Čtěte 6na- 76stranách

2/2013 TriboTechnika

ročník: VI.ročník: cena 3 €•3 cena ročník: VI.• •2/2013 2/2013 VI. • • 2/2013 • cena € 3€

Nový trend v tribotechnických analýzách Nový trend Nový v tribotechnických trend v tribotechnických analýzách analýzách Rychlé a spolehlivé výsledky základních parametrů olejů a maziv přímo v terénu Rychlé aRychlé spolehlivé a spolehlivé výsledky výsledky základních základních parametrů parametrů olejů a maziv olejů apřímo maziv v přímo terénuv terénu

Čtěte na stranách Čtěte na stranách Čtěte 6na- 76stranách -7 6-7

Andreja Hlinku 86 S – 972 71 Nováky Tel.: +421 46 546 0266 – 7 Fax: +421 46 546 0268 e-mail: [email protected] www.rubig.com

Technická podpora a poradenstvo: +421 917 933 344

Už čoskoro otvárame!!!

TriboTechnika

Vážení čitatelia, stáva sa už pomaly tradíciou, že nás oslovujú diplomanti a doktorandi z rôznych vysokých škôl resp. univerzít s prosbou o radu alebo pomoc pri vypracovaní ich záverečných prác. Radi pomôžeme, či už priamo z redakcie alebo odkazom na patričnú literatúru alebo na autora, ktorý u nás na danú tému uverejnil nejaký príspevok. Snáď sa ešte nestalo, aby sme nepomohli. Zarážajúce je však pritom, že sa niekedy jedná o triviálne problémy, ktoré by mal už takmer absolvent VŠ poznať z prednášok alebo zo štúdia literatúry. V tejto súvislosti sa natíska otázka, či sú študenti dostatočne pripravovaní na zavŕšenie svojho viacročného štúdia - záverečnú prácu. Túto otázku by mal zodpovedať niekto kompetentný, my sme sa sústredili na iný problém, ktorý s tým súvisí. Ako je známe, jednou z najväčších súčasných spoločenských pliag, je plagiátorstvo alias krádež duševného vlastníctva. Týka sa to nielen radových študentov, ktorí majú prirodzený sklon k opisovaniu a dalo by sa nad tým prižmúriť jedno oko, ale žiaľ, napr. aj významných politikov. Ich zberateľská vášeň akademických titulov je niekedy ozaj pozoruhodná (asi dúfajú, že tým získajú postavenie, povedal by bývalý vynikajúci český komik M. Šimek). Bolo by to v poriadku, keby ... to robili korektne a nezneužívali svoj vplyv. Nedávny prípad nemenovaného ministra, ktorý opísal takmer 80 % svojej dizertačnej práce alebo iného kleptomana dokonca v prezidentskom kresle sú dostatočným dôvodom na zamyslenie (našťastie, v oboch prípadoch museli dotyční pod tlakom rezignovať). Natíska sa otázka. Ako je to možné? Kto je za to zodpovedný, že sa takéto prípady beztrestne stavajú a nebyť všetečných novinárov, tak by sa o nich verejnosť nikdy nedozvedela.? Školy sa bránia tým, že majú vypracovaný systém verejnej kontroly, pretože každá diplomová resp. dizertačná práca musí byť prístupná na internete. Oproti minulosti je to síce pokrok, nebráni však potenciálnemu hriešnikovi opisovať z iných zdrojov. Dotknutý autor sa o tom ani nemusí dozvedieť, takže sa nemôže voči tomu ohradiť. Vážení priatelia, plagiátorstvo je odsúdeniahodný spoločenský fenomén a podobne ako pri korupcii je veľmi ťažko proti tomu bojovať. Je však najvyšší čas s tým niečo robiť, aby sa náhodou nepotvrdili slová známeho komika, ktorý si na margo štúdia na istej univerzite nostalgicky povzdychol, že to boli najkrajšie dva týždne jeho života. Jozef Dominik redakcia časopisu TriboTechnika Časopis TriboTechnika vydáva: Vydavateľstvo Techpark, o. z.,registrácia vykonaná 22. 10. 2003 pod č. VVS/1–900/90–22538 Redakcia: TechPark, o. z., Pltnícka č. 4, 010 01 Žilina, Slovakia Tel.: +421 41 500 16 56 – 8, Mobil: +421 905 206 227, +421 948 240 510 E–mail: [email protected], [email protected] www.tribotechnika.sk Odborný garant: Ing. Jozef Dominik, CSc. [email protected] Šéfredaktorka: Ing. Dana Tretiníková, e-mail: [email protected] Obchodná riaditeľka: Mgr. Zuzana Augustínová, e-mail: [email protected] Grafika: Grafické štúdio vydavateľstva TechPark Žilina Rozširuje: Vlastná distribučná sieť, MEDIA PRINT KAPA Bratislava ISSN 1338-2233 3

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Možnosti tribotechnických analýz v terénu Americká firma SPECTRO INC. přišla na trh s přístrojem Q5800, který posunuje možnost prováděníi analýz blíže ke kontrolovaným zařízením a který je možné používat i v terénu. Přitom je plně vybaven výpočetním zařízením, které rovněž obsluhuje několik různých přístrojů sdružených do jednoho přenosného kufříku.

strana 6

Univerzální PosiTector® Díky novému uspořádání základní jednotky přístroje PosiTector® a použitím systémového konektoru pro snímače a sondy se podařilo obsáhnout všechny potřebné měřicí metody jednotným typem přístroje. Tak je možné přístroj PosiTector® konfigurovat jako povlakoměr, jako měřidlo klimatických podmínek, jako profiloměr a nebo jako tloušťkoměr.

strana 10 – 12

Obsah Tribotechnické analýzy v terénu ................................................................................................................................................ 7 Budoucnost patří kluzným lakům ............................................................................................................................................. 8 Univerzální PosiTector® .................................................................................................................................................. 10, 11, 12 Nemrznoucí kapaliny v nepřímých systémech přenosu tepla ............................................................. 14, 15, 16, 17 Zhodnotenie použitých mazacích olejov ...................................................................................................... 18, 19, 20, 21 Optimálne zvolená filtrácia ................................................................................................................................................ 22, 23 Testování nových ložisek metodou rízené exploze ........................................................................................................ 25 Centrální mazání v energetice a průmyslu zpracování nerostných surovin ....................................................... 27 Měření čistoty hydraulických kapalin ..................................................................................................................... 28, 29, 30 Bezpečnost žárově zinkovaných stavebních dílců a eliminace rizik ......................................................... 31, 32, 33 Čistota oleje – jeden z faktorů jeho životnosti ........................................................................................... 34, 35, 36, 37 Najčastejšie problémy vodou riediteľných chladiacich kvapalín, ich príčiny a osvedčené riešenia ..... 38, 39 4

TriboTechnika

Nemrznoucí kapaliny v nepřímých systémech přenosu tepla V posledním desetiletí došlo k výraznému nárůstu používání nemrznoucích směsí v nepřímých systémech chlazení a topení. Velkou část těchto náplní tvoří vodné roztoky na bázi glykolů. Častokrát jsou aplikovány velmi amatérsky, bez obsahu inhibitorů koroze, odpěňovadla, stabilizátoru, konzervantu, změkčovadla vody a dalších přísad.

strana 14 – 17

Zhodnotenie použitých mazacích olejov Základnou surovinou na výrobu mazacích prostriedkov, mazív je ropa. Význam ropy vzhľadom na súčasnú situáciu netreba zvlášť zdôrazňovať. Z hospodárskeho významu ropy vyplýva potreba úsporného hospodárenia s mazivami. Z toho dôvodu je tu aj otázka na správne hospodárenie s použitými, resp. opotrebovanými, odpadovými olejmi.

strana 18 – 21

S vodou miešateľné obrábacie kvapaliny ............................................................................................................. 40, 41, 42 Náběhová ochrana stříbra (drahých kovů) .......................................................................................................................... 43 Laserové kalení ozubených kol ......................................................................................................................................... 44, 45 Výroba přesných plochých kovových dílů ................................................................................................................... 46, 47 Povlakové materiály řady Delta Seal jako Top-coaty pro zinkolamelové povlaky ........................................... 47 Povrchové úpravy spojovacích součástí ....................................................................................................................... 48, 49 Tanátování a stabilizace korozních produktů železa ............................................................................................... 50, 51 Uplatnění nástroje jehlová zarážka ................................................................................................................................. 52, 53 Celostátní aktiv galvanizérů ............................................................................................................................................... 54, 55 Ohlédnutí za konferencí Projektování a provoz povrchových úprav .................................................................... 55 Syntetické kompresorové oleje . ............................................................................................................................................... 57 Sledování otěrových kovů v mazacích olejích ................................................................................................................... 58 5

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Tribotechnické analýzy v terénu Firma SPECTRO INC., která vyrábí analytické přístroje pro tribotechnické analýzy přišla na trh s přístrojem Q5800, který posunuje možnost provádění analýz blíže ke kontrolovaným zařízením. Může se používat i v terénu a přitom je plně vybaven výpočetním zařízením, které rovněž obsluhuje několik různých přístrojů sdružených do jednoho přenosného kufříku. Výhody takového řešení: Přesnost – rychlá detekce možných problémů dříve než nastanou. Mobilita – kompaktní, přenosný přístroj, napájený z baterie, bez potřeby dalších medíí (plynů, solventů, ...). Univerzálnost – testuje všechny typy mazacích kapalin a částí strojů. Spolehlivost – dodá všechny potřebné informace pro rychlé a správné rozhodnutí.

Vzorek před a po filtraci

Vkládání vzorku do rtg spektometru

Snižuje provozní náklady. Q5800 provádí a kontroluje: Stav maziv a jejich degradaci – vestavěné technologie známé z přístrojů Q3000 a Fluidscan jsou schopné nás informovat o kinematické viskozitě a základních parametrech (viz tabulka). Celkový stav stroje je obvykle kontrolován spektrometrickými technikami jako je RDE nebo ICP spektroskopie. Otěrové částice ferografií. Tyto techniky jsou nevhodné pro přenosné přístroje, proto Q5800 využívá kombinaci filtrace částic a rtg spektrometrie. Tím se získá kompletní obraz o stavu stroje co se týče otě-rových částic a jejich chemického složení. Patentované zařízení filtrace částic (Filtration Particle Quantifier - FPQ) umožňuje získat přesný počet částic na danou velikost filtru. Měřící rozsah je 2 500 1 500 000 částic/ml. Tohoto rozsahu se dosahuje použitím unikátní patentované technologie, která eliminuje saturaci filtru a dovoluje další kvantifikaci a zpracování vzorku. Přitom nepočítá saze a vodu. Na obrázku je velmi dobrá shoda (korelace) měření částic mezi tradičním laserovým analyzátorem (LNF) a novou metodou (FPQ). Následně se změřený vzorek použije pro změření v rtg spektrometru, aby se získala informace o chemickém složení otěrových částic (viz obrázky).

Takové řešení umožňuje: Lepší využití pracovních strojů, redukuje čas odstávek, zvyšuje životnost komponentů, optimalizuje výměnu dílů, náplní mazadel snižuje spotřebu paliva a maziv. Zabezpečuje optimální údržbu, předchází poruchám. Saze Voda TBN TAN Oxidace Nitrace Sulfatizace AW Aditiva Glycol 6

Jedn. % wt ppm mgKOH/g mgKOH/g abs/mm2 abs/mm2 abs/mm2 abs/mm2 % vol

LOD 0,01 100 0 0,25 0,5 0,5 0,5 3,0 0,2

Rozsah 0-5 100-50000 0-50 0-6 n/a n/a n/a 0-100 0-10

Korelace mezi LNF a FPQ

Závěr Q5800 je revoluční nástroj pro získání kompletní analýzy olejů v terénu a vyplňuje mezeru mezi pracovními stroji a tribotechnickou laboratoří. Rychlá, pravidelná komplexní analýza v terénu může odhalit tribotechnické problémy podstatně dříve než je stabilní laboratoř vůbec objeví! Text: Ing. Petr Kolečkář

TriboTechnika

Přenosný víceúčelový analyzátor Q 5800 Pro komunikaci v terénu je k dispozici Bluetooth a WiFi

2/2013

Komplexní výsledky olejů pomoci integrovaného software, jedna centrální databáze pro všechna data

Chemická analýza otěrových kovů pomocí RTG spektrometru

Čítač částic pomocí filtrace, kvantifikátor částic (FPQ), čítání částic bez použití rozpouštědel, zpracování vysoce špinavých a mokrých vzorků

Příprava vzorku (filtr z čítače) pro vyhodnocení pomoci RTG spektometru

Funguje kdekoliv na místě, provoz na baterie, robustní provedení, odolný kufr

Jednoduché ovládání na dotykovém displeji pomocí průvodce krok za krokem a minimální požadavky na školení obsluhy a údržby

Minimální vzorek a malý nebo žádný odpad pomocí našeho provedení analýz bez rozpouštědel

Kinematický viskozimetr (při 40°C) bez nutnosti použití rozpouštědla, malý objem vzorku IČ spektrometr s flip-top celou pro testování TAN/TBN, obsahu vody, sazí oxidace atd., záměny směsi olejů pomocí IČ technologie

www.spectro.cz

7

2/2013

TriboTechnika

Budoucnost patří kluzným lakům Již hodně vody uplynulo od dob, kdy si motorista po zakoupení svého čtyřkolového miláčka musel dávat pozor na rychlost a na zadní okno lepit cedulku „v záběhu“. Proč tomu tak dnes není je jasné všem tribotechnikům, ale ne zcela všem motoristům. A  přitom je to tak prosté. Žádné kouzlo, žádný trik, za vším je jen molyka, tedy přesněji řečeno sirník molybdeničitý. Ten se již více jak čtyři desetiletí nanáší na nejrůznější části motorů, kompresorů, dmychadel, ozubených převodů, vodicích čepů apod. V zásadě se kluzné laky dělí do dvou skupin – vypalovatelné a nevypalovatelné. Principiálně fungují stejně, rozdíl je jen v tom, že po vypálení dojde k odpaření speciální pryskyřice, která slouží mezi jednotlivými šupinkami sirníku molybdeničitého jen jako pojivo. Šupinky sirníku

Fotografie zachycují aplikaci kluzného laku štětcem a stříkací pistolí 8

molybdeničitého mají interkrystalickou lamelární strukturu, díky které lépe proniknou do povrchu materiálu a vytvoří vrstvičku řádově 10 až 30 mikronů. Kluzné laky se nejčastěji nanášejí pro své tři hlavní přednosti. Mezi tu první patří jednoznačně výrazné zlepšení koeficientu tření (0,03), což odpovídá teflonu, ale na rozdíl od teflonu vydrží plošný tlak až cca 5 tun na 1cm2, proto se využívají i při tváření za studena. Druhou výhodou povlakování kluznými laky, např. na ozubených převodech, je výrazné snížení hlučnosti (až o 1/5), přičemž se zde využívá k zabíhaní i jednorázové životnostní mazání. Třetí předností aplikace kluzného laku je zlepšení stupně drsnosti povrchu. Lak zaplní všechny mikroskopické nerovnosti na povrchu materiálu a zlepší ho řádově o jeden stupeň. V praxi to znamená, že např. po aplikaci laku na soustruženou hřídel se Ra zlepší ze 3,2 na 1,6, což už odpovídá broušení, a tím vzniká úspora celé jedné operace v technologickém postupu. V souvislosti s výhodami kluzných laků stojí za zmínku i to, že některé typy se mohou pochlubit i slušnou ochranou proti korozi. To platí především u vypalovatelných laků. V praxi se běžně setkáváme s tím, že se laky kombinují s dalšími typy maziv. Nejčastěji jde o tuky a pasty, protože i ten sebelepší tuk se jednoho dne vymačká, vyběhá a pak je jen otázkou času, kdy doj-de k zadření a právě tomu předcházejí kluzné laky. Klasickým příkladem je první pohyb pístu ve válci po nastartovaní motoru našich autíček. K mazání tlakovým olejem dochází až po několika sekundách a právě pro ty pohyby se aplikuje kluzný lak na pístní kroužky. David Maršík, Ulbrich

2/2013

TriboTechnika

®

Univerzální PosiTector

Přístroje PosiTector® amerického výrobce DeFelsko Corp. jsou známě již více než 40 let. V poslední době se výrazně rozšířily jejich měřicí možnosti a přibylo mnoho nových a užitečných uživatelských vlastností. Díky novému uspořádání základní jednotky přístroje PosiTector® a použitím systémového konektoru pro snímače a sondy se podařilo obsáhnout všechny potřebné měřicí metody jednotným typem přístroje. Tak je možné přístroj PosiTector® konfigurovat jako povlakoměr, jako měřidlo klimatických podmínek, jako profiloměr a nebo jako tloušťkoměr. Základní jednotka PosiTector® se nabízí ve dvou modelech, ve standardním a v pokročilém. Standardní model s monochromatickým displejem umožňuje využívat všechny měřicí metody, přitom má základní paměť pro 250 naměřených hodnot

