Ograde

Kontrola kontaminacije – Strategija za povećanje pouzdanosti mašina i očuvanje kvaliteta maziva

Kontrola kontaminacije ulja je strategija sastavljena od tri koraka: prvo se određuje koliko čisto ulje treba da bude za dati sistem, zatim se preduzimaju konkretne mere kako bi se ta čistoća postigla, i na kraju se proverava da li je cilj zaista ostvaren.

Des-Case i RMF Systems nude kompletan asortiman opreme za sprovođenje ove strategije u praksi, a Tecosesa, kao ovlašćeni distributer oba brenda za tržište Srbije, tu opremu ugrađuje i primenjuje u svakodnevnom radu sa klijentima iz proizvodnje, energetike i teške industrije.

U nastavku teksta objašnjene su konkretne mere koje se preduzimaju da ulje ostane čisto i suvo, od trenutka kada stigne u pogon pa sve do trajnog praćenja njegovog stanja.

Strategija u tri koraka

Kontrola kontaminacije se sprovodi kroz tri uzastopna koraka koja se ciklično ponavljaju:

  1. Postavljanje ciljeva – određivanje koja klasa čistoće i vlažnosti ulja je potrebna za svaku komponentu i svaki sistem u pogonu.
  2. Preduzimanje mera – praktična primena rešenja u pet oblasti: skladištenje i transfer ulja, zaštita rezervoara od spoljašnje kontaminacije, filtracija, vizuelna kontrola stanja i trajno praćenje.
  3. Merenje rezultata – provera da li su preduzete mere zaista dovele sistem do ciljane klase čistoće, i po potrebi korekcija pristupa.
Ova tri koraka nisu jednokratan projekat, već kontinuiran ciklus – jednom postavljeni ciljevi i uspostavljene mere zahtevaju stalno merenje kako bi se potvrdilo da sistem ostaje u okviru zadatih granica.

Postavljanje ciljeva

Ciljna klasa čistoće i vlažnosti ulja zavisi od tipa opreme za koju se određuje. 

O uzrocima i posledicama same kontaminacije pisano je u tekstu Kako kontaminacija ulja utiče na hidraulične sisteme, a za tumačenje ISO 4406 koda, videti tekst o ISO standardu čistoće ulja.

Tip opreme Preporučena ISO klasa čistoće Preporučeni nivo vlage
Hidraulika sa servo ventilima (1500–2500 psi) 15/13/10 125 ppm
Hidraulika sa proporcionalnim ventilima 16/14/11 do 17/15/12 150 ppm
Hidraulika sa klipnom pumpom promenljive zapremine 17/15/12 150 ppm
Hidraulika sa kartridž ventilima ili klipnom pumpom fiksne zapremine 17/16/13 150 ppm
Hidraulika sa krilnom (lamelnom) pumpom 18/16/14 150 ppm
Reduktor (zupčasti prenosnik) 18/16/13 200 ppm
Sistem podmazivanja ležajeva mašine za papir 18/14/11 100 ppm
Parna turbina 18/14/11 100 ppm
Pumpe 17/14/12 150 ppm

U praksi, ciljna vrednost za ceo sistem se određuje prema njegovoj najosetljivijoj komponenti, jer kroz nju prolazi celokupna količina ulja koja cirkuliše kroz sistem.

Čuvanje i transfer ulja

Kontrola kontaminacije počinje pre nego što ulje uopšte dođe do mašine. Praksa pokazuje da se novo ulje često pogrešno smatra čistim uljem – ono se transportuje i skladišti u buradima, IBC kontejnerima i cisternama, gde je izloženo riziku kontaminacije, i po pravilu ne zadovoljava klasu čistoće koju zahtevaju savremene hidraulične komponente.

Osnovni ciljevi organizovanog skladištenja

Uspostavljanje posebnog, namenskog prostora za skladištenje maziva (magacina za mazivo) ima četiri osnovna cilja:

  • pravilno čuvanje ulja u za to predviđenom prostoru,
  • prefiltriranje ulja odmah po prijemu u pogon, pre nego što uđe u sistem,
  • jasno obeležavanje svakog tipa maziva,
  • dosledna primena dobre prakse rukovanja mazivima.

Pored ovih osnovnih ciljeva, dodatne koristi organizovanog skladištenja obuhvataju: obeležavanje buradi sa datumom prijema radi doslednog trošenja starijih zaliha pre novih, uspostavljene procedure pravilnog rukovanja, kontrolu kvaliteta uzorkovanjem novih pošiljki ulja i pravilno skladištenje masti za podmazivanje. Rezultat je uredan i bezbedniji radni prostor, promena kulture održavanja u celom pogonu, i potpuna kontrola nad potrošnjom i stanjem zaliha.

Oprema za prijem i prefiltriranje

Za skladištenje i prefiltriranje ulja pri prijemu u pogon koriste se tri osnovna tipa ambalaže, svaki sa odgovarajućim setom adaptera i opreme za filtriranje:

Sistem za upravljanje mazivima u burićima/rezervoarima (LT sistem) – namenski pumpni sistem sa zasebnom pumpom i motorom po posudi, slaganjem u više nivoa, filter odušcima sa apsorberima vlage koji drže ulje suvim, crevima dužine oko 3,5 m sa raznim završecima, protocima do približno 38 litara u minuti u električnoj ili pneumatskoj izvedbi, i izborom rezervoara od polietilena visoke gustine (od približno 300 do 900 litara) ili čeličnih rezervoara (od približno 280 do 1.100 litara). Prednosti: eliminiše unakrsnu kontaminaciju između različitih maziva, dozvoljava rad sa više tipova ulja istovremeno, jednostavan je i ekonomičan način skladištenja i filtriranja, i lako se instalira.

IBC kontejner – adapter sa navojem koji se uklapa na poklopac kontejnera, brze spojnice (standardi ISO A, ISO B ili sa ravnim čelom), creva za punjenje i pražnjenje, opciono mesto za uzorkovanje sa cevčicom, i dodatna brza spojnica za pražnjenje. Omogućava vađenje, transfer, punjenje i filtriranje maziva bez izlaganja spoljašnjoj sredini.

Bure – adapter sa navojem koji se uklapa na bure (uz zasebni priključak za odušak), brze spojnice, creva za punjenje i pražnjenje, opciono mesto za uzorkovanje. Za prefiltriranje i transfer iz buradi koriste se rešenja poput mobilnih filterskih kolica, panel jedinica i namenskih filtera za burad.

Slika: LT-LMS sistem, IBC kontejner i bure sa adapterima za skladištenje i prefiltriranje ulja

Transfer ulja do opreme

Transfer ulja se odvija u dve faze: od glavnog skladišta do prenosne posude (kontejnera za transfer ulja), i od te posude do same opreme. U praksi postoje tri konfiguracije, u zavisnosti od toga kakve priključke poseduju filtraciona jedinica i sama oprema:

  1. otvoreni završetak na pumpi/filtracionom sistemu i otvor za punjenje ulja na opremi,
  2. brza spojnica na filtracionom sistemu, otvor za punjenje na opremi,
  3. brza spojnica i na filtracionom sistemu i na opremi – ovo je preporučena praksa, jer u potpunosti sprečava izlaganje ulja spoljašnjoj sredini tokom transfera.

Prenosne posude za transfer dolaze u tri veličine (4, 7 i 10 litara), sa različitim dužinama creva, mogućnošću detaljnog obeležavanja maziva i izborom boja poklopaca radi lakšeg razlikovanja tipova ulja u pogonu – što direktno smanjuje rizik od greške prilikom dopunjavanja.

Slika: Posude za transfer ulja (OTC) – izvedba sa nastavkom za sipanje i izvedbe sa pumpom i brzom spojnicom

Filter odušci: zaštita rezervoara od spoljašnje kontaminacije

Standardni odušci, otvori za punjenje ili originalni OEM odušci na rezervoarima ne štite sistem – oni dozvoljavaju ulazak čestica veličine svega nekoliko mikrona i propuštaju vlagu iz vazduha, bez ikakve barijere protiv ovih štetnih uticaja.

Zašto su desikant odušci potrebni

Desikant odušci (filter odušci sa apsorberom vlage) rešavaju ovaj problem kroz takozvano aktivno upravljanje prostorom iznad nivoa ulja u rezervoaru: dok sistem „udiše i izdiše“ vazduh usled promena temperature i nivoa ulja, odušak apsorbuje vlagu iz tog vazduha i zadržava čestice veće od približno 3 mikrona. Rezultat je suv prostor iznad ulja, što direktno znači i suvo mazivo.

Koristi od ugradnje desikant odušaka obuhvataju: smanjenje kontaminacije vodom, smanjenje oksidacije komponenti, eliminisanje korozije usled kondenzacije, produžen vek trajanja fluida, manje kvarova-zastoja i duži vek same opreme.

Kategorije i serije odušaka

Odušci se dele u četiri osnovne kategorije: desikant bez nepovratnog ventila, desikant sa nepovratnim ventilom, povezani (connected) desikant odušak sa nepovratnim ventilom, i ne-desikant izvedba (za primenu na uljima na bazi vode).

U ponudi postoje dve linije proizvoda sa različitim karakteristikama:

  • Des-Case serije: standardna serija (5 veličina, za burad, kontejnere, hidrauliku), Hydroguard serija (2 veličine, sa ekspanzionim mehom i nepovratnim ventilima), Ventguard serija (5 veličina, sa nepovratnim ventilima), produžena serija (4 veličine, veće kućište), ne-desikant izvedba za ulja na bazi vode, izdržljiva mobilna serija za teške uslove, i serija sa mogućnošću potpune obnove metalnog kućišta za dizel gorivo i skladišta velikog kapaciteta (npr. prese). Dostupne su različite vrste desikantnog sredstva.
  • RMF Systems serije: ACM61R (mini izvedba, sa nepovratnim ventilom, za male reduktore), ACL serija (laka izvedba, protok do 700 l/min), KL serija (nerđajuće čelično unutrašnje vreteno, protok do 1.500 l/min), Titan serija (robusna izvedba sa zaštitom od prskanja tečnosti, za velike protoke i teške uslove rada, npr. hidraulične agregate).

Glavne razlike između dve linije: mogućnost servisiranja (ponovna upotreba kućišta uz zamenu potrošnog dela naspram jednokratne upotrebe), fleksibilnost priključaka, broj dostupnih veličina, veličina filtera za čestice i protok vazduha koji odušak može da obradi. Za svaku primenu dostupan je i širok izbor adaptera i priključnih kompleta.

Filtracija: uklanjanje kontaminacije iz sistema

Zašto ugrađeni filteri sistema nisu dovoljni

Filteri koji dolaze ugrađeni u sam sistem – filter visokog pritiska i povratni filter – po pravilu zadržavaju čestice od oko 10 mikrona naviše i dimenzionisani su prema pritisku i protoku sistema. Oni ne mogu da:

  • uklone veliku količinu prisutne kontaminacije,
  • uklone čestice mikronske veličine koje uzrokuju najviše štete,
  • uklone vodu, mulj, meke čestice i lak (varnish),
  • prate ritam ulaska nove kontaminacije u sistem,
  • dovedu ili održe nivo čistoće na ciljanoj ISO ili NAS klasi.

Ovo objašnjava zašto je dodatna, vanlinijska filtracija neophodna za postizanje viših klasa čistoće.

Šta je efikasnost filtera – beta koeficijent

Efikasnost filtera se izražava takozvanim beta koeficijentom filtracije – on pokazuje odnos broja čestica određene veličine na ulazu i izlazu iz filtera. Standardni povratni filter u sistemu tipično ima beta koeficijent β10 = 200, što znači da za svakih 200 čestica veličine 10 mikrona na ulazu, jedna prođe kroz filter.

RMF-ov patentirani celulozni filter element, zasnovan na principu radijalne mikro/dubinske filtracije, postiže beta koeficijent β2 = 2.331 – dakle filtrira čestice mnogo manje veličine (2 mikrona), sa mnogo većom efikasnošću (jedna čestica prođe na svakih 2.331). Kada se poređenje svede na istu veličinu čestice, razlika postaje još upečatljivija: dok standardni povratni filter ima β10 = 200, RMF celulozni element na istoj veličini čestice dostiže β10 > 19.000, a na veličini od 4 mikrona čak β4 > 10.000 – što u praksi znači da kroz RMF element prođe za više od 90 puta manje čestica te veličine nego kroz standardni sistemski filter.

Ovaj element je izrađen od preko 200 slojeva celuloze, radi pri malom protoku (nominalno 2,1 l/min po elementu), pogodan je za viskoznosti do 180 cSt, i ima kapacitet apsorpcije vode od oko 350 ml po elementu. Iz jednog izvora, celulozni element uklanja istovremeno tvrde čestice, meke čestice, produkte oksidacije (lak/varnish – kada je temperatura ulja do 40°C), i slobodnu, emulgovanu i delimično rastvorenu vodu (do približno 50% relativne vlažnosti).

Fotografije stanja filtera nakon rada jasno pokazuju šta element uklanja u praksi:

Slika: Filter element zaprljan tvrdim česticama (habanje, prljavština) 

Slika: Filter element zasićen vodom (uočljiva promena boje i teksture)

Slika: Filter elementi zasićeni oksidacionim naslagama (lak, mulj) iz sistema podmazivanja gasne/parne turbine

Vanlinijska (off-line) naspram by-pass filtracije

Postoje dva osnovna pristupa dodatnoj filtraciji, i izbor zavisi od tipa opreme i režima rada:

Vanlinijska (off-line) filtracija – namenska pumpno-motorna jedinica koja crpi ulje iz rezervoara nezavisno od glavnog sistema, filtrira ga i vraća nazad. Radi 24 sata dnevno, sedam dana u nedelji, čak i kada je glavna mašina isključena, i time obezbeđuje konstantno čisto ulje i kontinuirano poboljšanje klase čistoće.

By-pass filtracija – manja količina ulja se skreće iz glavnog hidrauličnog kruga i provodi kroz dubinski filter element, ali sistem radi samo dok mašina radi. Ovo je uobičajen izbor za mobilnu opremu (bagere, uto­varivače, žetelice), gde ugradnja zasebne pumpe za off-line jedinicu nije praktična, već se koristi postojeći pritisak iz glavnog hidrauličnog kruga (najčešće iz pilot kruga niskog pritiska, jer se time postiže manji gubitak energije).

Razlika u rezultatu je značajna: kod povremene (mobilne) filtracije, klasa čistoće osciluje – čim se filtracija prekine, nivo kontaminacije i oksidacionih produkata ponovo počinje da raste. Kod namenske, stalne filtracije, ciljna klasa čistoće se ne samo održava već i kontinuirano poboljšava, jer se nova kontaminacija uklanja odmah po ulasku u sistem.

Proizvodni program: BPU, OLU, GOLU, VDU

RMF Systems opremu za dodatnu filtraciju deli u nekoliko kategorija:

  • BPU (by-pass jedinice) – izuzetno efikasna radijalna by-pass filtracija sa različitim filter elementima, tipično za mobilnu opremu. Odlikuju se fleksibilnim razvodnim blokom (tri ulaza, dva izlaza), ventilom za kontrolu protoka za rad do 420 bara, ugrađenim manometrom i minimes priključcima (malog samozaptivajućeg test-priključka koji omogućava uzorkovanje bez otvaranja sistema) kao standardnom opremom, montažnim rebrima za fleksibilnu ugradnju i mogućnošću otvaranja bez alata.
  • OLU (vanlinijske filtracione jedinice) – namenska filtracija zasnovana na patentiranom celuloznom elementu, za hidraulična ulja do ISO VG 68 (odnosno ISO VG 100 u pojedinim izvedbama). Standardne veličine kreću se od OLU1A (protok 2,1 l/min, za rezervoare do približno 1.350 litara) do OLU4B (protok 16,3 l/min, za rezervoare do približno 10.800 litara). Za posebne potrebe dostupne su i izvedbe sa elementom od staklenih vlakana (za protoke do 17 l/min po kućištu, pogodne za posebne fluide poput vodeno-glikolnih ulja), kao i „pametne“ (smart) verzije sa integrisanim senzorima za praćenje stanja.
  • GOLU (velike vanlinijske jedinice) – za znatno veće protoke, od 20 do 470 l/min u standardnoj izvedbi, uz mogućnost ugradnje opreme za praćenje stanja ulja; posebna izvedba GOLU3C dostiže protok do 1.500 l/min.
  • VDU (vakuumski dehidratori) – uklanjaju rastvorenu, emulgovanu i slobodnu vodu bez upotrebe potrošnog materijala (o principu rada videti poglavlje ispod).
  • Nestandardne i specijalne izvedbe – uključujući verzije otporne na eksploziju (ATEX), grejane jedinice za rad na niskim temperaturama, i jedinice prilagođene posebnim primenama.

Ukupno gledano, rešenja pokrivaju viskoznosti do 1.500 cSt, sve vrste ulja (mineralna, sintetička, vodeno-glikolna, fosfat-estarska, negoriva, kao i dizel gorivo), uklanjanje svih tipova kontaminacije (čestice, voda, mulj, čađ, lak, kiseline), i zapremine rezervoara od 20 litara do 170.000 litara.

Praksa pokazuje da je zamena filter elementa isključivo na osnovu radnih sati nepouzdana — filter se ili menja prerano, pre nego što iskoristi ceo kapacitet zadržavanja nečistoće, ili prekasno, nakon što se već otvorio by-pass ventil i filter praktično prestao da filtrira. Pouzdaniji pokazatelj trenutka zamene je praćenje pada pritiska na filteru (razlika pritiska pre i posle elementa), koje pokazuje stvarno stanje zasićenosti — što je i razlog zašto su manometar i mogućnost merenja pada pritiska standardna oprema na BPU i OLU jedinicama.

Vakuumska dehidracija

Vakuumski dehidratori uklanjaju rastvorenu, emulgovanu i slobodnu vodu bez upotrebe potrošnog materijala, i naročito su pogodni za nagle prodore velike količine vode – tipično usled pucanja izmenjivača toplote.

Princip rada: ulje se izvlači iz kontaminiranog rezervoara, zagreva na oko 50–60°C, uvodi u vakuumsku komoru gde vakuumska pumpa stvara potpritisak. Voda pri tim uslovima počinje da ključa i isparava, napušta komoru, delimično kondenzuje putem hladnjaka, a preostala para prolazi kroz vakuumsku pumpu i kondenzuje se u sekundarnom kondenzatoru ili isparava u atmosferu. Osušeno ulje se zatim pumpa kroz filter i vraća u rezervoar.

Mobilna izvedba manjeg kapaciteta postiže apsorpciju vode do 1,5 litara na sat (protok 2–4 l/min, za rezervoare do približno 5.000 litara), dok veća izvedba postiže do 3–4 litra na sat (protok 8–10 l/min, za rezervoare do 10.000–15.000 litara). Uređaji dodatno uklanjaju i čestice veličine 1–3 mikrona.

Slika: Dijagram principa rada vakuumskog dehidratora

Primena po industrijama

Filtraciona rešenja se najčešće ugrađuju u sledećim sektorima, uz karakteristične izazove za svaki:

  • Rudarstvo – drobilice, čelične trake, rotacione peći, mlinovi, transporteri; sistemi sa Hägglunds pogonima kao posebno kritični i osetljivi na kontaminaciju; hidraulički i sistemi podmazivanja, kritični reduktori.
  • Papirna industrija – centralizovani sistemi podmazivanja valjaka, hidraulika za kalandrovanje, namotavanje; tipični problemi su pregrejani ležajevi, prodor vode koji zaustavlja proizvodnju, i skraćen vek trajanja maziva.
  • Brizganje plastike – oprema proizvođača poput Krauss Maffei, Engel, Demag, Klöckner, Husky, Stork; ključne koristi su produktivnost, manje škarta i sprečavanje otkaza skupih servo ventila.
  • Prese (kovačke, ekscentar, hidraulične) – veoma veliki hidraulički i mazivni rezervoari; tipični problemi su submikronske čestice koje sistemski filteri ne uklanjaju, stvaranje laka-varnisha usled oksidacije fluida, povećan škart i otkazi osetljivih servo ventila.
  • Energetika – gasne i parne turbine, hidroelektrane. 

RMF filtraciona rešenja se koriste na sistemima podmazivanja i hidrauličkim upravljačkim sistemima ovih postrojenja.

Ilustrativni primeri iz prakse pokazuju konkretan uticaj vanlinijske filtracije:

  • Kod glodalice za hladno frezanje asfalta (dva hidraulična sistema od po 200 litara), ugradnja by-pass jedinice sa dubinskim filter elementom dovela je do poboljšanja klase čistoće za faktor od 16 do 32 u periodu od dva do tri meseca, što odgovara smanjenju broja čestica za više od 90%.
  • Kod žetelice (poljoprivredna mašina), nakon dva meseca rada by-pass jedinice zabeleženo je smanjenje broja mikronskih čestica za faktor od približno 34, uz pad relativne vlažnosti sa 62% na 39%.
  • Kod velikog proizvođača čelika (Tata Steel India), sprovedena je opsežna studija na svim hidrauličkim sistemima sa rezervoarima preko 1.000 litara, sa stotinama isporučenih jedinica; rezultat je bio značajno smanjenje kvarova-zastoja i troškova održavanja, uz standardizaciju na jedan model opreme radi lakšeg upravljanja rezervnim delovima.

