Olajszennyeződések – lakk és iszap (varnish, sludge)
Lakkosodás a hidraulika- és kenőolajban
A lakk az olaj és adalékai lebomlásából keletkező, tapadó lerakódás. Szabad szemmel sokáig nem látható, és a szokásos olajvizsgálati paraméterek önmagukban nem alkalmasak a lakkképződési hajlam megbízható megítélésére. A lerakódás beragadó szelepekhez, eltömődő szűrőkhöz, romló hőcseréhez és váratlan gépleálláshoz vezethet. A lakkképződési hajlam célzott vizsgálatokkal mérhető, a bomlástermékek pedig megfelelő olajkezelési technológiával jelentősen csökkenthetők és eltávolíthatók.
Mi a lakk, és miben különbözik az iszaptól?
A lakk, az iszap és a gyantás lerakódás ugyanannak a folyamatnak, az olaj öregedésének különböző megjelenési formái. A gyakorlatban gyakran együtt fordulnak elő.
Lakk (varnish)
Vékony, tapadó film
Az oxidálódott alapolaj és a kimerült adalékok poláris bomlástermékeiből álló, vékony, barnás bevonat. Előszeretettel tapad a fémfelületekre, idővel keményedik és sötétedik.
Iszap (sludge)
Puhább, vastagabb lerakódás
Bomlástermékek, víz, kopásrészecskék és egyéb szennyeződések keveréke. Jellemzően a tartály alján, a holtterekben és a kis áramlási sebességű helyeken gyűlik össze.
Lakkprekurzorok
A lakk láthatatlan előszobája
Az olajban oldott vagy szubmikronos méretű bomlástermékek. Még nem rakódtak le, de a körülmények megváltozásakor, elsősorban lehűléskor, kiválhatnak és lakkot képezhetnek.
Miért ott rakódik le, ahol a legjobban árt?
Az olaj oldóképessége hőmérsékletfüggő: meleg olaj több bomlásterméket tart oldatban, mint a hideg. Ha az olaj telítődik, a hidegebb pontokon a bomlástermékek kiválnak, és a fémfelületekre tapadnak. A folyamat részben visszafordítható: felmelegedéskor a lerakódás egy része visszaoldódhat.
- Hőcserélők és olajhűtők, ahol az olaj lehűl
- Szelepek, különösen a szakaszosan átáramlott szervo- és arányos szelepek
- A tartály falai és holtterei
- Az egész rendszer leállás és lehűlés után
Hogyan keletkezik a lakk?
A lakk az olaj lebomlásának végterméke. A lebomlást több, egymást erősítő folyamat indíthatja el, és a gyakorlatban ritkán csak egy ok áll a háttérben.
Kémiai öregedés
Oxidáció
Az olaj az oxigénnel reagál. A folyamatot a magas hőmérséklet, a víz és a katalizátorként ható kopásfémek, például a vas és a réz gyorsítják. Az antioxidáns adalékok egy ideig védik az alapolajat, de közben maguk is elfogynak, és bomlástermékeik a lerakódások jelentős részét adhatják.
Hőterhelés
Termikus bomlás
A lokális forró pontokon, például csapágyaknál, fojtásoknál és túlterhelt szivattyúknál az olajmolekulák oxigén nélkül is felbomolhatnak. A keletkező termékek oldhatósága gyenge, ezért könnyen kiválnak.
Levegő az olajban
Mikrodízelezés
Az olajba bekevert levegőbuborékok a nagy nyomású zónákba jutva hirtelen összenyomódhatnak, és lokálisan nagyon magas hőmérsékletet hozhatnak létre. Ez termikus degradációt, oxidációt és széntartalmú bomlástermékek képződését idézheti elő. Kockázata a levegőbevitel, a nyomásviszonyok és a rendszer üzemi körülményei függvényében nő.
Statikus feltöltődés
Elektrosztatikus kisülés (ESD)
A finom pórusú szűrőkön nagy sebességgel átáramló, kis vezetőképességű olaj elektrosztatikusan feltöltődhet. A kisülések lokális hőterhelést és molekuláris degradációt okozhatnak, ami elősegítheti oxidációs bomlástermékek és lakkprekurzorok képződését. A kisülések a szűrőelemet is károsíthatják, és a szűrőháznál jellegzetes kattogó hangként is jelentkezhetnek.
