Napotki za izbiro najboljšega hidravličnega olja

27.12.2024

Hidravličnim oljem smo doslej v rubriki Mala šola mazanja namenili že precej pozornosti. Tokrat se bomo seznanili z nekaterimi dejavniki, ki vplivajo na izbiro hidravličnega olja za določen namen. Industrijske organizacije vseh vrst nenehno iščejo najbolj zmogljiva hidravlična olja, da bi zagotovile največjo učinkovitost strojev in zmanjšale skupne stroške. Eden od načinov za zagotovitev tega je izbira kakovostnega maziva z dolgo uporabno dobo in zmožnostjo zaščite opreme pred onesnaženjem in popolno odpovedjo sistema. Oksidacijski test stabilnosti turbinskega olja (TOST) se pogosto uporablja tudi za oceno uporabne dobe hidravličnih olj. Čeprav ga številne industrije še vedno zelo cenijo, samo zanašanje na TOST ne bo dalo celotne slike. Pogoji testiranja se bistveno razlikujejo od dejanskih pogojev v hidravličnem sistemu. Pri izbiri hidravličnega olja, ki ustreza vašim potrebam glede uporabne dobe in zmogljivosti, je treba upoštevati tudi druge teste in lastnosti​.

Rezultati testa TOST niso enaki uporabni dobi hidravličnega olja 

Neskladje med rezultati testa TOST (ASTM D943) in dejanske uporabne dobe hidravličnega olja je neposredna posledica metode testiranja. Pri tem testu je olje izpostavljeno intenzivnim in pogosto nerealnim pogojem, vključno z ekstremnimi temperaturami, resno kontaminacijo s kisikom in zelo povišano količino vode. Ker se dejanski pogoji uporabe olja običajno razlikujejo, je težko realno oceniti uporabno dobo olja, ko ga pravilno uporabljamo. Ker se na test TOST ni mogoče povsem zanesti, je treba rezultate analizirati in uporabiti v povezavi z drugimi ključnimi kazalniki delovanja, kot so odpornost proti obrabi, viskoznost, oksidacijska stabilnost in vsebnost cinka, da bolj zanesljivo ocenimo realno uporabno dobo hidravličnih olj ​. 

Ključni kazalniki zmogljivosti hidravličnega olja 

Viskoznost 

Tako previsoka kot prenizka viskoznost lahko povzroči resno škodo sistemu. Pomembno je najti ravnovesje, ki je najboljše za potrebe določenega stroja in okoljske zahteve za ta stroj. Olje z visokim indeksom viskoznosti bo bolje ohranjalo svojo viskoznost v širšem razponu temperatur v primerjavi z oljem z nižjim indeksom viskoznosti. To je še posebej pomembno pri hidravličnem olju, ki bo moralo delovati na prostem in bo izpostavljeno vremenskim vplivom. 

Da bo imelo olje primerno viskoznost, potrebuje tako visok indeks viskoznosti kot visok modul elastičnosti, da se upre zmanjšanju volumna pod pritiskom. Vsaka sprememba teh dveh lastnosti lahko resno vpliva na učinkovitost prenosa moči v hidravličnem sistemu. Medtem ko je modul elastičnosti lastnost baznega olja in ga ni mogoče izboljšati z aditivi, je indeks viskoznosti mogoče izboljšati z aditivi, znanimi kot izboljševalci indeksa viskoznosti (slika 1). 

 Viskoznost je tudi pomemben kazalnik resnejših težav, ki se morda pojavljajo v sistemu. Na primer, sprememba viskoznosti je običajno kazalnik oksidacije. Ko se olje razgradi, se povprečna molekulska masa poveča, kar povzroči povečanje viskoznosti. 

Odpornost proti obrabi 

Odpornost proti obrabi je sposobnost hidravličnega olja, da zmanjša stopnjo obrabe v tornih mejnih stikih, kar neposredno vpliva na uporabno dobo in stanje stroja. Olje tvori zaščitni film na kovinskih površinah, da prepreči neposreden stik kovine s kovino, kar lahko povzroči resne obrabe mehanizma, kot so abrazija, adhezija, utrujanje in korozija. 

Slika 1: Odvisnost viskoznosti od temperature  

Viskoznost je tudi pomemben kazalnik resnejših težav, ki se morda pojavljajo v sistemu. Na primer, sprememba viskoznosti je običajno kazalnik oksidacije. Ko se olje razgradi, se povprečna molekulska masa poveča, kar povzroči povečanje viskoznosti. 

