Čistota oleje – nástroj pro snížení výrobních nákladů

V mnoha odvětvích průmyslu a energetiky hraje se ve výrobě stále používají různé typů olejů a maziv. Velmi významnou skupinu tvoří oleje používané v hydraulických agregátech strojů. Důležitost udržování čistoty hydraulického oleje je zdůrazněna téměř v každé odborné literatuře a v každém mazacím plánu stroje. Je to pochopitelné, protože jak vyplývá z definice je hydrostatický mechanizmus zařízení na přenos energie, kde nositelem energie je kapalina (nejčastěji ropný olej) a přenos se uskutečňuje prostřednictvím tlaku.

Přenos energie je založený na tom, že působením vnější síly na plochu vzniká v oleji tlak, který se rychlostí šíření tlakových vln přenese do všech bodů objemu oleje. Velikost tlakové síly je závislá na ploše pístu a docíleného tlaku a rychlost pohybu pístu je závislá na průtoku oleje.
Při práci hydrostatického mechanizmu se transformují různé formy energie. V reálných podmínkách je energie kapaliny na výstupu vždy menší než energie kapaliny na vstupu. Část vložené energie se transformuje na teplo. Tepelná energie vzniklá při práci hydrostatického mechanizmu je energií nevratnou, někdy je ne zcela přesně nazývaná energií ztrátovou. Vznik tepla souvisí s nutností překonávat vnitřní odpory hydrostatického mechanizmu. Velikost odporu proti pohybu oleje v mechanizmu je přímo úměrný velikostí tření kapaliny o stěny přenosových kanálů a částic kapaliny navzájem. Jinými slovy je velikost odporu přímo závislá na znečištění oleje.
Pro představu o jak velkou energii se jedná, uvádím příklad výpočtu množství tepla, které je nutné pro ohřátí olejové náplně o objemu 250 litrů o jeden stupeň Celsia, při úvaze o dokonale izolované nádrži.
Q = c . m ( t - t1 )
Q = 1,67 x 222 x ( 1 )
Q = 370,74 kJ

c (měrné teplo) kJ. Kg-1. K-1 pro ropný olej c =1,67
m ( hmotnost) kg
t - t1 (rozdíl teplot)
Převedeme-li množství tepla na jednotky elektrické energie Wh, kde platí 1 Wh = 3.600 J, dostaneme jednoduchým výpočtem :

Q = 370 740 J = 102 Wh = 0,1 kWh
Pokud dovedeme naši úvahu až k přepočtu na finanční částku, která je nutná pro ohřívání
250 litrů olejové náplně o jeden stupeň Celsia za jeden rok provozu (6 000 h) dostaneme výslednou ztrátu 1 800 Kč. (při průměrné ceně 3 Kč/kWh).
Co je skutečným znečištěním v hydraulice? Jaký druh znečištění se podílí na změnách koeficientu tření v hydraulice? Zjednodušeně lze znečištění oleje klasifikovat jako „tvrdé"
(otěrové kovy, prachové částice, brusivo, ostatní částice), „měkké" (oxidační produkty oleje a produkty reakce aditiv olejů) a „voda" (volná a vázaná).V reálném hydraulickém systému stroje nelze předpokládat, že jednotlivé typy znečištění oleje působí na funkci stroje samostatně bez vzájemných vazeb. Například částice „tvrdého" znečištění, kromě významného podílu na abrazivním opotřebení komponentů hydraulického systému, jsou základem vzniku submikroskopických částic, které působí jako katalyzátory a jsou příčinou oxidace oleje = základem měkkého znečištění. Nárůst „měkkého" znečištění (úsad) v systému a na sacích filtrech může způsobit kavitační opotřebení čerpadla, tedy opět nárůst znečištění „tvrdého". Systém stroje se začne pohybovat ve vazbě následků a příčin. Výsledkem je ztráta provozní spolehlivosti, produktivity a nárůst poruch stroje.
Podle změn koeficientu tření lze polemizovat s názorem, že oxidační úsady jsou pro hydrostatický mechanizmus nepodstatné nebo dokonce prospěšné. Teorie definuje základní olej jako nepolární kapalinu. Oxidační částice polární jsou. Kov má permanentní dipólový moment a polarizované částice jsou proto zachycovány jeho povrchovou plochou. Jakmile jsou oxidovány molekuly oleje, následuje autooxidace a molekuly polymerizují. Polymerizované oxidační produkty jsou v molekulárních velikostech a jsou velmi lepivé. V praxi se první oxidační produkty v oleji objevují již po tříměsíčním provozu mechanizmu a po třech letech provozu už mohou dosahovat podílu až 65% z celkového znečištění oleje.
Máli být čistota oleje skutečným nástrojem ke snižování nákladů je nutné přihlédnout ke všem druhům znečištění, tedy i k polymerizovaným oxidačním produktům. Nástrojem vhodným pro snižování celkového objemu nečistot je technologie KLEENTEK elektrostatického čištění olejů. Technologie elektrostatického čištění (ELC) umožňuje ovlivňovat účinnost hydrostatického agregátu. Tím že je schopna odstraňovat z oleje a potažmo ze systému stroje i produkty oxidace, snižují se koeficienty tření pohyblivých prvků systému. Průtoky oleje ventily a regulačními odporovými prvky se stává konstantním. Energetická rovnice systému vykazuje nižší ztráty. Proč? Přístroje KLEENTEK (ELC) pracují na základě Coulombova zákona. V čistící komoře přístroje se elektrickým napětím 10 kV vytváří homogenní elektrické pole.
Každá částice znečištění má definovatelný elektrický náboj. Částice s kladným nábojem jsou přitahovány ke katodě a částice se záporným nábojem k anodě. Neutrální částice zůstávají nedotčeny. Tento děj se nazývá elektroforéza. Pokud vložíme do homogenního elektrického pole dielektrikum, dojde k zakřivení a zhuštění elektrických siločar, tedy k porušení homogenity elektrického pole. U přístrojů KLEENTEK se toho docílí vložením kolektoru do čistící komory. Deformací pole- kolektorem- jsou zachycovány i neutrální částice. Tento děj se nazývá dielektroforéza. Elektrostatické čištění nenabijí olej, ale pouze využívá elektrických nábojů nerozpustných částic v oleji a zachycuje je bez ohledu na jejich náboj, velikost a druh. Pomocí konvenčních způsobů čištění, jako je filtrace, odstřeďování nebo magnetické jímání je v praxi možné odstranit částice, jejichž velikost je ohraničena. Filtry jsou pro některé druhy znečištění nepoužitelné. Náklady na energii pro filtraci tlakové kapaliny hydraulického zařízení jsou často ve stejné řádové velikosti jako náklady na filtrační prvky a jejich výměnu. Odstřeďování je účinné pouze pro částice se specifickou hmotností vyšší než sám olej.
Přístroje KLEENTEK odstraňují z oleje i částice submikroskopických velikostí, které nemohou být konvenčními metodami odloučeny a jejichž velikost sahá hluboce pod 1m.
KLEENTEK jsou přístroje určené na čištění širokého spektra průmyslových olejů např. hydraulických, převodových, turbínových, strojních, kompresorových, transformátorových, řezných atd. Firma KLEENTEK, spol. s r.o. Praha je výhradním dodavatelem přístrojů na elektrostatické čištění průmyslových olejů v České, Slovenské a Polské republice.

Ing. Milan Soukup
KLEENTEK,spol. s r. o. Praha
soukup@kleentek.cz

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk