Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti HYDRAULICKÉ OLEJE.

Prezentace na téma: "Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti HYDRAULICKÉ OLEJE."— Transkript prezentace:

1 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti HYDRAULICKÉ OLEJE

2 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti -představují důležitý prvek hydraulických zařízení; -jejich stav a vlastnosti před a po dobu použití rozhodují o životnosti a účinnosti zařízení Hlavním úkolem je přenášet energii a sílu z jedné jednotky na druhou, a tím napomáhat k plnění úkolů. -používají se především minerální oleje, ve speciálních podmínkách i jiné kapaliny; -jedná se především o překrytí velkého teplotního pásma, ochranu životního prostředí či nízká zápalnost

3 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Základními funkcemi jsou: 1)přenos tlaku a pohybu při minimálních ztrátách a beze změn vlastního oleje; 2)omezení tření a otěru; 3)ochrana mazaných povrchových kovových ploch proti korozivním vlivům a chemickému rozkladu (i po odstavení zařízení); 4)odvod tepla; 5)utěsnění mezi jednotlivými prvky stroje.

4 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Hydraulické oleje jsou především určeny k přenosu výkonu a nikoliv mazání. U automobilů je jejich využití: 1)v posilovačích řízení; 2)v tlumičích; 3)u hydrostatických pohonů; 4)u řízení zadních kol. Minerální oleje - ekologicky nešetrné H minerální olej bez aditiv (není normovaný); HL H + aditiva protikorozní a proti stárnutí; HLPHL + aditiva snižující otěr a opotřebení; HVLPHLP + vysoký viskozitní index; HLPDHVLP + aditiva detergenty a disperzanty.

5 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Rostlinné a syntetické oleje -ekologicky šetrné, biologicky odbouratelné HEPGhydraulické oleje na bázi polyglykolu; HETGhydraulické oleje na rostlinné bázi; HEEShydraulické oleje na bázi esteru. Tzv. biologicky odbouratelné hydraulické kapaliny nejsou ekologickém pouze méně zatěžují životní prostředí.

6 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Parametry hydraulických olejů: 1)kinematická viskozita (40 °C, 100 °C); 2)číslo kyselosti; 3)celkové nečistoty; 4)obsah vody; 5)obsah Zn, Si; 6)rozklad vzorku; 7)viskozitní index; 8)karbonizační zbytek; 9)IČ spektrum; 10)otěrové kovy; 11)kód čistoty; 12)deemulgační charakteristika.

7 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Tribotechnické zkoušky hydraulických kapalin můžeme rozdělit na skupiny: 1. zjišťování vhodnosti nových náplní nebo navrhovaných čistých hydraulických kapalin; 2. zjišťování životnosti hydraulických kapalin, které jsou již v provozu náplni stroje. Nejčastěji sledované a rozhodující parametry pro zjišťování vhodnosti nových náplní či nově navrhovaných (náhradních) hydraulických kapalin jsou: 1. Viskozita je prvořadou vlastností hydraulického oleje. Pochopitelně se určují viskozity kinematické při 50 °C a 100 °C, což slouží pro určení viskozitního indexu. Řídíme se jednak hodnotami určenými normou ČSN pro určitý druh hydraulického oleje a jednak doporučeným druhem oleje dle návodu výrobce zařízení.

8 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti 2. Chemická stabilita: je neméně důležitým kritériem pro všechny hydraulické oleje bez rozdílu vyjádřená konkrétně odolností oleje vůči stárnutí. 3. Oxidační stálost: podstata této zkoušky spočívá v tom, že se vzorek oleje okysličí v předepsaném přístroji přebytkem vzduchu nebo kyslíku v přítomnosti katalyzátoru. Oxidační stálost se vyhodnotí stanovením fyzikálně-mechanických vlastností okysličeného vzorku oleje, popř. stanovením rozdílu těchto vlastností okysličeného vzorku oleje. 4. Zkouška na korozivnost: přesněji urychlená zkouška na korozivnost je dalším velmi důležitým kritériem pro posouzení nejen vhodného oleje do hydraulické soustavy. Je také vyjádřením provozního stavu oleje, neboť nasátím či nahodilým vniknutím vody do oleje se mohou pronikavě změnit korozivní vlastnosti hydraulického oleje.