Obr. 1 PosiTector® 6000

Obr. 2 PosiTector® 200 10

a pro komunikaci využívá USB rozhraní. Pokročilý model je vybavený vysoce kontrastním barevným displejem, který umožňuje zobrazit grafy výsledků měření a snímky měřených konstrukcí. Tento model disponuje navíc bezdrátovým rozhraním Bluetooth a nově i komunikační technologií WiFi. Jeho velká paměť dat umožňuje uložit až 100 000 naměřených hodnot rozdělených až do 1 000 souborů. PosiTector® 6000 Povlakoměr vznikne, připojíme-li k základní jednotce jeden ze snímačů: magnetoinduktivní (F) pro feromagnetické podklady, vířivoproudý (N) pro neferomagnetické a kombinovaný (FN) s automatickým přepínáním měřicí metody. K dispozici jsou kompaktní a kabelové varianty standardních snímačů, mikrosnímače a širokorozsahové snímače, pokrývající měřicí rozsah od jednotek µm až do 13 mm tloušťky povlaku s rozlišením až 0,1 µm. Je možné vybírat z celkem 22 typů snímačů. Úplnou novinkou je robustní snímač FHXS s rozsahem do 10 mm a s teplotní odolností do 250 °C. PosiTector® 200 Unikátní ultrazvukový povlakoměr, který umožňuje měřit povlaky na nekovových podkladech, je vytvořený připojením jedné ze tří sond B, C nebo D. Sonda B měří polymerové povlaky na plastech a dřevě do tloušťky 1000 µm. Pro povlaky na betonu a laminátu je určena sonda C s rozsahem do 3,8 mm a pro silné měkké polymerové nebo polyuretanové povlaky do 7,6 mm je k dispozici nová sonda D. Ve standardním provedení měří PosiTector® 200 celkovou tloušťku povlaku, pokročilé provedené umožňuje rozlišit až 3 vrstvy povlaku a zobrazit jejich tloušťky.

TriboTechnika

PosiTector® DPM Pro měření klimatických podmínek, které jsou důležitým parametrem při aplikaci povrchových

Obr. 3 PosiTector® DPM

wolframu hloubku prohlubní v povrchu konstrukce vůči ocelové základně. Stejně jako u ostatních měřicích metod lze naměřené hodnoty ukládat

Obr. 4:PosiTector® SPG

úprav, je možné využít snímač DPM, který obsahuje prostorový a kontaktní povrchový teploměr a vlhkoměr. Je možné připojit i teploměrnou sondu s magnetickým upínačem a dlouhým kabelem. Přístroj určí hodnotu rosného bodu a vypočítá potřebné teplotní rozdíly. Může fungovat i jako dlouhodobý záznamník klimatických podmínek. PosiTector® SPG Měření povrchového profilu je důležité při povrchových úpravách abrazivně čištěných konstrukcích. Snímač DPM měří odolným hrotem z karbidu

Obr. 5 PosiTector® Kit

do paměti přístroje pro další zpracování, dokumentaci a archivaci. PosiTector® Kit Povlakoměr, měřidlo klimatických podmínek a profiloměr tvoří skupinu přístrojů, které najdou společné využití při každém provádění a při každé kontrole povrchových úprav. Proto je v nabídce sestava vytvořená z jedné základní jednotky, která může být standardní nebo pokročilá, z vhodného snímače tloušťky povlaku a ze snímačů DPM a SPG. Sestava je doplněna praktickým plastovým kufříkem.

PosiTector Univerzální přístroj

PosiTector 6000

Měření povlaků na všech kovech

PosiTector 200

Měření povlaků na nekovových materiálech

PosiTector DPM

Měření klimatických podmínek

PosiTector SPG Měření profilu povrchu

PosiTector UTG Měření tloušťky materiálu

TSI System s. r. o. Barevný displej, paměť pro 100 000 měření, systémový konektor pro snímače a sondy, USB, Bluetooth, WiFi, účet na PosiSoft.net, aplikace PosiSoft Mobile pro mobilní zařízení.

Mariánské nám. 1 617 00 Brno ČR tel.+420 545129 462 fax 545 129 467 [email protected] www.tsisystem.cz

11

2/2013

2/2013

TriboTechnika

PosiTector® UTG Měření tloušťky povrchově upravovaného materiálu je důležité například pro stanovení životnosti udržovaných konstrukcí. Nyní je možné ultrazvukové sondy tloušťkoměru připojit k základní jednotce PosiTector® a vytvořit tak z povlakoměru tloušťkoměr. Dvojitá sonda (C) slouží hlavně pro měření horších, korozí napadených povrchů. Jednoduchá sonda (M) najde uplatnění zejména při měření tloušťky materiálu přes vrstvu povrchové úpravy.

PosiTector® Advanced Pokročilá základní jednotka je nyní vybavena bezdrátovou technologií WiFi, která rozšiřuje její

Obr. 7 PosiTector.net

Obr. 6 PosiTector® UTG

PosiTector.net Základní jednotka PosiTector® umožňuje moderní způsob přenosu a zpracování naměřených dat využitím internetové aplikace PosiTector.net. Tato volně dostupná aplikace nabízí bezpečnou centralizovanou správu naměřených hodnot. Měření se po připojení k internetu okamžitě synchronizují na zabezpečeném serveru, do přístroje se také mohou stahovat zaznamenané komentáře a doplňující obrázky. Připojení je snadné pomocí standardního prohlížeče z libovolného místa na světě. Pak už nic nebrání vytváření dokonalých protokolů se všemi podklady právě tam, kde je to zapotřebí. Data je možné také sdílet s autorizovanými spolupracovníky nebo exportovat do dalších aplikací. Výhodou je také volba libovolného jazykového prostředí v aplikaci PosiTector.net pro bezproblémovou komunikaci. 12

komunikační možnosti. Tak je možné jednoduše pomocí tabletu nebo chytrého telefonu připojit přístroj k internetu a synchronizovat měření s PosiTector.net. Také je možné bezprostředně stahovat aktualizace přístroj PosiTector® a mít tak vždy k dispozici poslední verze programového vybavení. Pomocí aplikace PosiSoft Mobile Manager v tabletu nebo telefonu se také snadno doplní poznámky k měření a označení datových souborů, je možné ihned vkládat pořízené fotografie měřených míst. Navíc lze připojit k jednomu WiFi bodu několik přístrojů PosiTector® současně a sledovat průběžně postup měřicích prací. Pro případ, kdy tyto komunikační technologie nemůžete využít a přesto potřebujete vložit do přístroje PosiTector® popis naměřených souborů, je k dispozici nová funkce vkládání textu přímo ovládací klávesnicí základní jednotky PosiTector®. Ale to už je opravdu příslovečná „třešnička na dortu“. PosiTector® dnes představuje komplexní přístrojový systém, který umožňuje měření významných veličin při posuzování kvality povrchových úprav. Kombinace měření tloušťky povlaků, sledování klimatických podmínek, hodnocení profilu povrchu a možnost měření tloušťky povlakovaného materiálu spolu s širokými a dokonalými možnostmi ukládání naměřených dat a s možností vytvářet podrobnou měřicí dokumentaci s bezpečnou archivací dat poskytuje zcela nový dokonalý uživatelský komfort při práci s přístroji PosiTector®. TSI System s.r.o. www.tsisystem.cz

TEMAT I

CKÉ O Nové t KRUHY rendy v KONFE riaden Najlep í úd RENCI šia E Inform prax v prevá ržby ačné sy dzke a údržbe stémy Plánov údr an Predikt ie údržby a o žby dstávo ívna úd k rž Inovatí vne tec ba a diagnos tika hnológ Bezpeč ie ú no Energe sť a ochrana držby tický m zdravia a Zlepšo vanie v nažment a živ ýko otn Údržba infraštr nnosti praco é prostredie vníkov uktúry

Záujem o účasť oznámte na e-mailovej adrese: [email protected] kde môžete získať kompletnú pozvánku

Pozývame Vás v dňoch 28. - 29. 5. 2013 na 13. ročník medzinárodnej konferencie

Národné fórum údržby 2013 konanej pod záštitou Ministerstva hospodárstva SR

na Štrbskom Plese Slovenská spoločnosť údržby Koceľova 15 815 94 Bratislava Slovensko

2/2013

TriboTechnika

Nemrznoucí kapaliny v nepřímých systémech přenosu tepla V posledním desetiletí došlo k výraznému nárůstu používání nemrznoucích směsí v nepřímých systémech chlazení a topení. Velkou část těchto náplní tvoří vodné roztoky na bázi glykolů. Ty jsou častokrát aplikovány velmi amatérsky, bez obsahu inhibitorů koroze, odpěňovadla, stabilizátoru, konzervantu, změkčovadla vody a dalších přísad. To ve svých důsledcích velmi rychle vede ke zhoršení funkčnosti systému, jeho výpadkům či dokonce mechanickému poškození s velmi nákladnou opravou. Použití nemrznoucích kapalin Rozvod tepla nebo chladu, vyprodukovaného v primárním okruhu, je možný pomocí okruhu sekundárního. Protože se tento nepřímý systém převodu energie může dostat do styku s potravinami, v případě úniku i do kontaktu s člověkem nebo životním prostředím, používají se takové látky, které nejsou člověku nebezpečné. Kromě nároků na  dobré teplosměnné vlastnosti a  z  důvodů nenáročnosti na výkon čerpadel i nízké viskozity, je nutné od náplně nepřímého systému chlazení požadovat nemrznoucí vlastnosti. Důvodů může být několik. Předně zásobník nebo jiné části okruhu mohou být ve vnějším prostředí mimo objekt, takže v důsledku střídání ročních období jsou vystaveny mrazu. Celý systém chlazení nebo topení se také může nacházet uvnitř budovy, ale během celoročního používání dochází k natolik dlouhým přestávkám, že by vlivem vnější teploty mohlo dojít k zamrznutí a poškození okruhu v místě, které není úplně izolováno. A třetím případem pak je samotný transport média o teplotě, kterou neumožňuje obyčejná voda, tedy pod bodem jejího tuhnutí. Takto je nemrznoucí směs využívána hlavně u chladíren, zimních stadiónů a některých pivovarů. 14

Výběr vhodného alkoholu Pokud je systém chlazení nebo topení z důvodů své velikosti, požadavků na bezpečnost provozu nebo i jiných vybaven sekundárním okruhem, používají se nemrznoucí kapaliny zejména na bázi glykolů. Oproti kapalinám složeným z anorganických solí, tzv. solanek (nejčastěji uhličitan draselný a chlorid vápenatý) a organických solí draselných (octan, mravenčan) mají výhodu zejména v menší korozní agresivitě a možnosti použití levnějších konstrukčních materiálů. Roztoky solí lze přenášet teplo obvykle jen v nerezu nebo náročně legovaných ocelích. Naopak určitou nevýhodou glykolů je jejich vyšší viskozita stoupající s jejich obsahem ve směsi a horší odbouratelnost ve vodním prostředí. Dají se však využívat v širokém spektru teplot od cca –40 °C (chlazení) až po 110 °C (topení) a při vědomosti si jejich nedostatků lze eliminovat také jejich dvě výše jmenované nevýhody. Stejně jako u chladicích kapalin automobilů jsou jejich základními složkami vícesytné alkoholy, tradičně glykoly. Používají se látky jako ethan-1,2-diol (ethylenglykol), diethylenglykol, propan-1,2-diol (propylenglykol), propan-1,2,3- triol a nověji i perspektivní propan-1,3-diol. Glykoly ve vodných roztocích Ethylenglykol a diethylenglykol jsou zdraví škodlivé při požití pro člověka a vyšší savce. Nebezpečné jsou zejména svým bezbarvým vzhledem, nearomatičností a lehce nasládlou chutí – tedy zaměnitelností s pitnou vodou. Pokud by tělem prošly nezměněné, člověku by neškodily. Nebezpečný produkt je zejména šťavelan vápenatý, který poškozuje ledviny a játra. Při otravě krátce po požití se proto jako první

TriboTechnika

pomoc podává menší množství alkoholu, který je tělem metabolizován přednostně a škodlivé glykoly tak projdou tělem beze změny. Přesto se i  v  České republice najde několik potravinářských provozů, které mají v  sekundárním

neošetřená směs s vodou je dokonce více korozně agresivní, než samotné látky, jak je zřejmé z Tab. 1. Mimo samotného materiálového složení je důležité se při tvorbě designu sekundárního okruhu vyhnout častým záhybům potrubí a užším profilům, které

Tab. 1 Porovnání rychlosti koroze vody a glykolů s i bez inhibitorů.

Rychlost koroze v cm za rok* Materiál

Ethylenglykol s inhi- Propylenglykol s inbitory koroze hibitory koroze

Voda

Ethylenglykol

Propylenglykol

Měď

0,02

0,04

0,04

0,03

0,05

Pájka

0,80

14,4

8,81

0,04

0,01

Mosaz

0,06

0,12

0,05

0,03

0,04

Ocel

2,46

11,3

2,49

0,01

0,01

Litina

5,38

14,1

4,11

0,03

0,04

Silumin

3,35

5,03

0,46

0,11

0,07

*Založeno na korozním testu dle normy ASTM D1384 při 88°C, během 336 hodin s probubláváním. Všechny glykoly byly testovány jako 33 obj.% roztok demineralizované vody.

okruhu jako náplň ethan-1,2-diol. Důvodem použití jedovatého glykolu může být kromě menších nákladů oproti propylenglykolu také lepší tekutost - viskozita, která se však významně projevuje jen za nižších teplot provozu a při vyšší koncentraci glykolu ve vodném roztoku. Naštěstí většina nepřímých teplosměnných systémů v  republice obsahuje jako nemrznoucí látku propan-1,2-diol nebo jeho směs s jinými neškodnými vícesytnými alkoholy. Konstrukční materiál systému Z hlediska materiálového složení je použitelnost glykolů velmi variabilní. Jako těsnící materiály jsou prověřené EPDM a SBR pryže. Pokud je v konstrukci okruhu použito z nějakých důvodů plastových trubek (LDPE, HDPE a PP), je jejich odolnost vůči glykolům téměř neomezená. Co se týče kovových konstrukčních materiálů, je vyjma zinku uvnitř potrubí možná velmi široká škála kovů. Kromě lehkých materiálů z mědi a hliníku, resp. jejich slitin jako mosazi nebo siluminu, je možné použít různých železných potrubí od litiny až po ocel, z těžkých kovů pak i olovnatou pájku. Toto však platí jen v případě, že nemrznoucí směsi na bázi glykolů obsahují inhibitory koroze. Samotný glykol (jedno jaký) je pro kovy stejně korozivní jako voda a jeho

mohou přispívat kromě zvýšené koroze v těchto místech také k tvorbě úsad. Vylepšení nemrznoucích kapalin Vzhledem k možnosti aplikace velkého spektra kovů konstruktéry i jejich širokého funkčního rozsahu, je k omezení korozní agresivity v roztocích glykolů nutné použití inhibitorů určité škály. Od prvotního používání chromanů, fosfátů nebo dusitanů bylo již naštěstí upuštěno. V posledním případě kromě samotné toxicity této soli také z důvodů možnosti vzniku karcinogenních nitrosoaminů, v případě, že by byly k úpravě a stabilizaci hodnoty pH použity aminy. Hodnota pH cirkulujícího média je totiž společně s množstvím rozpuštěného kyslíku v médiu velmi důležitým parametrem z hlediska životnosti kapaliny v systému. Příliš vysoké pH by neumožňovalo použití zejména barevných kovů a kyselé prostředí pak zase spouští korozi téměř všech konstrukčních materiálů včetně železa a jeho slitin. Proto je důležité hodnotu pH stabilizovat aditivy, tzv. pufry. Nemrznoucí kapaliny mohou mít také vlivem různých okolností často zvýšenou pěnivost, zvláště za vyšších teplot, je tedy nezbytně nutné používat tzv. odpěňovadel. Ta pomáhají odstranit jak hlučnost, která bývá způsobena právě nadbytkem 15

2/2013

2/2013

TriboTechnika

plynu v kapalině, tak i částečně případnou kavitační korozi. Složitá směs aditiv Dalšími nezbytnými složkami v glykolových nemrznoucích směsích jsou látky eliminující vliv tvrdosti vody. Vzhledem k relativně velkému objemu budoucí odpadní kapaliny, pak nejlépe bez obsahu fosfátů - fosforu. Pokud je to zákazníkem vyžadováno, nemrznoucí směsi se kvůli snazší detekci úniku ze systému barví, v případě potřeby lze použít i barvivo viditelné pouze pod UV lampou. Jedním z posledních aditiv, které bývá použito je biocid, tedy konzervant, protože propylenglykol a jiné neškodlivé glykoly mohou být živnou půdou pro růst mikroorganismů. Jeho dávkování není však úplně nezbytné, neboť nutnost této ochrany je závislá na typu a koncentraci alkoholů ve vodném roztoku, přítomnosti ostatních složek, zejména inhibitorů koroze, v médiu, a hlavně provozních podmínkách zařízení. Podstatné jsou zejména faktory jako kontinuálnost provozu, teplotní spád a rychlost proudění. Tedy činitelé stejně tak ovlivňující korozní chování média v systému. Důležitým parametrem je také kvalita vody použité k ředění. Měla by mít co nejnižší obsah chloridů a síranů, podporujících korozi, ale i ostatních solí, nicméně by neměla být úplně deionizovaná. Odstrašující příklady z praxe V souvislosti s nárůstem aplikací nemrznoucích směsí se bohužel začaly vyskytovat i případy, kdy byl do systému použit pouze vodný roztok propylenglykolu bez jakýchkoliv aditiv. Příčinou je možná neznalost problematiky použití těchto kapalin při tvorbě projektů sekundárních okruhů, podcenění jejich korozní agresivity a nejčastěji pak také amaterismus u realizačních firem, hlavně menších topenářských, které v rámci úspory nákladů jsou schopny takové záměny provádět. Nejparadoxnější na tom je, že nákupní cena obyčejného propylenglykolu použitého do systému je pro ně častokrát vyšší, než kdyby použili nemrznoucí směs do topení s aditivy od renomovaného výrobce. Následky takového počínání jsou pak zřejmé z přiložených obrázků (Obr. 1 a 2). Chyby v některých případech dokonce dospěly do takového stádia, že jeden nejmenovaný koncový zákazník měl v projektu napsáno, že do systému má být použit „Ethylen-glykol“, a on tedy ten „Ethyl“ objednal. Obdržel však levnější „Ethyl alkohol“. Co se v topném systému mohlo stát vlivem záměny 16

