Olajszennyeződések – víz
Víz a hidraulika- és kenőolajban
A víz a szilárd szennyeződések mellett az egyik legkárosabb olajszennyező. Elősegítheti az olaj oxidációját és egyes adalékok kimerülését, ronthatja a kenési viszonyokat, valamint növelheti a korróziós, kifáradásos és eróziós károsodás kockázatát. Már a magas telítettségi szintű, szabad szemmel nem látható oldott víz is kedvezőtlenül befolyásolhatja az olaj állapotát és egyes alkatrészek élettartamát.
Honnan kerül víz az olajba?
A víz többnyire nem egyetlen nagy szivárgáson, hanem folyamatosan, kis mennyiségekben jut be a rendszerbe, és ott halmozódik fel.
- PáralecsapódásA tartály minden olajszint- és hőmérséklet-változáskor levegőt szív be. A levegő páratartalma a hidegebb felületeken kicsapódik.
- Tömítetlen olajhűtőVíz-olaj hőcserélő belső szivárgásánál a víz közvetlenül az olajkörbe juthat, gyakran jelentős mennyiségben.
- Nem megfelelő hordótárolásA kültéren, állítva tárolt hordók tetején megálló esővíz a hőingadozás hatására a dugón át beszívódhat.
- Hengerrúd- és tengelytömítésekKopott tömítéseken, nedves vagy mosott környezetben a víz a visszahúzódó rúddal a rendszerbe kerülhet.
- Tisztítás és mosásNagynyomású mosás, nyitott betöltőnyílás vagy szellőző mellett a víz közvetlenül bejuthat a tartályba.
- UtántöltésNyitott edényből, szűretlenül betöltött olajjal víz és szilárd szennyeződés is bekerülhet.
A páralecsapódás ellen az adszorberes légzőszűrő, a tiszta töltéshez a tartály- és hordóadapterek adnak megoldást.
A víz három állapota az olajban
Az olaj egy bizonyos mennyiségű vizet oldott formában képes megtartani. Ezt a határt telítési pontnak nevezzük. A telítési pont felett a többletvíz diszpergált vagy emulgeált cseppek, illetve különálló szabad vízfázis formájában jelenhet meg. Hogy melyik forma alakul ki, az az olaj demulgeáló tulajdonságától, adalékrendszerétől, a hőmérséklettől és a keverés intenzitásától is függ.
A telítési pont alatt
Oldott víz
A víz molekulárisan oldott állapotban van jelen, ezért az olaj rendszerint tiszta és átlátszó marad. Szabad szemmel nem észlelhető. Magas relatív telítettségnél azonban már kedvezőtlenül befolyásolhatja az olaj öregedését és egyes érzékeny alkatrészek élettartamát.
A telítési pont felett
Emulgeált víz
A telítési pont feletti víz apró cseppek formájában diszpergálódhat az olajban; tartós emulzió esetén az olaj zavarossá vagy tejszerűvé válhat. Az emulzió stabilitása az alapolajtól, az adalékrendszertől, a szennyezettségtől, a hőmérséklettől és a keverési viszonyoktól függ.
Nagy víztartalomnál
Szabad víz
A víz különálló folyadékfázisként válhat ki, és ásványolaj-alapú rendszerekben nagyobb sűrűsége miatt jellemzően a tartály alján gyűlik össze. Kedvezőtlen tartálykialakítás esetén innen ismét a szivattyú szívóágába kerülhet.
Telítettség: miért nem elég a ppm érték?
Ásványolaj-alapú kenő- és hidraulikaolajok vízoldó képessége általában nő a hőmérséklettel. Ugyanaz a víztartalom üzemi hőmérsékleten még oldott lehet, lehűlés után viszont megközelítheti vagy meghaladhatja az adott olaj telítési pontját. Ezért a ppm érték önmagában nem mutatja meg, mennyire közel van a rendszer a szabad vagy diszpergált víz megjelenéséhez. Az alábbi kalkulátor tipikus ásványi hidraulikaolajra ad becslést:
Tájékoztató becslés egy tipikus ásványi alapú hidraulikaolaj feltételezett telítési görbéjével (kb. 200 ppm 30 °C-on és 500 ppm 65 °C-on). A valós telítési görbe az alapolajtól, az adalékrendszertől, az olaj öregedési állapotától és a szennyezettségtől is függ. Az oxidáció során képződő poláris vegyületek miatt az öregedett olaj vízoldó képessége eltérhet, és gyakran magasabb lehet a friss olajénál. A kalkulátor ezért nem helyettesíti az adott olajra vonatkozó laboratóriumi vagy szenzoros mérést. A teljes vízmennyiség becslése 0,87 kg/l olajsűrűséggel számol.
Milyen károkat okoz a víz?
A víz egyszerre támadja az olajat és a gépet. A kémiai és a mechanikai hatások egymást erősítik, ezért a vízszennyezés a gép élettartamát jelentősen csökkentheti.
jelentős
élettartam-növekedést mutattak klasszikus gördülőcsapágy-vizsgálatok a kenőanyag víztartalmának csökkentésével. A tényleges hatás az alkalmazástól, a csapágyterheléstől, az olajtól és a víz állapotától függ.