9 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti 5. Zjištění anilinového bodu: z hlediska odolnosti pryžového těsnění a pryžových spojů hadic je tato zkouška velmi důležitá. Odolnost těsnění klesá se stoupajícím podílem aromatických uhlovodíků, s čímž anilinový bod souvisí. 6. Zkouška na bobtnavost pryže v hydraulickém oleji: Do 6ti kádinek o objemu 250 cm 3 opatřených víčky s otvorem 1 cm 3 vložíme tentýž pryžový materiál, nalijeme stejné množství hydraulického oleje např. 100 ml pipetou, přikryjeme víčkem a vložíme do sušárny a vyhříváme na 200 °C. Po dosažení této teploty začneme s měřením kde: a)Po 24 hodinách vyjmeme kádinku č.1, po dalších 24 hodinách kádinku č.2, až po 6 x 24 hodinách vyjmeme poslední šestou kádinku. b)Postupně jak vyjímáme kádinky, provádíme jednak posouzení vzhledu oleje, barvu, zakalení, usazeniny, stupeň výparnosti oleje. U pryžových částí provádíme posouzení ve studeném stavu. Posuzujeme pružnost či křehkost, drobivost, lámavost a mazlavost materiálu pryže.

10 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Zjišťování životnosti a intervalu výměny u hydraulických kapalin Je prakticky nejdůležitější a také nejobtížnější částí tribotechnické diagnostiky, neboť ve srovnání s běžnými motorovými a převodovými oleji zde nerozhoduje jen kvantita nečistot v olejích a hydraulických kapalinách, ale uplatňuje se daleko výrazněji hledisko kvalitativní. Určení stupně znečištění hydraulických kapalin dle statistiky zjištěných částic v jednotce objemu Podstata zkoušky V odebraném vzorku hydraulických kapalin se nejprve zjistí počet částic nečistot v 1 ml kapaliny. Zároveň se provede distribuce počtu částic dle velikosti např.: do 5 μm, 10 μm,15 μm, 25 μm a do 100 μm. Potom odečtem zjistíme počet částic nad jmenovitý průměr d (např. počet částic nad 5 μm, nad 15 μm atd.), abychom mohli použít přiloženého diagramu znečištění hydraulických kapalin dle FITCHE, kde si vyneseme alespoň 3 - 4 distribuční skupiny částic.

11 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Proložením přímky těmito body dostáváme tzv. stupeň znečištění hydraulické kapaliny. Tato přímka tvoří tangentu ke zcela určité křivce znečištění v diagramu dle FITCHE (viz příklad). Křivka určuje hmotnostní množství nečistot vyjádřené v mg na litr hydraulické kapaliny.

12 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Pomůcky: čítač nečistot buď v podobě Bürkerovy komůrky, kde se provádí pod mikroskopem při zvětšení 450 x jednak sečítání celkových částic v objemu 0,25 mm 3 a jednak kvalitativní hodnocení těchto nečistot dle distribučních skupin. Nebo se použije jedno ze 4 typů automatických čítačů nečistot: Milipore, Royco, Coulter Chanelyser TAII, nebo HIAC PC 320-4. Příklad vyhodnocení diagramu znečištění hydraulických kapalin dle FITCHE Ve vzorku 100 ml exploatované hydraulické kapaliny bylo zjištěno následující množství nečistot v jednotlivých velikostech. Uvedená množství nečistot přepočteme na 1 cm 3 dělením 100 a vyneseme do diagramu. K vynesení nám stačí 3 - 4 distribuční skupiny. Velikost částic μm nad ø 2001401008060402010 Počet částic 250150400100013502,1.10 -4 1.10 5

13 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Určení stupně znečištění dané hydraulické kapaliny Vynesená přímka tvoří tangentu ke zcela určité křivce znečištění. V našem případě je to křivka označující množství 10 mg.dm -3. Dále můžeme určit celkový kumulativní počet částic v 1 cm 3 hydraulické kapaliny jako průsečík stupně znečištění s ordinátou diagramu, tj. osou y. V uvedeném případě průsečík vyjadřuje celkovou hodnotu všech částic větších jak - 1 μm : 7 200 cm -3 Odtud můžeme dále zjistit odečtem také počet částic v distribučních skupinách i v těch, které nebyly přímo zkoumány. Rozsah velikosti částic [μm] 1-1010-2020-4040-6060-8080-100110-140140-200 Počet částic ve 100 ml hyd. kap. 620 00079 00019 6503 50080025010048