vysoce hořlavého lihu a ve vodném roztoku nehořlavého glykolu, už nechám na vaší fantazii. Odlišnost obou látek byla naštěstí krátce po zprovoznění systému odhalena. Chybí jednotící norma Je zřejmé, že pro tyto aplikace chybí nějaká jednotící norma, která by určovala, jaké parametry musí nemrznoucí směs v sekundárním okruhu splňovat. Podobně, jako je například pro aplikaci nemrznoucích směsí v automobilech k dispozici široká škála mezinárodních standardů jejich výrobců i univerzálních ASTM norem jak pro

Obr. 1 Zkorodovaná část přepouštěcí klapky sekundárního okruhu teplosměnného systému.

Obr. 2 Detail koroze potrubí při použití neošetřeného propylenglykolu.

posouzení jejich kvality, tak pro metodiku měření jednotlivých parametrů. Chybí detailní ČSN pro definici zejména nemrznoucích a teplosměnných vlastností. Dle posledních zkušeností hlavně pro posouzení korozivity použité směsi a doporučení

TriboTechnika

vhodných konstrukčních materiálů a těsnění. Velmi často je totiž v různých stavebních projektech 2 x suchý chladič Oběhová čerpadla Chladivo R407c v chladicí jednotce Množství Ethylénglykolu

střecha

ak. výkon = 2 x 78 dBA provoz po 22 : 00 není uvažován m. č. - 3,07 ak. výkon = 3 x 80 dBA m. č. - 3,09 ak. výkon = 1 x 80 dBA m. č. - 3,07 m. č. - 3,09 systém 50,6/44,6 °C

3 x 20 kg 1 x 20 kg 2 000 litrů

dokážou navolit takovou kombinaci alkoholů – glykolů, že směs není nebezpečná, ale má i lepší teplosměnné vlastnosti a nižší viskozitu. Zejména však kombinací různých inhibitorů koroze s využitím jejich synergie může být významně prodloužena minimální výměnná lhůta těchto kapalin a zákazníkům také nabídnuta nižší cena oproti „univerzální“ nemrznoucí směsi s aditivy pro všechny běžné typy kovů v systému.

V  systému suchých chladičů je použita nemrznoucí směs na  bázi Ethylénglykolu (30  % EG + 70  % upravená voda). Plnění systému, jeho doplňování a  pravidelnou výměnu se bude starat externí firma včetně přípravy a  dopravy nemrznoucí směsi. Veškerou manipulaci s  nemrznoucí směsí musí provádět pouze odborná firma. Při manipulaci (plnění, vypouštění, doplňování) nesmí dojít ke kontaminaci odpadních vod. Veškeré vypouštění a  odfuky pojistných ventilů budou svedeny do  nádob. Likvidace nemrznoucí směsi bude řešena odbornou firmou dle platných předpisů. Obr. 3 Náhled textu projektu teplosměnného systému se strohou specifikací nemrznoucí směsi - glykolu.

velkých administrativních komplexů napsáno: použijte nemrznoucí směs na bázi propylenglykolu, nebo jen glykol (viz Obr. 3). Takže nemůže být ani divu, že tak dochází velmi často k výše popsaným záměnám. Naopak znalost konstrukčního složení teplosměnného systému a jeho provozních podmínek předem umožňuje těm nejvyspělejším výrobcům nemrznoucích kapalin pro koncového zákazníka navrhnout výrazné úspory. Nejenže

Ing. Jan Skolil, CLASSIC Oil s.r.o., Kladno Foto: Chladírna kompresorů v potravinářství nejmenovaného zákazníka v Praze. Zdroj: Normy VW TL 774, ASTM D, poznatky z trhu, informace zákazníků, vlastní praxe výroby nemrznoucích směsí.

english abstract Antifreeze fl uids in indirect systems for cooling and heating Secondary refrigerants are used in indirect systems. They are based mainly on glycols, especially propylene glycol. In industry there is a lot of application where uninhibited glycols are used without corrosion inhibitors, preservative, foam control agent and other additives. It can lead to worse thermo-physical properties of liquid, failure of system or its mechanical damage with expensive repair.

KAPALINY

R

PRO TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ

BUDOV A SOLÁRNÍCH SYSTÉMŮ nemrznoucí teplosměnné antikorozní médium chrání systémy před poškozením mrazem a před korozními účinky vody zdravotně nezávadný

CS EKOTERM ŠIROKÉ SPEKTRUM VYUŽITÍ

klimatizace

topení VÍCE INFORMACÍ

www.classic-oil.cz [email protected]

chlazení

tepelná čerpadla

17

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Zhodnotenie použitých mazacích olejov Základnou surovinou pre výrobu mazacích prostriedkov, mazív je ropa. Význam ropy vzhľadom na súčasnú situáciu netreba zvlášť zdôrazňovať. Z hospodárskeho významu ropy vyplýva potreba úsporného hospodárenia s mazivami. Z toho dôvodu je tu aj otázka na správne hospodárenie s použitými, resp. opotrebovanými, odpadovými olejmi. Súčasná celková spotreba mazív v Slovenskej republike (SR) sa odhaduje na cca 49 kt. z toho 25 kt. tvoria automobilové mazivá a 24 kt. priemyselné mazivá. Z dostupných informácií vieme, že priemerný percentuálny zber, výskyt použitých olejov v rámci Europskej únie (EÚ) je 46 % z celkovej ročnej spotreby mazacích olejov. To znamená, že pri prepočte na podmienky v SR a daný sortiment to predstavuje výskyt cca 15 až 18 kt. použitých olejov, čo nás zaväzuje. Aj v SR sa uplatňujú zásady, ktoré vyplývajú z  právneho systému EÚ. S tým súvisí aj prijatie zákona č. 223/2001, Z. z. o odpadoch a o zmenách a doplnení niektorých zákonov, na ktorého základe bol zriadený Recyklačný fond. Vzhľadom na súčasnú situáciu je tu záujem o poskytnutie informácií, ktoré by mali prispieť k hospodárnemu využitiu mazív a použitých olejov najmä v podmienkach spotrebiteľa a zabezpečiť ich recykláciu. Použitý olej a jeho substancie Hneď v úvode si treba položiť otázku, čo je to použitý, resp. opotrebovaný mazací olej. Uvedieme definíciu, ktorá by mala dať odpoveď na túto otázku. Použitý olej je nejaký, resp. ktorýkoľvek olej, ktorý bol rafinovaný z ropy alebo syntetický olej, ktorý bol použitý a výsledkom tohto použitia je jeho kontaminácia fyzikálnymi alebo chemickými nečistotami, ktoré sú príčinou straty jeho funkčných vlastnosti. Jednoducho povedané, použitý olej ako naznačuje jeho pomenovanie je buď ropný alebo syntetický olej, 18

