Справочник

Как выявить смешивание смазочных материалов с помощью анализа масла

ВВЕДЕНИЕ

Недавнее исследование на местной электростанции показало, что смешивание смазочных материалов является наиболее частой причиной проблем, связанных со смазкой. Любое отклонение от спецификации масла производителя оригинального оборудования, особенно в отношении типа и класса вязкости, увеличивает вероятность выхода оборудования из строя и ведет к увеличению затрат на техническое обслуживание и ремонт. Так почему это происходит и как это предотвратить?

В этом примечании по применению будут рассмотрены причины смешивания смазочных материалов и тесты с анализом масла, которые предупреждают обслуживающий персонал о том, что произошло смешивание.

Ни один владелец оборудования и никто из обслуживающего персонала не намерен заливать неправильное масло в машину. Есть три основные причины, по которым это происходит, и эти причины, хотя и не исчерпывающие, универсальны для всех организаций, когда возникает эта проблема.

1
НЕДОСТАТОК ОБУЧЕНИЯ

Большинство механиков и специалистов по техническому обслуживанию оборудования (персонал, ответственный за повседневное техническое обслуживание машин) не обучены тому, какие функции выполняет смазочный материал, и, в частности, что означают различия в составах смазочных материалов. Зачастую единственное, что у них есть, это этикетка на бочке или канистре с весьма ограниченной информацией. Большинство из них идентифицируют смазочные материалы только по классу вязкости. Технические описания продуктов, предоставляемые поставщиками смазочных материалов, расплывчаты по причинам конкуренции, и маркетологи нефтепродуктов склонны акцентировать внимание на сообщении «наши продукты покрывают ваши потребности», а не на конкретном описании того, чего не следует делать. В результате, позиция «масло есть масло» распространена во всем мире, и подход «лучше смазывать любым маслом, которое есть под рукой, чем вообще без масла», используется ежедневно. В сочетании с этим недостатком знаний есть еще два осложнения, быстро распространяющиеся в последние годы:

  • Функция смазки переходит от традиционной "функции технического обслуживания" к "функции повседневной эксплуатации" и все чаще передается операторам технологического процесса, которые не прошли обучение по вопросам технического обслуживания или смазки.
  • Текучесть кадров на операторских должностях выше, чем у специалистов по техническому обслуживанию. В результате обучение регулярно сокращается.

2
ПРОБЛЕМЫ С ЦЕПОЧКОЙ ПОСТАВОК

Иногда отделы закупок ошибочно считают смазочные материалы обычным товаром. В стремлении получить спецификацию независимо от торговой марки, их сотрудники часто путают названия семейств смазочных материалов (многие из них звучат знакомо).

Если продукт имеет тот же класс вязкости и такое же предназначение (например, гидравлическая жидкость AW), предполагается, что масло можно добавлять в машину без ухудшения рабочих характеристик. Совместимость присадок, чувствительность оборудования и побочные эффекты коррозии не рассматриваются с должным вниманием, и у поставщиков смазочных материалов может не быть возможности сообщить покупателям важность конкретных смазочных материалов.

Многие дистрибьюторы смазочных материалов выполняют TLM (полное управление смазочными материалами) с особой ответственностью в этой области. Заказчик или партнер-поставщик смазочных материалов обязан осуществлять входящий контроль качества, чтобы гарантировать поставку правильного масла.

3
АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Если ваше помещение для хранения смазочных материалов похоже на это, у вас будут проблемы, связанные со смешиванием смазочных материалов.
Если ваше помещение для хранения смазочных материалов похоже на это, у вас будут проблемы, связанные со смешиванием смазочных материалов.

Плохо организованные участки мастерских и пренебрежение единообразием смазочных материалов способствуют смешиванию масел. Надлежащая производственная практика и контроль качества могут минимизировать ошибки, допускаемые на этом этапе. Кроме того, выпускаются контейнеры для переноса смазочных материалов, этикетки и дозаторы с цветовой кодировкой.

Во всех трех областях должны выполняться 5 правил смазки: правильный тип, правильное качество, правильное количество, правильное место и правильное время.

Роль анализа масла

Специфические проверки состояния смазки предоставляют информацию о смешивании смазочных материалов. Результаты проверок приведены в Таблице 11-1. Рассмотрим некоторые общие проверки, используемые для контроля состояния, и выясним, как с их помощью определить, что указанное масло не пригодно для применения.

Таблица 11-1: Тесты с анализом масла

Метод испытания Подход Преимущества Ограничения
Вязкость Кинематическая вязкость Можно сразу сказать, присутствует ли масло неправильного сорта. Небольшие присадки находятся в пределах нормальных изменений вязкости. Не рассматриваются масла с разными комплексами присадок.
Элементная спектроскопия ICP, RDE, XRF Присадки зольного типа легко поддаются идентификации, и можно легко наблюдать различные элементные соотношения присадок. Не рассматривается несоответствие базовых компонентов. Беззольные органические присадки не определяются по элементам.
Инфракрасная спектроскопия ИК-Фурье спектроскопия, прямая ИК-спектроскопия Простота обнаружения, нахождения и идентификации функциональных групп и комплексов присадок (ИК-Фурье спектроскопия). Возможность проверки на известном масле (прямая ИК-спектроскопия). Многие базовые компоненты / комплексы присадок очень похожи, и поставщики регулярно меняют составы. Трудно принять решение по неизвестной про
Газовая хроматография (нестандартная) GC, GC-MS Различные виды смазочных материалов элюируются в разное время, особенно масла с четкими ионизационными характеристиками; возможность измерения смешивания смазочных материалов на уровне 0,05%. Масла с присадками усложняют задачу выбора разделительной колонки. Совместно элюируются несколько соединений.