14 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Hodnocení Stupeň znečištění se vyjadřuje v mg celkových nečistot v 1 litru hydraulické kapaliny. Může se následně vyjádřit i ve hmotnostních procentech, známe-li měrnou hmotnost hydraulické kapaliny. Tím můžeme čistotu hydraulické kapaliny nejen použít, ale i čisté zařadit do určité třídy. Určení kumulativního počtu částic v jednotce objemu hydraulické kapaliny Počet nečistot přesně definovaných velikostí a množství určují různé normy. Nejvíce rozšířené jsou klasifikační systémy podle ISO 4406 a NAS 1638. Obě normy slouží ke klasifikaci počtu a velikosti pevných částic v hydraulických kapalinách. V České republice je platná norma ČSN ISO 4406;2006, která nahradila předchozí předpis ČSN 65 6206. V této normě je určitému množství a velikosti pevných částic přiřazeno kódové číslo. Dále je zde definován kód čistoty, který se skládá ze tří kódových čísel dovolujících rozlišit rozměr a rozdělení částic rovno a větší než 4 μm(c) 6 μm (c) 14 μm (c) v 1 ml kapaliny.

15 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Základy kódu Kód čistoty stanovený automatickými počítači částic se skládá ze tří čísel rozlišující rozměr a rozdělení podle počtu částic na 1 ml kapaliny. Kódová čísla udávají počet částic: v první řadě větší nebo rovno 4 μm(c), v druhé řadě větší nebo rovno 6 μm(c) a v třetí řadě větší nebo rovno 4 μm(c). Čísla se oddělují lomítky např. 22/18/13. Pro určení je využita metoda automatickým počítáním s použitím principu přerušení světla dle ISO 11500 a čítač musí být kalibrován dle ISO 11171. Kód čistoty stanovéný mikroskopicky se skládá ze dvou čísel rozlišujících rozměr a rozdělení podle počtu částic na 1 ml kapaliny. Kódová čísla udávají počet částic: v první řadě jsou větší nebo rovno 5 μm a v druhé řadě větší nebo rovno 15 μm. Aby se kódová čísla vztahovala na počty získané automatickým čítačem, musí se kód čistoty stanovit ve formě tří částí, přičemž první část se udává jako "-", např. - /18/13. Měření částic optickým mikroskopem se provádí dle ISO 4407.

16 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Počet částic v 1ml Kódové číslo více nežMax 80 000160 00024 40 00080 00023 20 00040 00022 10 00020 00021 5 00010 00020 2 5005 00019 1 3002 50018 6401 30017 32064016 16032015 8016014 408013 204012 102011 510 2,559 1,32,58 0,641,37 0,320,646 0,160,325 0,080,164 0,040,083 0,020,042

17 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Grafické vyjádření kódu čistoty Grafické vyjádření kódu čistoty je provedeno křivkou, jejíž body jsou určeny rozměry částic 4, 6 a 14 μm(c) a jejich maximálním počtem v rámci odpovídajícího kódového čísla. Interpolace je akceptovatelná, extrapolace není dovolena. Norma NAS 1638 definuje “kód čistoty hydraulické kapaliny“ pomocí zařazení do jedné ze 14 tříd vždy v daném rozmezí velikosti částic znečištění, např. 5 až 15 μm, 15 až 25 μm atd.

18 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Třída čistoty podle NAS 1638 NASPočet částic ve 100 ml Třída2 - 5 μm5 - 15 μm15 - 25 μm25 - 50 μm50 - 100 μm> 100 μm 006251252241- 01 2502504482- 12 500500881631 25001 0001783261 310 0002 00035663112 420 0004 000712126224 540 0008 0001 425253458 680 00016 0002 8505069016 7160 00032 0005 7001 01218032 8320 00064 00011 4002 02536064 9640 000128 00022 8004 050720128 101 280 000256 00045 6008 1001 440256 112 560 000512 00091 20016 2002 880512 125 120 0001 024 000182 40032 4005 7601 024 13-2 048 000364 80064 80011 5202 048 14-4 096 000729 000129 60023 0404 096

19 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Porovnání kódu čistoty ČSN ISO 4406 s jinými používanými normami - informativní údaj NAS 1638 (1964) Velikost částic ČSN ISO 4406 (2006) SAE 749 D (1963) 5 -15 μm15 - 25 μm 02504412/9/6 15008913/10/7 21 00017814/11/8 32 00035615/12/90 44 00071216/13/101 58 0001 42517/14/112 616 0002 85018/15/123 732 0005 70019/16/134 864 00011 40020/17/145 9128 00022 80021/28/156 10256 00045 60022/19/16 11512 00091 20023/20/17 12102 400182 40024/21/18