ktorý už bol použitý. Počas normálneho použitia, nečistoty, ako je prach, kovové častice, voda alebo chemikálie môžu sa zmiešať s olejom a olej stráca svoju výkonnosť. Použitý olej musí byť nahradený čerstvým alebo regenerovaným, resp. ošetreným olejom, čo si vyžaduje určitú pozornosť, teda prácu. V tejto súvislosti možno uviesť tri stavy, resp. substancie použitého oleja, ktoré môžeme definovať takto: 1. Použitý olej (originálny) musí byť olej rafinovaný z ropy alebo syntetických surovín. Živočíšne a rastlinné olej nespĺňajú definíciu použitého oleja. 2. Treba zistiť na aký účel bol olej použitý (účel použitia). Použité oleje ako sú hydraulické kvapaliny, turbínové oleje, prevodové oleje, kompresorové oleje, teplonosné média, a iné mazacie oleje, ktoré boli použité pre ďalšie účely sú považované za použité oleje. Do tejto skupiny by sme nemohli zaradiť, napr. vykurovacie oleje a tiež oleje používané na čistenie nádrží, resp. prevádzkové kvapaliny pre automobily (chladiace kvapaliny), letecký petrolej a ďalšie. 3. Treba zistiť či bol alebo nebol olej kontaminovaný a to fyzikálnymi alebo chemickými nečistotami (znečisťujúce látky). To znamená, že použitý olej mohol, resp. musel byť kontaminovaný počas jeho použitia v prevádzke. Túto úvahu treba doplniť o to, že použitý olej obsahuje aj zvyšky a nečistoty, ktoré sa dostali do oleja pri manipulácii, skladovaní a pod. Medzi fyzikálne nečistoty môžeme zahrnúť najmä kovové častice z opotrebovania (Fe, Cu, Al, Si a iné kovy), piliny (rezanie kovu), okuje alebo iné nečistoty. Chemické nečistoty predstavujú rozpúšťadlá, čistiace prostriedky, halogény a iné nežiadúce látky. Recyklácia použitých olejov Ak oleje boli už použité, tak sa musia zozbierať a môžu sa znova a stále používať, teda recyklovať. Použitý olej môže byť znova použitý pre ten istý účel, alebo úplne pre iný účel. Napríklad, použitý

TriboTechnika

motorový olej môže byť regenerovaný a použitý ako motorový olej, resp. spracovaný, ako vykurovací olej a pod. Sú aj prípady, že valcovacie, kaliace oleje môžu byť prefiltrované na mieste a znova použité na ten istý účel. Ak oleje sú v takom stave, že sa nedajú recyklovať, môžeme hovoriť, že ide o odpadové oleje, t.j. oleje vhodné len na likvidáciu, spaľovanie. Použité oleje môžu byť recyklované nasledujúcimi spôsobmi a postupmi: ● ošetrené, prefiltrované na mieste, teda v prevádzke čím sa odstránia nečistoty z použitého oleja a olej sa použije znova. Hoci táto recyklácia nemôže obnoviť jeho pôvodné vlastnosti, ale je tu predpoklad, že sa môže predĺžiť jeho životnosť. ● použitý olej sa odovzdá do rafinérie, ktorá olej ošetrí a použije ako surovinu, na výrobu napr. vykurovacích olejov a pod. ● regenerácia oleja, ktorá vyžaduje chemickú úpravu, t.j. spracovať, upraviť použitý olej tak, že sa môže použiť, ako základový olej pre nové mazacie oleje. Tento spôsob predlžuje životnosť oleja a je uprednostňovaný, pretože pri výrobe regenerovaných olejov sa spotrebuje menšie množstvo energie, ako pre výrobu čerstvých olejov z ropy. ● likvidácia použitého, odpadového oleja – spaľovanie – použitie na energetické účely. Po určitých úpravách, ktoré zahrňujú odstránenie vody, mechanických nečistôt sa oleje spaľujú, napr. v rotačných cementárenských peciach a pod. Recyklácia použitého oleja je dobrá a to najmä z dôvodu ochrany životného prostredia a z ekonomického hľadiska, ako druhotná surovina na výrobu mazacích olejov a ďalších aspektov. Treba uviesť, že na regeneráciu použitého oleja sa spotrebuje iba jedna tretina energie z energie na výrobu kvalitných čerstvých mazacích olejov z ropy. Zber a skladovanie použitých olejov Zber použitých, resp. odpadových olejov v rámci Slovenskej republiky vykonáva niekoľko spoločnosti a tie stanovujú podmienky dodávok. Čo sa týka technických požiadaviek na použité oleje, pozornosť sa venuje kvalitatívnym ukazovateľom zameraných na obsah vody, chlóru, polychlórovaných bifenylov, obsahu ľahkých podielov a mechanických nečistôt. Technickej verejnosti je známe, že o týchto požiadavkách pojednáva aj norma STN 65 6690 „Opotrebované oleje – regenerovateľné“. Možno povedať, že

spotrebiteľská verejnosť má určité skúsenosti z minulosti, keď bol povinný zber. Treba pripomenúť, že tak ako v minulosti aj teraz musíme venovať pozornosť delenému zberu, čo znamená zabrániť znehodnoteniu, kontaminácii použitých olejov. Vyplýva to aj z toho, že sortiment mazív sa v súčasnosti rozšíril, používajú sa nové formulácie mazív, čo znamená väčšie riziko zmiešania a iné. Treba pripomenúť, že narastá aj spotreba syntetických olejov, kde zvlášť treba venovať pozornosť. Cieľom príspevku nie je riešiť otázky dodávok použitých olejov a ich  technické, resp. kvalitatívne podmienky, ale upozorniť na problémy, ktoré môžu vzniknúť nesprávnou manipuláciou. Musíme pripomenúť, že povinnosťou spotrebiteľov je zabezpečiť skladovanie použitých olejov tak, aby nedošlo k ich znehodnoteniu. Použité oleje sa zhromažďujú v samostatných skladovacích nádržiach alebo pri menšom výskyte v sudoch. Použitý olej má byť uskladnený oddelene od čerstvých olejov. V ďalšej časti budeme venovať pozornosť najmä ošetrovaniu a obnove mazív v podmienkach spotrebiteľa, teda mazivám v prevádzke, čo vzhľadom na súčasné možnosti je výhodné. Riadenie a obnova mazív Pre obnovu, ošetrenie mazacích olejov sa nám ponúkajú tieto tri možnosti, ktoré môžu zabezpečiť predĺženie ich životnosti v prevádzke a predĺžiť ich samotnú recykláciu. Ide o tieto spôsoby, postupy: ● ošetrenie, odstránenie nečistôt, napr. filtráciou ● doplnenie prísad do použitých mazacích olejov ● úplná rekonštrukcia systému prísad Odstránenie nečistôt Na odstránenie nečistôt sa používajú najmä mobilné filtračné zariadenia a mnohé ďalšie separačné technológie, ktoré odstraňujú pevné nečistoty, vlhkosť (vodu) a iné látky, ktoré sa dajú veľmi ľahko odstrániť. Kyseliny, glykoly, palivá a iné chemické zlúčeniny naopak nie je možné tak ľahko odstrániť. V tabuľke č. 1 sú uvedené možnosti odstraňovania vody pomocou rôznych postupov, metód a to podľa typu separačného zariadenia. Technologické zariadenia na odstraňovanie nečistôt sú často limitované ich veľkosťou, ďalej cirkulačným systémom, ako sú napr. mazacie systémy v turbínach, papierenských strojoch, hydraulických zariadeniach a pod. Treba pripomenúť, že podľa ročného plánu mazania strojov a zariadení sa plánuje výmena oleja raz za rok alebo každý polrok. Prvoradým cieľom výmeny oleja je to, aby sa 19

2/2013

2/2013

TriboTechnika

odstránili nečistoty, pretože mazacie oleje by mali byť v dobrom stave vzhľadom na ich chemické a fyzikálne vlastnosti pre ďalšiu prevádzku. Výmena oleja nie je často efektívna a to hlavne vtedy, ak ide len o kontamináciu mazacieho oleja, resp. o dekontamináciu, čistenie mazacieho systému, napr. mazacieho systému v prevodovkách. Z praxe vieme, že ak je stroj odstavený určitú dobu, tak nečistoty sa usadzujú na dne olejovej nádrže. Keď mazač vypúšťa olej, tak vypúšťací ventil, kohút, ktorý je umiestený na dne nádrže je často zanesený, čo umožňuje odstrániť nečistoty, čo je výhoda, pretože mnohé nečistoty sú sústredené, koncentrované v tejto časti nádrže. Ak tomu tak nie je, tak po novom naplnení nádrže olejom a spustení stroja, usadené nečistoty v mazacom systéme sa suspendujú do oleja a  tým vznikajú zbytočné problémy a výdavky na kontrolu oleja a za kompletný servis pri výmene oleja. Tabulka 1 Typ separačného zariadenia

Možnosti odstránenia vody Voda voľná emulgovaná viazaná

Sedimentácia, usadzovanie

x

n

n

Odstreďovanie

x

o

n

Koaloscencia

x

o

n

Filtrácia, polymérne adsorbenty

x

x

o

Vákuová destilácia (dehydrácia)

x

x

x

Vysušovanie (vzduchu v olejovej nádrži)

x

x

x

Vysvetlivky: x – možnosť odstránenia vody, o – možnosť odstránenia vody len čiastočne, n- nie je možnosť odstránenia vody