Vizuelna analiza ulja: pregled i procena stanja

Procenjuje se da je približno 75% defekta u radu reduktora i pumpi u krajnjoj liniji posledica nedovoljnog ili neadekvatnog podmazivanja. Ovo postavlja jednostavna, ali suštinska pitanja za svaku mašinu u pogonu: da li se nivo ulja može brzo i lako videti? Da li je moguća rutinska vizuelna kontrola? Da li je oprema zaštićena od kontaminacije prisutne u okolini? Da li je moguće dopuniti, blago poboljšati ili filtrirati ulje bez izlaganja spoljašnjoj sredini? Da li je moguće uzeti reprezentativan uzorak ulja?

U fazi projektovanja opreme, ambijentalnim uslovima u kojima će mašina raditi i budućem upravljanju sredstvom često se ne posvećuje dovoljno pažnje – što kasnije opterećuje samo održavanje.

Osnovni ciljevi vizuelne kontrole

Osnovni ciljevi ove oblasti su: trenutan uvid u prisustvo ulja i pravilan nivo, mogućnost uočavanja promene boje maziva (znak oksidacije/degradacije), mogućnost uzimanja reprezentativnog uzorka, i sve navedeno bez potrebe da se oprema otvara prema spoljašnjoj sredini.

Tipične nadogradnje opreme koje ovo omogućavaju su: desikant odušak za zaštitu, indikator nivoa ulja ili 3D indikator nivoa (poznat i kao Bulls Eye – vidljiv sa udaljenosti i pod uglom, za razliku od standardnog OEM indikatora), brza spojnica za jednostavno dopunjavanje i filtriranje, kontrolno okno (OSG) za uvid u stanje ulja i prisustvo vode, i fiksna tačka za uzorkovanje (minimes priključak sa cevčicom za uzorak).

Slika: Poređenje standardnog OEM indikatora nivoa i 3D indikatora (Bulls Eye) 

Ovakve nadogradnje se prilagođavaju konkretnoj opremi – tip, brend i model mašine, kao i način ugradnje, određuju koje je rešenje primenjivo. Iskustvo pokazuje da su najčešći kandidati za nadogradnju pumpe brendova poput Sulzer, Weir i Milton Roy, i reduktori brendova poput SEW, Hansen, Flender, Rossi i Bonfiglioli.

Slika: Primeri ugrađenih nadogradnji (odušak, indikator nivoa, kontrolno okno, tačka uzorkovanja) na konkretnoj opremi

Praćenje stanja ulja: senzori i merni instrumenti

Ulje sa vremenom oksidira i degradira, a prisustvo kontaminacije (čestica i vode) taj proces značajno ubrzava. Bitno je razlikovati kontaminirano ulje od degradiranog ulja – kontaminacija je uzročnik, dok degradacija predstavlja gubitak hemijskih i fizičkih svojstava samog maziva, uz stvaranje sekundarne kontaminacije poput mulja, kiselina i laka-varnisha.

Šta merenje treba da obezbedi

Kod izbora metode praćenja stanja ulja, u obzir treba uzeti nekoliko faktora: relevantnost i reprezentativnost podatka, ponovljivost i doslednost merenja, pouzdanost i tačnost, vreme između uzimanja uzorka i dobijanja rezultata, odnos cene i koristi, mogućnost praćenja trenda, sposobnost uočavanja naglih promena, i mogućnost postavljanja upozorenja i alarma koji omogućavaju pravovremenu reakciju.

Postoje četiri osnovna pristupa: ručno uzorkovanje u bočicu za laboratorijsku analizu, prenosivo merenje na terenu (online ili offline), i trajno ugrađeni (permanentni online) sistem praćenja.

Uzorkovanje – najčešće greške

Ručno uzorkovanje u bočicu je najrasprostranjenija i relativno najjeftinija metoda osnovne analize, ali je istovremeno i metoda kod koje je najteže dobiti reprezentativan uzorak. Prema dostupnim podacima, više od polovine uzoraka ulja se uzima na pogrešan način – kontaminacija se unosi tokom samog izvlačenja uzorka ili usled nečistih bočica, a mesto, način i trenutak uzorkovanja mogu značajno uticati na rezultat.

Dobra praksa uzorkovanja podrazumeva: dosledno uzorkovanje sa istog mesta, svest da 100–200 ml uzorka predstavlja mnogo veću zapreminu ulja u sistemu (tipično 400–2.000 litara), uzimanje uzorka sa minimes priključka (na razvodnom bloku, ispred povratnog filtera, ili crvenog minimes priključka na by-pass jedinici), i korišćenje odgovarajuće opreme i sertifikovanih bočica za uzorak.