Вязкость

Присутствие смазочного материала другого класса легко заметить. Например, если проводится анализ трансмиссионного масла и результат составляет 249 сСт при 40oC, а ожидаемый диапазон вязкости составляет 150 сСт +/-20%, наиболее вероятной причиной большого отклонения является добавление масла более высокого класса вязкости. Ожидается, что масло, находящееся в эксплуатации, отличается от номинального по вязкости не более чем на 20%.

Если добавленный смазочный материал имеет тот же номинальный класс вязкости, одного измерения вязкости недостаточно для обнаружения смешивания. Например, для гидравлических систем в военной авиации требуются как минеральные, так и огнестойкие гидравлические жидкости. Оба типа масел имеют одинаковый диапазон вязкости и физические характеристики. В этом случае измерение вязкости является необходимым, но не достаточным для обнаружения смешивания.

Элементный анализ

Присутствие дополнительных элементов, таких как фосфор, цинк, кальций, магний, барий и калий, в тех случаях, когда предыдущие тенденции указывали на следы или полное их отсутствие, является верным признаком загрязнения. Увеличение значений или изменение количества или соотношения элементов часто указывает на смешивание смазочных материалов. Предыдущая тенденция повышает уверенность в результатах, особенно когда наблюдается изменение величины.

Таблица 11-2: Комплекс присадок текущей пробы значительно отличается, указывая на смешивание смазочных материалов в верхней части.

Химические элементы Текущая проба Предыдущая проба
Кальций 135 145
Фосфор 1955 1386
Магний 80 100
Кальций 259 14
Цинк 780 24

ИК-анализ

Рис. 11-1: Наложенные ИК-спектры
Рис. 11-1: Наложенные ИК-спектры

Инфракрасная спектроскопия - рекомендуемый инструмент для обнаружения смешивания смазочных материалов, поскольку он позволяет специалистам сравнивать молекулярный след неизвестной пробы с известным эталоном (см. ниже). Любые необычные пики можно быстро идентифицировать визуально, наложив эталонный или предшествующий спектр на спектр неизвестной пробы. Наиболее распространенным методом в лабораториях является метод окончательного отрицательного контроля (т. е. технолог скорее скажет, что это не то, что надо, чем сможет определить, что это такое). Обычно это достигается с помощью эталонного масла. Обычный запрос в ходе исследования - проверка пробы неизвестного масла и нескольких потенциальных кандидатов, которые могут присутствовать в смеси. Наложение их на неизвестное масло сразу же выявит различия в маслах. Выполнение любой из встроенных функций поиска / идентификации в программном обеспечении ИК-спектроскопии облегчает анализ.

Многие молекулы имеют одинаковые частоты колебаний в ИК-спектре.

Метод ИК-Фурье спектроскопии широко используется в лабораториях контроля состояния, и многие клиенты, занимающиеся анализом масла, полагают, что этот метод будет автоматически предупреждать о смешивании смазочных материалов. Это не так.

Рис. 11-2: Анализ смешивания масел для определения алгоритмов и вывод результатов в % по массе
Рис. 11-2: Анализ смешивания масел для определения алгоритмов и вывод результатов в % по массе

Методы ИК-Фурье спектроскопии, методы индексации JOAP, либо методы ASTM для контроля состояния подразумевают выбор определенных областей спектра, где ожидается обнаружение известной степени деградации и загрязнения жидкостью. Если масло смешано с другим продуктом, вполне вероятно, что результат анализа тенденций, полученный в ходе стандартного анализа, может не показать отклонения от тенденций деградации соединений в этих областях спектра, особенно если базовые компоненты такие же.

Смешивание синтетических масел с минеральным маслом вызывает отклонение спектра, и оно будет определено аналитиком только в том случае, если целочисленное значение превысит аварийный сигнал по отклонению.

Методы прямой ИК-спектроскопии, используемые в спектрометре FluidScan, полезны, если среда и потенциальное смешивание известны заранее и смоделированы. Например, специалисты на военных самолетах регулярно сталкиваются с проблемой смешивания турбинного масла и гидравлической жидкости - если такое происходит, ухудшаются летно-технические характеристики самолета.

Специальные алгоритмы обнаружения "посторонней жидкости", адаптированные к известному загрязнителю, можно превратить в обычный метод (доступно в спектрометре FluidScan, см. ниже).

Вышеуказанные тесты являются обычными тестами, выполняемыми при анализе масла. У них имеются как преимущества, так и недостатки. ИК-спектроскопия остается отличным методом анализа при смешивании смазочных материалов, и чем больше "известных эталонов", тем эффективнее становится анализ. Результаты регулярной проверки жидкости можно применять для оптимизации работы машины.

Может быть интересно
Все статьи