Összetétel
Adalék-kimerülés és összeférhetetlenség
Kimerült adalékrendszer, eltérő olajok keverése vagy az olajtípus öblítés nélküli váltása szintén lerakódáshoz vezethet. Hamumentes olajra váltásnál a rendszerben lévő régi lerakódások is mobilizálódhatnak.
Miért gyakoribb ma, mint régen?
Az alapolajok megváltoztak
A korszerű ipari olajok egyre inkább a mélyebben finomított II. és III. csoportú alapolajokra épülnek. Ezek oxidációs stabilitása általában jobb, ugyanakkor kisebb természetes oldóképességük miatt egyes poláris bomlástermékeket kevésbé képesek oldatban tartani. Bizonyos formulációknál a kisebb vezetőképesség az elektrosztatikus feltöltődés kockázatát is növelheti. Emellett a kisebb tartálytérfogat és a nagyobb fajlagos terhelés sok rendszerben fokozza az olaj termikus igénybevételét.
Milyen károkat okoz a lakk és az iszap?
A lakkosodás lassan, a gép teljesítményén keresztül jelentkezik. Mire a lerakódás szemmel látható, a rendszer jellemzően már régóta érintett.
Beragadó, akadozó szelepek
A ragadós lerakódás jelentősen megnövelheti a tolattyú működtetéséhez szükséges erőt. A következmény pontatlan pozicionálás, ingadozó ciklusidő, beragadó szelep, kritikus rendszereknél pedig akár üzemzavari leállás is lehet.
Eltömődő vonalági szűrők
A ragacsos anyag megül a szűrőpórusokban, ezért nő a nyomásesés, és a szűrőket a szokásosnál jóval gyakrabban kell cserélni. Nő a szivattyú terhelése, a kavitáció és az energiafelhasználás kockázata.
Romló hőcsere
A hőcserélő felületére rakódó lakk hőszigetelő rétegként működik. Emelkedik az üzemi hőmérséklet, ami tovább gyorsítja az oxidációt: a folyamat önmagát erősíti.
Gyorsuló kopás
A lakkréteg megkötheti a kemény szennyeződéseket, amelyek abrazív kopást okozhatnak. A lerakódások emellett csökkenthetik a működési hézagokat és ronthatják a kenési feltételeket a szivattyúkban, csapágyakban, fogaskerekekben és szelepekben.
Emelkedő csapágyhőmérséklet
Siklócsapágyaknál a lerakódás rontja a kenőfilm kialakulását és a hőelvezetést, ami hőmérséklet-emelkedéshez és rezgésproblémákhoz vezethet.
Korrózió és gyorsuló öregedés
A lakkot képező oxidációs termékek savas jellegűek lehetnek. Ezek a fémfelületeket támadhatják, és tovább gyorsíthatják az olaj lebomlását.
Selejt és többletkarbantartás
Fröccsöntésnél a szabálytalan ciklusok selejtet okoznak. A lakkosodott rendszer tisztítása, a szelepcserék és a gyakori szűrőcserék jelentős erőforrást igényelnek.
- Fröccsöntőgépek
- Gáz- és gőzturbinák
- Présgépek
- Kompresszorok
- Acélipari hidraulika
- Szervohidraulikus rendszerek
Hogyan mérhető a lakkosodási hajlam?
A szokásos olajvizsgálati paraméterek – például a viszkozitás, a savszám és az ISO 4406 szerinti részecskeszám – önmagukban nem alkalmasak a lakkképződési hajlam megbízható megítélésére, mert a lakkprekurzorok jelentős része oldott vagy szubmikronos állapotban lehet. Ehhez célzott vizsgálatok szükségesek.
ASTM D7843
MPC: lakkpotenciál
Az olajból membránra kiszűrt oldhatatlan bomlástermékek elszíneződését értékeli ΔE értékkel. A nagyobb érték általában nagyobb varnish-potenciállal társul. Az MPC az egyik legelterjedtebb célzott vizsgálat a lakkképződési hajlam értékelésére.