Prevádzkové spôsoby filtrácie V prevádzke strojov a zariadení je treba pravidelne vykonávať kontrolu mazacích olejov a podľa zistených výsledkov určovať ďalší postup ich použitia alebo ošetrovania. Uvedieme všeobecný postup pre starostlivosť o mazivá v prevádzke. Podľa prevádzkových požiadaviek treba dodržiavať tieto zásady: ● ošetrenie, očistenie mazív (kontrola triedy čistoty) pred plnením do stroja, pracovného systému, resp. čistenie v priebehu prevádzky, ● výmena maziva zo stroja, zariadenia a jeho ošetrovanie, čistenie, 20

● využitie maziva na pôvodné účely alebo na menej náročné postupy mazania, napr. stratové mazanie, ● odovzdanie do zberu alebo likvidácia mazív. Dosiahnutie potrebnej čistoty olejov v prevádzkových podmienkach možno zabezpečiť resp. dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Podľa potreby sa preto volia rôzne spôsoby filtrácie, ktorých výber závisí od požiadavky na čistotu oleja, kvapaliny (kód ISO), prietočné množstvo oleja a iné. V tomto prípade ide najmä o mobilné filtračné zariadenia, ktoré sa používajú na ošetrovanie mazacích olejov v prevádzke. Okrem uvedených spôsobov sa do mazacích okruhov zaraďujú magnetické zátky alebo celé magnetické zariadenie. Takto sa odstraňujú nečistoty vznikajúce najmä pri zvýšenom opotrebovaní. Význam filtrácie olejov potvrdili mnohé vykonané skúšky a údaje z technickej literatúry. V odbornej oblasti starostlivosti o základné prostriedky je treba preto venovať väčšiu pozornosť filtrácii olejov. Doplnenie prísad Doplnenie prísad do oleja sa vykonáva známym spôsobom a to vypustením určitého množstva prevádzkovaného oleja a doplnením mazacieho systému čerstvým olejom. To znamená, že ide o určitý spôsob obnovy, doplnenie prísad použitím určitého množstva čerstvého oleja. Pritom treba predpokladať, že prevádzkový olej nie je oxidačne, tepelne, alebo hydrolytický degradovaný a nie je kontaminovaný nežiadúcimi látkami. Tento postup významne predlžuje výmenný cyklus oleja. Ak je prevádzkový olej degradovaný, prísady z čerstvého oleja sa môžu rýchlejšie znehodnotiť, čo vedie ku skráteniu intervalu výmeny oleja. V tomto prípade treba upozorniť, že pri doplňovaní čerstvého oleja v množstve väčšom ako 10 % objemu olejovej nádrže môžu vzniknúť problémy a to s penením oleja. Čerstvý olej má zvýšené detergentné, čistiace vlastnosti a rozpustené nečistoty môžu byť príčinou penenia oleja. Rekonštrukcia systému prísad Rekonštrukciu systému prísad môžeme nazývať aj regeneráciou použitého oleja. Ide o určitý postup jednoduchého očistenia alebo dávkovania systému prísad do oleja. Rekonštrukcia znamená, že ide o znovu namiešanie prísad do oleja. Požiadavka je, aby pridávané prísady dosiahli správne spojenie, väzbu vo vzťahu k prevádzkovanému, resp. základovému oleju a to typickými chemickými vlastnosťami

TriboTechnika

v kombinácii s teplotou a strihovou a mechanickou stabilitou. Rovnako systém, dávkovanie prísad musí mať také zloženie, aby sa dosiahli výkonové charakteristiky oleja. Formulácia balíku prísad musí byť stanovená ešte pred návrhom samotného miešania. Treba povedať, že ide o určite autorské právo, pozíciu po ktorej nasledujú ďalšie kroky. V podmienkach samotného spotrebiteľa je tento spôsob rekonštrukcie prísad vzhľadom na jeho náročnosť, takmer nevykonateľný. Z toho vyplýva, že regenerácia oleja, rekonštrukcia systému prísad je vykonateľná len v rafinérii. Ak sú možnosti regenerácie použitých olejov v rafinérii, tak je treba zabezpečiť ich určitú kvalitu. Všeobecne je známe, že mazacie oleje vyrobené týmto spôsobom sú rovnako kvalitné ako výrobky z čerstvej ropy. Dôkazom toho je aj to, že inštitúcie, ktoré sú zodpovedné pre vydávanie výkonových charakteristík, špecifikácii mazív (API a iné), tak potvrdzujú že to, čo platí pre čerstvé oleje z ropy, to platí aj pre regeneráty. Systémy na hodnotenie úrovne znečistenia Na hodnotenie úrovne znečistenia, resp. čistoty mazacích olejov sa používa norma ISO 4406:99, norma NAS 1638 a STN 65 6206. Kód čistoty, trieda čistoty podľa ISO pre znečistenie je napr. 16/14/12. Uvedený ISO kód predstavuje počet častíc väčších ako 4 (430), 6 (90) a 14 (22) μm v jednom mililitri vzorky kvapaliny (oleja). Samotné hodnotenie znečistenia olejov podľa platných noriem je dosť náročné a často neprehľadné, a preto mu je treba venovať potrebnú pozornosť. V tabuľke č. 2 uvedieme porovnanie tried čistoty podľa normy ISO 4406:99 a normy NAS 1638.

požiadaviek, napr. na ich ďalšie používanie. Požiadavka je, aby po ich ošetrení sme mohli zistiť aká je čistota olejov, stanovenie triedy čistoty, aká je viskozitná a výkonová trieda, množstvo požadovaných prísad v mazive a iné. Zásada je, aby sme ošetrený olej porovnávali s kvalitatívnymi ukazovateľmi čerstvých olejov a podľa výsledkov, hodnotení sa rozhodli pre ďalšie kroky, či takto ošetrený olej použiť na pôvodné účely, alebo na iné podradnejšie účely. Platí zásada, že pri hodnotení ošetrených olejov používame na hodnotenie kvalitatívnych ukazovateľov tie isté postupy, normy STN, ASTM a iné metódy, ako pri hodnotení čerstvých olejov. Záver Zhodnocovanie použitých mazacích olejov má stále ekonomický a technický význam a je prínosom nielen pre jednotlivé hospodárske organizácie, výrobné podniky, ale aj celú spoločnosť. Uvedenou činnosťou môžeme dosiahnuť nielen finančné úspory, ale má to významný vplyv aj na zlepšenie životného prostredia. Ing. Michal Lošonský, ML Lubservis, a.s. E-mail: [email protected]

Tabulka 2 ISO kód čistoty

NAS trieda čistoty

ISO kód čistoty

NAS trieda čistoty

23/21/18

12

18/16/13

7

22/20/18

-

17/15/12

6

22/20/17

11

16/14/12

-

22/20/16

-

16/14/11

5

22/19/16

10

15/13/10

4

20/18/15

9

14/12/9

3

19/17/14

8

13/11/8

2

Hodnotenie ošetrených mazacích olejov S hodnotením ošetrených použitých olejov sú často určité problémy, ktoré vyplývajú z rozdielnych

Váš partner pre obstarávací manažment a fluid manažment

ML Lubservis a.s. Malokarpatské nám. č.3 841 03 Bratislava Tel.: 02/67 285 202 e-mail: [email protected]

www.aviaoleje.sk 21

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Optimálne zvolená filtrácia Pri filtrácii nám vzniká nežiadúca substancia (nečistota) a úlohou filtra je potreba jej zastavenia na presne stanovenom mieste pri použití vhodného typu filtra, alebo separátora. Túto problematiku oddeľovania jednotlivých substancií možno rozdeliť do štyroch základných skupín: separácia pevné častice – plyn, separácia pevné častice – kvapalina, separácia kvapalina – kvapalina a separácia pevné častice – pevné častice. Najširším záberom separácie pevných častíc – plyn, reprezentuje filtrácia vzduchu a tak isto filtrácia priemyselných plynov, plynovodov, klimatizácie apod. Pri tomto procese sa používajú hlavne filtre, potom to môžu byť aj rôzne druhy separátorov, usádzače a kefy, ktoré tieto pevné častice odstraňujú. Separácia pevné častice – kvapalina predstavuje najširší záber mechanickej filtrácie, kde je potreba vo väčšine prípadov prefiltrovanie pomerne veľkého množstva kvapaliny a tak isto odstránenie veľkého množstva pevných častíc. Tieto procesy sa najčastejšie používajú v priemysle, kde sú polo alebo úplne automatizované. Z hľadiska ekológie má v tejto oblasti obrovský záber separácia prípadne filtrácia vody a to či už úžitkovej alebo pitnej. Separácia kvapalina – kvapalina a pevné častice – pevné častice je veľmi náročná z hľadiska správnej voľby filtra či separátora aby tento proces bol efektívny z pohľadu separácie a aj ekonomicky efektívny. Tieto aplikácie sú už vysoko špecializované a sú potrebné pomerne veľké teoretické a v neposlednom rade aj praktické skúsenosti pre správnu voľbu filter / separátor. Tento druh separácie sa vo veľkej časti rôznych procesov podieľa len partikulárne čiže rieši len čiastkovú časť celého procesu. Základnou metódou separácie kvapalina – kvapalina je napríklad 22