Za mobilnu opremu, preporuka je da se pre uzorkovanja mašina nekoliko puta pokrene kako bi se fluid u cilindrima propumpao kroz sistem, uzorak uzme sa minimes priključka na razvodnom bloku (ili, ako to nije moguće, sa vrha rezervoara uz najkraće moguće vreme između gašenja mašine i uzimanja uzorka), i da cev za uzorkovanje ne dodiruje dno rezervoara.

Senzori za trajno praćenje

Za sisteme gde se zahteva stalan, automatizovan uvid u stanje ulja u realnom vremenu, dostupni su sledeći senzori:

  • CMS (senzor za praćenje stanja kontaminacije) – meri veličinu i količinu čestica kroz osam kanala (4, 6, 14, 21, 25, 38, 50 i 70 mikrona), uz opcioni senzor relativne vlažnosti i temperature. Princip rada zasniva se na svetlosnoj ekstinkciji: precizan LED izvor svetlosti prolazi kroz fluid ka fotodiodi, a kada čestica prođe kroz snop svetlosti, smanjuje količinu svetlosti koja dopire do diode – iz te promene se izračunava veličina čestice. Rezultati su usklađeni sa međunarodnim standardima (ISO 4406, NAS 1638, AS 4059E, ISO 11218), uređaj ima interno pamćenje za 4.000 merenja, programabilne intervale testiranja, i mogućnost postavljanja alarma i upozorenja.
  • OQS/OQD (senzor kvaliteta ulja) – dielektrični senzor koji prati degradaciju ulja izazvanu porastom kiselinskog broja, padom viskoznosti, oksidacijom i gubitkom aditiva. Omogućava praćenje trenda umesto zamene ulja po unapred određenom rasporedu, uz uštedu na nepotrebnim zamenama ulja i laboratorijskim analizama, i mogućnost integracije u SCADA/PLC sisteme pogona.
  • MCS (senzor vlažnosti) – najrobusniji senzor za praćenje ekstremno visokih nivoa relativne vlažnosti (do 100%), pogodan za mineralna i sintetička ulja, izrađen od nerđajućeg čelika, programabilan za merenje u ppm za konkretan tip fluida.
  • Povezani (konektovani) desikant odušak – pored zaštitne funkcije, ovaj tip odušaka meri i preostali vek trajanja odušaka, pravac zasićenja vlagom (odnosno smer prodora vlage), temperaturu u prostoru iznad ulja, i status baterije. Omogućava daljinski uvid u podatke, praćenje tačnog trenutka prodora vode, i uštedu vremena kod obilaska udaljene ili teško dostupne opreme.

Izbor i postavljanje senzora zavisi od toga šta se meri: OQS i MCS senzori se ugrađuju na mestu koje reprezentuje stanje fluida u sistemu, dok CMS senzor, s obzirom na princip merenja, zahteva protok ulja kroz sebe da bi funkcionisao. Povezani (konektovani) desikant odušak se, logično, ugrađuje direktno na odušak rezervoara, čime dobija uvid u stanje prostora iznad ulja u realnom vremenu.

Za primene kod fluida sa mehurićima vazduha, visokim protokom filtracionih sistema, ili viskoznošću do 1.000 cSt, dostupno je namensko rešenje pod nazivom CMC (Condition Monitoring Center) – kompletan, gotov sistem za praćenje stanja ulja. Njegova ključna karakteristika je potiskivanje vazduha iz uzorka pre merenja, čime se sprečava da se vazdušni mehurići pogrešno registruju kao čvrste čestice, što bi iskrivilo rezultat merenja. CMC je modularno projektovan i po potrebi kombinuje CMS, OQS/OQD i MCS senzore u jednom kućištu, dostupan je sa više konfiguracija pumpi, i pogodan je i za ugradnju na nove sisteme i za naknadnu nadogradnju postojeće opreme.

Primeri iz prakse

Poboljšanje čistoće ulja na presi Metso-Lindemann (NLMK Ural, Rusija)

NLMK Ural, deo velike ruske grupacije za proizvodnju čeličnih proizvoda, imao je poteškoća sa održavanjem ciljane ISO klase čistoće na presama Metso-Lindemann usled velikog radnog opterećenja (sistem od 9.500 litara, radno vreme 17 sati dnevno). Posledice su bile stvaranje laka, učestali kvarovi i produžena zastojna vremena. Nakon ugradnje off-line filtracione jedinice OLUSC6B60HB sa integrisanim centrom za praćenje stanja, klasa čistoće je za dva meseca poboljšana sa ISO 25/25/19 na ISO 17/14/10 (ciljana klasa je bila 20/18/15, dakle rezultat je premašio postavljeni cilj), a relativna vlažnost je pala sa 48% na 20%.