ASTM D6971
RULER: antioxidáns-tartalék
Megmutatja, mennyi maradt az olaj antioxidáns adalékaiból az új vagy referenciaolajhoz képest. A csökkenő antioxidáns-tartalék az olaj öregedésének fontos indikátora, és növekvő oxidációs, illetve varnish-kockázatra utalhat.
ASTM D2272
RPVOT: oxidációs stabilitás
Az olaj maradék oxidációs ellenálló képességét vizsgálja. Az MPC és a RULER eredményeivel együtt értékelve lényegesen pontosabb képet ad az olaj oxidációs állapotáról és a varnish-kockázatról.
Fontos: az MPC a lakkképződési hajlamot méri, nem a rendszerben már lerakódott lakk mennyiségét. Alacsony MPC érték mellett is lehet jelentős lerakódás a felületeken, például friss olajjal feltöltött, de nem tisztított rendszerben. Az eredményt a trend, a gép tünetei és a többi vizsgálat együtt adja.
Mit jelent a laborlap MPC értéke?
Adja meg a mért MPC ΔE értéket, és megmutatjuk, mit jelent, és mi a javasolt következő lépés.
Javasolt lépések
Tájékoztató értékelés gyakran alkalmazott laboratóriumi sávok alapján (0–15 alacsony, 15–20 enyhe, 20–30 mérsékelt, 30–40 jelentős, 40 felett nagy varnish-potenciál). Az egyes laborok határértékei és értelmezése eltérhetnek, ezért mindig a vizsgáló labor módszertana és az olajtípus az irányadó. A 15 alatti érték sem jelent automatikusan kockázatmentes állapotot: a trend legalább olyan fontos, mint az egyszeri mérés.
Lakkeltávolítás és varnish-kezelés: két technológia
A lakk elleni védekezés egyik kulcsa, hogy a bomlástermékeket még azelőtt csökkentsük az olajban, hogy nagyobb mennyiségben lerakódnának. Ha az olaj varnish-potenciálja csökken, a rendszerben kialakult egyensúly is megváltozhat, és bizonyos felületi lerakódások részben visszaoldódhatnak. Erősen szennyezett vagy vastagon lerakódott rendszereknél önmagában a szűrés nem minden esetben elegendő.
Mellékáramú mélységi szűrés
Triple R szűrőrendszerek
A Triple R cellulóz mélységi szűrőelemei a szilárd szennyeződések mellett bizonyos víz- és oxidációs bomlástermékek eltávolítására is alkalmasak. A varnish-kezelési alkalmazásokhoz a gyártó speciális elemeket is kínál; a működés alapja a nagy térfogatú, többrétegű cellulóz szűrőközeg és a hosszú átáramlási út.
- Varnish-kezelésre kínált V100 szűrőelem
- Az elemek a BU, TR, SE és OSCA sorozatban is használhatók
- Szilárd szennyeződés, bizonyos vízterhelés és varnish-kezelés egy rendszerben
Nanoszűrés és olajregenerálás
SKF RecondOil Box
Az SKF szabadalmaztatott Double Separation Technology (DST) eljárása a gyártó szerint a 0,1 µm alatti részecskéket is eltávolítja, és az oldott, valamint az oldhatatlan varnish kezelésére is alkalmas, miközben az adalékok az olajban maradnak.
- Oldott és oldhatatlan varnish kezelése (gyártói specifikáció szerint)
- Szubmikronos részecskék és víz eltávolítása
- Digitális vezérlés és távfelügyelet (ROBX3100)
- 1. FelmérésOlajminta MPC, RULER és részecskeszám vizsgálattal, a tünetek áttekintése.
- 2. OkfeltárásHőmérséklet, levegőbevitel, víz, ESD-kockázat és olajtípus vizsgálata.
- 3. LakkeltávolításMellékáramú varnish-kezelés a bomlástermékek koncentrációjának csökkentésére, szükség esetén a rendszer tisztításával kiegészítve.
- 4. TrendkövetésRendszeres MPC mérés a csökkenő, majd tartósan alacsony és stabil trend igazolására.
Megelőzés: a kiváltó okok kezelése
A lakkeltávolítás a tüneteket kezeli. Tartós eredményt az ad, ha a lebomlást gyorsító tényezőket is csökkentjük.
Hőmérséklet és levegő
Megfelelő hűtés, a forró pontok megszüntetése, valamint a levegőbevitel és a habzás csökkentése: tömör szívóoldal, megfelelő tartálykialakítás és olajszint.
Víz és szennyeződés
A víz és a kopásfémek gyorsítják az oxidációt. Adszorberes légzőszűrő a tartályon és zárt töltés-ürítés adapteren keresztül.
Adszorberes légzőszűrőkOlajkezelés és figyelés
Azonos olajok utántöltése, olajtípusváltás előtt tisztító öblítés, ESD szempontból megfelelő szűrőelemek, valamint az MPC és RULER értékek rendszeres trendkövetése.
Olajminta laborvizsgálatGyakori kérdések
Mi a lakk (varnish) a hidraulikaolajban?
A lakk az olaj és az adalékok lebomlásából származó, poláris, oldhatatlanná váló termékekből álló vékony, tapadó lerakódás. Jellemzően barnás, ragacsos vagy kemény bevonatként jelenik meg a szelepeken, a tartály falán, a hőcserélőben és a csapágyakon. A lakkot megelőző oldott bomlástermékeket lakkprekurzoroknak nevezzük.
Miért nem mutatja ki a szokásos olajvizsgálat a lakkot?
A viszkozitás, a savszám és az ISO 4406 szerinti részecskeszámlálás önmagában nem alkalmas a lakkképződési hajlam megbízható megítélésére, mert a lakkprekurzorok jelentős része oldott vagy szubmikronos állapotban lehet. A varnish-potenciál célzott vizsgálattal, elsősorban MPC teszttel (ASTM D7843) értékelhető, amelyet érdemes antioxidáns-vizsgálattal (RULER, ASTM D6971) és szükség esetén további oxidációs vizsgálatokkal kiegészíteni.
Mit jelent az MPC érték?
Az MPC (Membrane Patch Colorimetry, ASTM D7843) vizsgálat az olajból membránra kiszűrt oldhatatlan bomlástermékek színét méri, és ΔE értékben adja meg. Minél nagyobb az érték, annál nagyobb a lakkképződés kockázata. Gyakran alkalmazott tájékoztató értékelés szerint 15 alatt alacsony, 15–30 között emelkedett, 30–40 között jelentős, 40 felett pedig nagy varnish-potenciálról beszélhetünk; a konkrét határértékeket mindig a vizsgáló labor módszertana és az olajtípus alapján kell értelmezni. Az MPC a lakkképződési hajlamot méri, nem a rendszerben már lerakódott lakk mennyiségét.
Megoldja a lakkosodást az olajcsere?
Önmagában általában nem. A felületeken lerakódott lakk a rendszerben marad, az új olaj részben visszaoldja, így rövid időn belül az új olaj lakkpotenciálja is megemelkedhet. Ha az olaj fizikai és kémiai állapota még megfelelő, a lakkeltávolító szűrés gyakran gazdaságosabb: a megtisztított olaj fokozatosan a felületi lerakódásokat is visszaoldja. Erősen lakkosodott rendszernél tisztító öblítés is szükséges lehet.
Hogyan távolítható el a lakk a hidraulikaolajból?
Mellékáramú, varnish-kezelésre alkalmas olajkezelő rendszerrel csökkenthető a bomlástermékek koncentrációja. A cellulóz mélységi szűrőelemek egyes oxidációs maradékok és iszap eltávolítására is alkalmasak, míg az SKF RecondOil Box a gyártói specifikáció szerint oldott és oldhatatlan varnish-kezelésre is használható. A tartós eredményhez a kiváltó okokat is kezelni kell: a hőmérsékletet, a levegőbevitelt, a vízszennyeződést és az elektrosztatikus kisülések kockázatát.
Akadoznak a szelepek, gyakran tömődnek a szűrők?
Küldjön olajmintát lakkpotenciál-vizsgálatra, vagy írja meg a laborlap eredményeit és a gép tüneteit. Feltárjuk a kiváltó okokat, és javaslatot teszünk a lakkeltávolításra.
- Telefon+36 1 431 0980
- E-mailiroda@hidrakft.hu
- Cím1103 Budapest, Gyömrői út 108.