Gyorsuló oxidáció és savasodás
A víz elősegítheti és bizonyos körülmények között jelentősen gyorsíthatja az oxidációs és hidrolitikus folyamatokat, különösen katalitikusan aktív kopásfémek, például réz- és vastartalmú részecskék jelenlétében. Emiatt gyorsulhat egyes antioxidáns adalékok kimerülése, emelkedhet a savszám (TAN), és nőhet az iszap- és lakkképződés kockázata.
Adalékok elvesztése
Egyes adalékkomponensek víz jelenlétében hidrolízissel bomolhatnak, illetve a víz elősegítheti bizonyos adalékok kiválását vagy kimerülését. Ennek következtében gyengülhet többek között a kopásgátló, korróziógátló vagy más funkcionális adalékok hatása.
Kavitáció és eróziós kopás
A szabad vagy emulgeált víz kedvezőtlenül befolyásolhatja a szivattyú szívóoldali és kenési viszonyait, és bizonyos üzemi körülmények között fokozhatja a kavitációs, illetve eróziós károsodás kockázatát. A következmény lehet felületi erózió, új kopásrészecskék képződése és zajosabb szivattyúműködés.
Gyengülő kenőfilm, kifáradás
A víz ronthatja a kenőfilm teherbírását, így nőhet a fémes érintkezés esélye. A felületi mikrorepedésekbe jutó víz gyorsíthatja a kifáradásos károsodást, különösen a gördülőcsapágyakban és a fogaskerekeken.
Korrózió és rozsdaképződés
A tartály légterében a kicsapódó pára a tartály tetején és falán rozsdát képez. A rezgés a rozsdarészecskéket az olajba juttatja, a szivattyú szétosztja őket a rendszerben, a lepergett rozsda helyén pedig új rozsda képződik: önfenntartó szennyeződési ciklus.
Mikrobiális szennyeződés
Tartósan jelen lévő szabad víz esetén az olaj-víz határfelület kedvező környezetet teremthet mikrobiális növekedéshez. A mikroorganizmusok és anyagcseretermékeik hozzájárulhatnak nyálkás lerakódásokhoz, korrózióhoz és szűrőeltömődéshez.
Szűrőproblémák
A víz és a víz okozta bomlástermékek gyorsabban eltömíthetik a vonalági szűrőket, egyes szűrőanyagok pedig nedvesség hatására veszíthetnek szilárdságukból.
Hogyan mérhető a víztartalom?
Szabad szemmel az oldott víz nem észlelhető. A telítési pont feletti diszpergált vagy emulgeált víz zavarosságot okozhat, a nagyobb mennyiségű szabad víz pedig külön fázisként is megjelenhet. Megbízható értékeléshez mérés szükséges.
ASTM D6304
Karl Fischer titrálás
Laboratóriumi módszer az olaj víztartalmának pontos meghatározására. Megfelelő mintavétel és homogenizálás mellett a teljes víztartalom ppm-ben határozható meg; különösen szabad víz jelenlétében kritikus, hogy a minta reprezentatív legyen.
Online érzékelő
Telítettség (%)
Üzem közben folyamatosan mérheti a vízaktivitást vagy relatív telítettséget az adott olajban, rendszerint a hőmérséklettel együtt. A trendváltozás korán jelezheti a nedvességterhelés növekedését, például kondenzáció vagy hőcserélő-szivárgás esetén.
Gyorsteszt
Pattogásteszt (crackle test)
A forró lapra cseppentett olaj pattogása vagy buborékképződése jelentősebb vízszennyezésre utalhat. Gyors terepi szűrővizsgálat, de érzékenysége módszerfüggő, és mennyiségi meghatározásra nem alkalmas.
Gyakori gyakorlati célérték, hogy a víztartalom a telítési pont 50%-a alatt maradjon, és szabad víz ne legyen jelen. A konkrét határértéket az alkalmazás, az olaj és a gyártói előírás határozza meg. Olajminta laborvizsgálat Olajállapot-felügyelet
Víztelenítés: Triple R megoldások
A megfelelő víztelenítési módszer attól függ, hogy a víz milyen állapotban, milyen koncentrációban és milyen olajban van jelen. A szabad víz többféle mechanikus eljárással eltávolítható; az oldott víz hatékony csökkentésére ipari olajrendszerekben elsősorban vákuumos víztelenítő berendezéseket alkalmaznak.
Vízelnyelő szűrőbetét
WE szűrőbetét
A Triple R szabványos szűrőházaiba illeszkedő WE betét a szilárd szennyeződések mellett vizet is megköt: a gyártó szerint betétenként kb. 900 ml-t. Kisebb, folyamatos vízterhelésnél gazdaságos megoldás.