Odpornost proti obrabi 

Odpornost proti obrabi je sposobnost hidravličnega olja, da zmanjša stopnjo obrabe v tornih mejnih stikih, kar neposredno vpliva na uporabno dobo in stanje stroja. Olje tvori zaščitni film na kovinskih površinah, da prepreči neposreden stik kovine s kovino, kar lahko povzroči resne obrabe mehanizma, kot so abrazija, adhezija, utrujanje in korozija. 

Ker ima večina strojev omejeno uporabno dobo in se do neke mere obrabi, je blaga obraba običajno neizogibna in jo je treba obravnavati kot pričakovano stanje. Za blago obrabo so značilni majhni delci, v velikosti manj kot pet mikrometrov. Te delce lahko preprosto zaznamo in nadzorujemo​. Močna obraba pa je pomembna težava, čeprav jo je mogoče nadzorovati. Z izbiro hidravličnega olja, ki najbolje ščiti stroje v specifičnem okolju obrata, bodo obrati povečali svoje prihranke, saj jim ni treba opravljati dela in trošiti denarja za odpravljanje težav. To je eden od razlogov, zakaj je izbira ustreznega hidravličnega olja tako pomembna​.

Oksidacijska stabilnost 

Oksidacijska stabilnost je sposobnost hidravličnega olja, da se upre toplotno povzročeni razgradnji, ki jo povzroči kemična reakcija s kisikom in jo pogosto spremlja neprijeten vonj, povečanje viskoznosti in temnenje olja. Napravo za določanje oksidacijske stabilnosti prikazuje slika 2. Na hitrost oksidacije vplivajo pogoji, kot so visoke temperature, voda, kisline in drugi katalizatorji, kot je baker. Oksidacija močno skrajša uporabno dobo olja in pusti trdovratne, netopne stranske produkte, kot so obloge, usedline in lak. Obloge, ki se tvorijo na občutljivih površinah stroja, ovirajo pretok tekočine in mehanske premike. Oksidacija je najbolj prevladujoča reakcija hidravličnih olj v uporabi. Ne samo, da povzroča obloge, usedline in lak, ampak lahko tudi osiromaši aditive, razgradi bazna olja, poveča kislinsko število (AN) in povzroči rjo ​. 

Slika 2: Naprava RapidOxy 100 za določanje oksidacijske stabilnosti 

Vsako hidravlično olje je formulirano s sestavinami za nadzor oksidacije, znanimi kot antioksidanti. Ti antioksidanti naj bi bili žrtvena zaščitna plast za oksidacijo namesto olja, kar vzdrževalcem omogoča čas, da sprejmejo proaktivne, preventivne ukrepe, preden lahko pride do resnične škode. Medtem ko antioksidanti učinkovito zmanjšajo rezultate oksidacije in ohranjajo olje dlje časa v boljšem stanju, pa poslabšanja stanja v celoti ne morejo preprečiti. Pomembno je nenehno preizkušati stopnjo oksidacije hidravličnega olja, da izmerimo in spremljamo delovanje ter ugotovimo, kdaj je potrebna menjava olja.

Vsebnost cinka 

Cink je že desetletja ključni dodatek v hidravličnih oljih zaradi svojih antioksidacijskih lastnosti in se uporablja predvsem kot sredstvo proti obrabi ali antioksidant. Pri uporabi olja pride do kemične reakcije med cinkovimi oksidi in organskimi kislinami, katere rezultat je učinkovita spojina, znana kot ZDDP ali cinkov dialkilditiofosfat. ZDDP preprečuje škodljive kisle stranske produkte, ki bi korodirali dele opreme ali spremenili mazalne sposobnosti baznega olja. Kljub tej prednosti ima lahko uporaba dodatkov na osnovi cinka v nekaterih primerih resne posledice, zato je tedaj zahtevana alternativa brez cinka. Na primer, aditivi na osnovi cinka so agresivni na nekatere kovine, ki jih uporabljamo na različnih strojih, in pogosto napadajo površine kovin, kot so barvne kovine.  

Ne samo, da so ti dodatki agresivni za nekatere kovine, ampak imajo tudi resen vpliv na okolje. Ker niso biološko razgradljivi, so raziskave pokazale, da so škodljivi za posamezne vodne organizme in celotne ekosisteme​​.  

Zaključek 

Čeprav so rezultati testa oksidacijske stabilnosti TOST lahko izhodišče pri primerjavi hidravličnih olj, ne bi smeli biti edino, kar upoštevamo pri izbiri primernega hidravličnega olja. Z ocenjevanjem več vidikov olja, kot so njegova odpornost proti obrabi, viskoznost, oksidacijska stabilnost in vsebnost aditivov, lahko postavimo bolj realno oceno o tem, kako bo hidravlično olje delovalo in kako dolgo uporabno dobo lahko pričakujemo od njega.