Čistoća ulja na ekstruzionim presama za aluminijum (Austrija)

Veliki proizvođač aluminijumskih ekstruzija u Austriji suočio se sa oštećenjem specijalnih zaptivki na presi SMS Group, što je dovelo do ozbiljne kontaminacije hidrauličnog sistema (rezervoar od 18.000 litara, ISO VG 68 mineralno ulje, klasa čistoće 24/22/18). Ugradnjom dve RMF Systems off-line jedinice (OLU4B, OLUS4B) sa dubinskom filtracijom i senzorom za praćenje kontaminacije, klasa čistoće je poboljšana na 14/12/7, čime je vek trajanja ulja produžen tri do pet puta, uz uštedu od približno 25.000 dolara po izbegnutoj zameni ulja. Zahvaljujući ovom rezultatu, ista konfiguracija je primenjena na još dve prese (proizvođača Danieli i SMS Group), sa sličnim rezultatima, a u periodu od pet godina nije bilo potrebe za zamenom nijednog ventila ili pumpe.

Filtracija hidraulike na Vertiklanom roler mlinu u cementari (Južna Afrika)

U cementari sa VRM mlinom (vertikalnom roler mlinu kapaciteta 140 tona/sat), učestali kvarovi solenoidnih upravljačkih ventila poticali su od nedovoljne čistoće hidrauličnog ulja (rezervoar 2.000 litara, klasa čistoće 22/18/12, dok je zahtevana klasa za solenoidne ventile bila 18/16/13). Ugradnjom off-line jedinice OLU1A sa dubinskom filtracijom, klasa čistoće je za približno četiri meseca dostigla ciljanu vrednost, a nakon deset meseci dodatno poboljšana na 18/14/10 – smanjenje broja čestica preko 4 mikrona za 93%. Procenjena godišnja ušteda iznosila je oko 175.000 dolara (kroz produženje veka cilindara, smanjenu potrošnju ulja i ređe ispiranje sistema), pri čemu je investicija u filtracionu jedinicu predstavljala svega 1% te uštede. Na osnovu ovog rezultata, naručene su još dve jedinice za centralizovane sisteme podmazivanja u istom pogonu.

Pouzdanost hidrauličnih makaza u pogonu za reciklažu (Dinos, Slovenija)

Dinos, slovenačka kompanija specijalizovana za preradu otpada, imao je problema sa pouzdanošću velikih hidrauličnih makaza (šest pumpi ukupnog kapaciteta 500 l/min) usled izuzetno zaprljane i prašnjave radne sredine (rezervoar 8.000 litara, ISO VG 46 ulje, klasa čistoće 24/23/17 – znatno iznad preporučene, sa procenjenim vekom trajanja pumpe od svega jedne do dve godine). Rešenje je bila ugradnja RMF Systems GOLU jedinice velikog protoka (80 l/min) sa senzorom za praćenje kontaminacije, sposobne da ukloni i do 1 kg čvrste kontaminacije, uz dva izdržljiva čelična desikant odušaka za teške uslove rada. Trideset dana nakon ugradnje, klasa čistoće je poboljšana na 12/9/0 (nivo koji se retko sreće u hidrauličnim sistemima), a relativna vlažnost je pala sa 91% na 30%. Procenjeno produženje veka pumpe iznosilo je preko deset puta, uz ukupnu procenjenu uštedu od približno 90.000 evra na zameni pumpe i 32.000 evra po izbegnutoj zameni ulja.

Zaključak

Kontrola kontaminacije daje merljive rezultate samo kada se sprovodi kao dosledna strategija, a ne kao povremena intervencija. Jasno postavljeni ciljevi određuju šta se želi postići, pet oblasti delovanja – čuvanje i transfer ulja, zaštita rezervoara desikant odušcima, filtracija, vizuelna kontrola i trajno praćenje stanja – pokazuju kako se do tog cilja stiže, dok merenje rezultata na kraju potvrđuje da li je cilj zaista ostvaren i kada je potrebna korekcija pristupa.

Primeri iz prakse, od čeličana i cementara do postrojenja za reciklažu, pokazuju da se dobro sprovedena strategija kontrole kontaminacije direktno prevodi u merljive rezultate – produžen vek komponenti, manje neplaniranih zastoja i značajne uštede na održavanju.