WE szűrőbetét
Vákuumos víztelenítés
Vákuumos víztelenítő
Mellékáramban működő víztelenítő berendezés. A gyártói specifikáció szerint az oldott víztartalom jelentős része csökkenthető, a szabad víz nagy hatásfokkal eltávolítható, és a rendszer az olaj gáztartalmának csökkentésére is alkalmas lehet. Az elérhető hatásfok és térfogatáram a konkrét berendezéstől és üzemi körülményektől függ; egyes kivitelek legfeljebb kb. 30 l/perc térfogatáramra készülnek.
Vákuumos víztelenítő
Vízleválasztás
WS sorozat
Vízleválasztó rendszerek kis és közepes méretű rendszerekhez, a szabad víz folyamatos eltávolítására.
WS vízleválasztó| Módszer | Szabad víz | Emulgeált víz | Oldott víz |
|---|---|---|---|
| Leeresztés a tartály aljáról | igen | nem | nem |
| Vízleválasztó (WS) | igen | részben | nem |
| Vízelnyelő szűrőbetét (WE) | igen | részben | nem |
| Vákuumos víztelenítő | igen | igen | igen |
Általános technológiai összehasonlítás, nem garantált eltávolítási hatásfok. A tényleges eredmény az olaj típusától és adalékrendszerétől, az emulzió stabilitásától, a hőmérséklettől, a vízterheléstől, az átáramlástól és a berendezés méretezésétől függ.
Megelőzés: ne engedje be a vizet
A víz eltávolítása mindig drágább, mint a bejutásának megakadályozása.
Száraz levegő a tartályba
Adszorberes légzőszűrő a tartály légzőnyílásán: a beszívott levegőből megköti a párát, így a tartályban nem csapódik ki víz.
Adszorberes légzőszűrőkZárt töltés és tárolás
Hordók fedett, fekvő tárolása, töltés zárt rendszerben, adapteren és szűrőn keresztül, nyitott edény és tölcsér nélkül.
Tartály- és hordóadapterekEllenőrzés és trend
Az olajhűtő és a tömítések rendszeres ellenőrzése, a víztartalom laborvizsgálata, kritikus gépeknél online telítettségmérés.
Olajminta laborvizsgálatGyakori kérdések
Mennyi víz lehet a hidraulikaolajban?
A cél általában az, hogy a víztartalom jóval az adott olaj telítési pontja alatt maradjon, és szabad víz lehetőleg ne legyen jelen. Ásványi alapú hidraulikaolajok telítési pontja gyakran néhány száz ppm nagyságrendű, de erősen függ a hőmérséklettől, az alapolajtól, az adalékrendszertől és az olaj állapotától. Az 50% alatti relatív telítettség gyakori gyakorlati irányelv, nem általános szabványos határérték.
Mi a különbség az oldott, az emulgeált és a szabad víz között?
Az oldott víz molekulárisan oszlik el az olajban, ezért szabad szemmel rendszerint nem látható. A telítési pont felett a többletvíz diszpergált vagy emulgeált cseppek formájában jelenhet meg; stabil emulzió esetén az olaj zavarossá, tejszerűvé válhat. Kedvező fázisszétválási tulajdonságok mellett a víz különálló szabad vízfázisként is kiválhat és ásványolaj-rendszerben jellemzően a tartály alján gyűlhet össze.
Miért jelenhet meg szabad víz leállás után?
Ásványolaj-alapú kenő- és hidraulikaolajok vízoldó képessége általában nő a hőmérséklettel. Üzemi hőmérsékleten ugyanaz a vízmennyiség még oldott állapotban lehet, lehűléskor azonban az adott olaj telítési pontja csökkenhet. Ha a víztartalom ezt meghaladja, diszpergált, emulgeált vagy szabad víz jelenhet meg.
Hogyan mérhető a víztartalom az olajban?
Laboratóriumban Karl Fischer titrálással határozható meg a víztartalom; szabad víz esetén különösen fontos a reprezentatív mintavétel és homogenizálás. Üzem közben online nedvességérzékelővel a vízaktivitás vagy relatív telítettség követhető, rendszerint a hőmérséklettel együtt. Ez jól mutatja, mennyire közelít az olaj az adott körülményekhez tartozó telítési ponthoz.
Melyik víztelenítési módszer távolítja el az oldott vizet?
Az oldott víz hatékony eltávolítására ipari olajrendszerekben elsősorban vákuumos víztelenítő berendezéseket alkalmaznak. A mechanikus vízleválasztók és a vízelnyelő szűrőbetétek elsősorban a szabad, illetve kialakítástól és az emulzió stabilitásától függően részben a diszpergált vagy emulgeált víz csökkentésére alkalmasak.
Víz van az olajban?
Küldjön olajmintát Karl Fischer vízvizsgálatra, vagy írja meg a mért víztartalmat, az olajtérfogatot és az üzemi hőmérsékletet. Javaslatot teszünk a megfelelő víztelenítési megoldásra és a víz forrásának megszüntetésére.
- Telefon+36 1 431 0980
- E-mailiroda@hidrakft.hu
- Cím1103 Budapest, Gyömrői út 108.