20 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Výběr vhodného filtru dle tolerančního profilu čerpadla Podstata zkoušky Hledaný typ filtru, který by měl vyhovovat danému čerpadlu, zjistíme pomocí jemného písku získaného ze vzduchových filtrů a patřičně upraveného. Tzv. toleranční profil čerpadla udává většinou sám výrobce vzhledem k maximálním hodnotám distribučních nečistot buď jmenovitě, nebo podle tříd nečistot. Pomůcky: zkušební jemný prachový písek s průměrem zrna max. 150 μm vytříděného na cyklonovém čističi (např. JTU 150). Zkušební zubové čerpadlo, filtrační element s kovovým krytem. Elektromotor 0,25 kW 3000 ot/min-1, pro pohon čerpadla. Automatický čítač částic.

21 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Pracovní postup Připravíme směs v celkovém obejmu 2 litry, která vyhovuje třídění čistoty. Procento nečistot přidané do motorového oleje dosahuje celkem 0,0050 % standardního prachu. Tuto směs homogenizujeme pomocí výkonného čerpadla, které tento znečištěný olej tlačí do filtru. Nejprve odebereme vzorek oleje smíšeného s prachovým pískem před vstupem do čerpadla a poté po průchodu z veškerého množství pětkrát přefiltrovaného zkušebního oleje. Na počítači určíme distribuční skupiny částic před a po filtraci. Tyto hodnoty vkreslíme do grafu (viz obr.27), čímž získáme toleranční spektrum filtru. Dále do téhož grafu vykreslíme toleranční profil daného čerpadla a porovnáme, zda toleranční spektrum filtru pokrývá toleranční profil čerpadla. V případě, že filtrační element je zařazen před čerpadlem, pak by mělo stačit, aby toleranční profil čerpadla ležel těsně nad dolní hranicí tolerančního spektra navrženého filtru. Tím je zjištěna dostatečná životnost čerpadla a filtru.

22 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Graf tolerančního spektra filtru

23 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Výklad diagramu Do diagramu dle Fitche je nejprve zakreslen toleranční profil čerpadla daný výrobcem - křivka označená c. Tato křivka se dotýká ve své konkávní části čárkované křivky označené b, což je křivka znečištění přefiltrovaného “vyčištěného“ oleje před vstupem do čerpadla. Právě proto se toleranční profil čerpadla může nanejvýš dotknout ve své nejkonkávnější části této křivky znečištění, což jinými slovy znamená, že olej přetékající do čerpadla musí být vyčištěn natolik, až tzv. kritická koncentrace částic označená K v daném případě o rozměru 12,5 µm nesmí překročit koncentraci 10 3 částic v 1 cm 3. Horní část tolerančního spektra filtru ponořená čarou a nám označuje stupeň (či křivku) znečištěni oleje, který přitéká z hydraul. soustavy a má být teprve čištěn, tedy olej před vstupem do olejového filtru.

24 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Zjištění obsahu vody v hydraulické kapalině U použitých hydraulických kapalin není možné použít vodivostní měření dielektrické konstanty, proto je nutné použít buď laboratorní metody Marcussonové (destilace xylenem), či semikvantitativní provozní metody “prskací test“ založené na evidenci uvolňování bublinek vodní páry při zahřívání oleje s vodou. Test je popsán v kapitole 3. Pro důkaz vody od obsahu 0,2 % tento test postačuje. Určení kvality a kvantity otěrových kovů Princip určení je obdobný jako u motorových olejů metodou RAMO pro úrovně T.D.P. či AAS na úrovni T.D.S. To však není dostačující, jelikož je třeba respektovat počet a tvar částic kovu. Velikost částic μm5 – 1010 -2525 - 5050 - 100100 Počet částic ve 100 ml2.10 5 2.10 4 1 0009010

25 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Určení viskozity hydraulických kapalin na úrovni T.D.P. Jelikož rozmezí viskozit měřených při stejné teplotě je poměrně velice úzké (mm 2.s -1 ) a absolutní hodnoty poměrně nízké oproti motorovým olejům, nelze v tomto případě doporučit komparační metody. Na úrovni T.D.P. je třeba použít nejpřesnější metodu, kterou je bezesporu analogie Höpplerovy metody kuličkového viskozimetru v provedení jednoduché broušené trubice s kalibrovanou kuličkou pro daný rozsah viskozit a množství reprodukovatelnosti a přesnosti v jednotkách miliPascalsekundy. Limitní hodnoty viskozity posuzované hydraulické kapaliny by neměly přesahovat hranici ±20 % jmenovité hodnoty etalonu.