11 - 4× élettartam faktor célértékek (példák):
22/20/17 → 18/16/13, vagy 25/23/20 → 20/18/15 - 5× élettartam faktor célértékek (példák):
23/21/18 → 17/15/12, vagy 20/18/15 → 14/12/9
A forrás ugyanitt kimondja azt is, hogy 5 ISO-osztály javulás (≈32× tisztább) esetén ~4× élettartam-növekedési faktor érhető el.
Ez különösen erős állítás, mert nem marketing-szlogen formában, hanem „tananyag” jellegű ipari anyagként jelenik meg.
Mit jelent ez az Ön gépeire lefordítva?
- Szivattyúk: kisebb belső kopás, jobb volumetrikus hatásfok, későbbi felújítás/csere.
- Szelepek (főleg arányos/szervó): kevesebb beragadás, drift, hiszterézis, instabil szabályzás.
- Munkahengerek: lassabb rúd- és tömítéskopás, kevesebb karcolás/kivágódás, ritkább szivárgás és felújítás.
- Rendszerszinten: alacsonyabb meghibásodási frekvencia, rövidebb állásidő, kiszámíthatóbb karbantartás.
Milyen gyáriói tisztasági osztályokat ismerünk?
Hidraulika olajok esetén a gép gyártója által előírt tisztasági osztályokat szükséges figyelembe venni. Pár példa ISO 4406:1999 alapján kifejezve:
- ENGEL – 17/15/11
- Arburg – 18/15/12
- Krauss Maffei – 17/14/10
- Battenfeld – 17/15/12
- Netstal – 17/14/10
(Forrás: MOL – Kenésgazdálkodás okosan)
5) Mennyire tiszta az új olaj
Előzőekben kitárgyaltuk a gépgyártók általános tisztasági elvárásait. Vizsgáljuk meg, hogy mennyire tiszta az új hordós/IBC-s kiszerelési olaj.
Sokan azt feltételezik, hogy az új hidraulikaolaj tiszta, és közvetlenül betölthető a rendszerbe, azonban a gyártói adatok ennek éppen az ellenkezőjét mutatják. A nagy olajgyártók által publikált töltéskori tisztasági adatok alapján az új ISO VG 46 hidraulikaolajok tisztasága jellemzően ISO 4406 szerint 21/19/16 és 19/17/14 közötti tartományban mozog. Ezzel szemben a modern hidraulikus rendszerek – különösen a dugattyús szivattyúk, szervószelepek és arányos szelepek – által megkövetelt tisztasági szint tipikusan 18/16/13 vagy ennél jobb. Ez azt jelenti, hogy az új olaj gyakran 2–3 tisztasági osztállyal szennyezettebb annál, mint amit a berendezés megenged, vagyis szűrés nélkül gyakorlatilag nem lenne szabad betölteni a modern hidraulikus rendszerekbe.
Interneten megtalálható, gyártók által közölt adatokat szedtük össze az alábbi táblázatba:
| Gyártó | Termék | Töltéskori tisztaság ISO 4406 |
| Shell | Tellus S2 M 46 | 21/19/16 vagy jobb |
| Shell | Tellus S2 VX 46 | 20/18/15 vagy jobb |
| Mobil | DTE 25 | kb. 21/19/16 |
| Castrol | Hyspin AWS 46 | kb. 21/19/16 |
| Total | Azolla ZS 46 | kb. 20/18/15 |
| Fuchs | Renolin B 46 | kb. 21/19/16 |
| MOL | Hydrol HLP 46 | kb. 21/19/16 |
| Chevron | Rando HD 46 | kb. 21/19/16 |
| Chevron | ISOCLEAN (szűrt új olaj) | 20/18/15 |
| Átlag új hordós olaj | Tipikus ipari érték | 21/19/16 – 19/17/14 |
6) Fenntarthatóság: miért zöldebb a szűrés, mint az olajcsere?
Ha az olajat nem cseréli le feleslegesen, hanem üzemi állapot alapján karbantartja (szűrés + vízleválasztás + mintavétel), akkor jelentős összeget spórolhat és csökkenthető környezeti terhelését:
- Új olaj vásárlása
Kevesebb friss olaj = kevesebb gyártás, csomagolás és szállítás. A hidraulikaolajok oxidációs stabilitása – különösen a modern, „tisztább” bázisolajoknál – eleve arra irányul, hogy hosszú ideig használhatók legyenek kontrollált körülmények között. 1000 liter új olaj előállítása (technológiától és összetételtől függően) akár 2-3 tonna CO2 kibocsátással is jár. - Használt olaj elszállítása és ártalmatlanítása
A hulladékolaj-kezelés nem csak költség, hanem környezeti teher is (logisztika, feldolgozás/égetés/regenerálás). - Meghibásodásokból eredő rejtett lábnyom
A szervizelés, alkatrészgyártás, sürgős kiszállás, állásidő miatti selejt/energia-pazarlás mind plusz környezeti terhelés. A tisztaság javítása közvetlenül csökkenti a kopásból induló hibákat.
7) Gyakorlatias megközelítés: mikor „helyreállítható” az olaj szűréssel?
- Szilárd részecske- és vízszennyezés esetén az olaj nagyon sokszor kiválóan „menthető” megfelelő szűréssel / víztelenítéssel.
- Savszám-emelkedés és/vagy jelentős adalékvesztés, esetén már lehet, hogy nem elég a szűrés önmagában – ilyenkor állapotvizsgálat alapján döntünk: részleges frissítés, adalékolás (csak kontrolláltan), vagy csere.
- Lakkosodás, oxidálódás, oxidációs melléktermékek esetén az ipari olaj mélységi szűréssel tökéletes szűrhető és revitalizálható
A legjobb eredmény eléréséhez bevált módszer: rendszeres olajminta elemzés + cél ISO tisztasági szint meghatározása és fenntartása + folyamatos/periodikus off-line szűrés.
8) Összefoglaló: hol spórol pénzt és védi a környezetet?
Közvetlen költségmegtakarítások
- Kevesebb (vagy ritkább) olajvásárlás
- Kevesebb hulladékolaj elszállítás/ártalmatlanítás
- Kevesebb meghibásodás miatti javítás (szivattyú, szelep, munkahenger)
- Kevesebb állásidő (termeléskiesés, túlóra, sürgős alkatrészbeszerzés)
Műszaki hatások (amelyek a pénzt csinálják)
- 2×–5× élettartamfaktor reális cél lehet tisztaságszint-javítással
- Stabilabb hidraulika rendszer, kevesebb szerviz, kisebb kopás.
Környezetvédelmi és karbon hatások
- Kevesebb friss olaj gyártása/szállítása
- Kevesebb hulladékolaj-kezelés
- Kevesebb alkatrészgyártás és szerviz-logisztika a csökkenő kopás miatt
- Összességében: alacsonyabb karbonlábnyom ugyanakkora gépüzem mellett