destilácia ako tepelné štiepenie, ktorá je veľmi rozdielna od povrchovej filtrácie. V tomto prípade ide o chemické postupy separácie. Iným prípadom je napríklad separácia pomocou koalescerov, ktorá dokáže rozdeliť dve rozdielne na princípe vzájomného spájania sa molekúl rovnakej veľkosti.. Zvláštnym prípadom je odseparovanie dvoch heterogénnych látok, ako je voda a kyselina pomocou osmotických membrán, založenom na princípe rozdielnej veľkosti molekúl. Najjednoduchšou a historicky najstaršou formou separácie tuhá latka – tuhá látka je separácia cez sito. Tu sa využívajú rozmerové vlastnosti jednotlivých častíc. Účinnosť separácie je tu jednoznačne daná veľkosťou oka na site. Fyzikálne vlastnosti látok ako sú magnetické pole zase využívajú magnetické separátory (napr. pri oddeľovaní železnej rudy). Rozsah filtrácie je veľmi dôležitý z hľadiska jeho účinnosti a nákladov spojených filtráciou. Je možné dosiahnuť veľmi účinnú filtráciu za vysoké náklady, ale z konštrukčného hľadiska na zariadení takáto filtrácia nie je potrebná. Opačný prípad môže nastať ak sa budeme uberať cestou ekonomicky najvýhodnejšej filtrácie, ale pre požadované zariadenie táto filtrácia bude málo účinná. V tomto prípade môže stroj byť veľmi poruchový, čím sa nám zvýšia náklady na údržbu, alebo sa zníži životnosť stroja a zariadenie bude potrebné často vymieňať. Preto pri rozhodovaní pre ktorý druh filtrácie sa rozhodneme je potrebné mať dostatočné množstvo informácií o požiadavkach na čistotu jednotlivých komponentov stroja alebo na čistotu a presnosť procesu (napr. pri obrábaní). Druhy filtrácie Povrchová filtrácia Povrchová filtrácia je priame zachytávanie častíc na filtračnom médiu. Častice, ktoré sú väčšie ako je veľkosť otvorov alebo pórov filtračného média sa

TriboTechnika

zachytia na povrchu filtra. Veľkosti týchto otvorov chránia takýmto spôsobom systém. Táto filtrácia sa často používa v kombinácii s hĺbkovou filtráciou z dôvodu ochrany hĺbkových filtrov, ktoré sú často mnohokrát drahšie ako povrchové filtre. Povrchová filtrácia sa používa pri oddeľovaní kvapalín a pevných častíc a pri oddeľovaní dvoch pevných častíc. V mnohých prípadoch (okrem membránových filtrov) tieto filtre predstavujú nominálnu filtráciu a používajú sa ako sacie alebo vratné filtre resp. v kombinácii s ostatnými filtrami.

Hĺbková filtrácia Ďalším základným typom mechanickej filtrácie, ktorá závisí od filtračného média je filtrácia v hĺbke filtračného média. Mechanizmus tejto filtrácie sa stáva viac komplexnejším. Dráha častice cez filter je oveľa dlhšia a kľukatejšia čím sa dosahuje obrovská schopnosť jej zadržiavania sa vo filtri. Veľké častice sa zachytávajú na povrchových vrstvách a veľmi jemné zase na vnútorných hustejších vrstvách. Pri uniformovaných časticiach, ktoré sú približne rovnakej veľkosti sa pri tomto spôsobe

Spôsob ukladania častíc pri povrchovom sitovaní: 1 - kvapalina na vstupe do filtra, 2 - nečistoty, 3 - filtračné médium, 4 - medzný otvor, 5 - kvapalina na výstupe z filtra

Spôsob ukladania častíc pri hĺbkovom sitovaní 1 - kvapalina na vstupe do filtra, 2 - nečistoty, 3 - filtračné médium, 4 - medzný otvor, 5 - kvapalina na výstupe z filtra

Ak sú však filtre s povrchovou filtráciou vplyvom prietoku média znečistené môžu nastať tieto efekty: ● Ak sú všetky póry, alebo otvory zaplnené nečistotami, novo prichádzajúce nečistoty môžu spôsobiť uvoľňovanie častíc, ktoré tam boli zachytené predtým. Tým sa systém ďalej nečistí, naopak môže spôsobiť uvoľnenie zhlukov a tým ho znečistiť ešte viac. Havarijným prípadom je keď nastane roztrhnutie povrchu filtračného média a častice sa uvoľnia do nosnej kvapaliny. Systém ostáva bez filtrácie. ● Ak sú všetky póry alebo otvory zaplnené časticami, novo prichádzajúce nečistoty a to najmä veľmi malé (často zhluky) vytvoria na povrchu novú filtračnú vrstvu, ktorá sama osebe je filtrom. Vytvorí sa tzv. filtračný koláč. Tento efekt sa využíva najmä pri filtrácii rezných a brúsnych emulzií. Výšku koláča je však potrebné kontrolovať, lebo pri prekročení kritickej hrúbky sa silne znižuje prietok, alebo dochádza k pretrhnutiu filtračného materiálu. ● Pri vyšších tlakoch, alebo prúdení kvapaliny vysokou rýchlosťou môže nastať jav, kde cez otvor alebo póry s určitou veľkosťou prejde častica väčšia ako je veľkosť otvoru alebo póru.  

Spôsob ukladania častíc pri hĺbkovej filtrácii 1 - kvapalina na vstupe do filtra, 2 - nečistoty, 3 - filtračné médium, 4 - medzný otvor, 5 - kvapalina na výstupe z filtra

filtrácie ukladajú smerom od vnútorných vrstiev až po vonkajšiu, čo je z hľadiska účinnosti filtrácie veľmi dôležitá vlastnosť. Difúzia malých častíc vplyvom skladby vnútorných vrstiev je oveľa menšia a dokážu sa vytvoriť a zadržať zhluky častíc do veľkosti 1 μm. Taktiež je treba poznamenať, že hĺbková filtrácia má za následok vyšší tlakový spád ako povrchová filtrácia. Tento princíp sa okrem kvapalín aj z vysokou viskozitou veľmi úspešne využíva aj pri filtrácii plynov. Text: Ecofil 23

2/2013

TriboTechnika

Testování nových ložisek metodou řízené exploze Český strojírenský koncern ZKL vstoupil do dalšího roku s optimistickou vizí. Kromě výrazného navýšení výroby a produktivity práce očekává také rozšíření svého sortimentu. Ten prochází průběžnými inovacemi a přizpůsobuje se těm nejnáročnějším požadavkům ze strany odběratelů. Na významu získávají především speciální dělená ložiska, která se vyrábějí v nové výrobní hale. Moderní pracoviště bylo uvedeno do provozu na podzim loňského roku. Průběžné inovace jsou pro každý výrobní podnik v současné době jedním ze základních faktorů úspěchu a udržení konkurenceschopnosti. Ať už se jedná o inovace technologické či pravidelné optimalizace sortimentu. „Na zdokonalování našich produktů neustále pracujeme. Do výroby průměrně zavádíme okolo stovky nových typů ložisek ročně. Pro rok 2013 je plánováno dokonce 120 nových typorozměrů,“ vysvětluje Ing. Jiří Prášil, CSc., generální ředitel ZKL. Největší zájem je v současnosti o ložiska dělená, jejichž hlavní předností je snížení nákladů na montáž, pracovní prostoje a údržbu. Tato ložiska jsou technologicky jedna z nejsložitějších. Významným způ-

sobem urychlují montáž a výměnu u těžkých zařízení, jako jsou válcovací stolice či důlní výtahy, u kterých každá prodleva znamená značné finanční ztráty. Nový typ ložisek lze měnit přímo za provozu či ve lhůtách, které nepožadují techno-

logickou odstávku. „Průnik do tohoto segmentu je jedním z našich strategických cílů. Je přizpůsobena i technologie naší nové haly, kde jsou dělená velkorozměrová ložiska produkována. Nejmodernější

výrobní kapacity, které máme k dispozici, umožňují vyrábět produkty v přesnostech, které špičkoví zákazníci požadují“, dodává Ing. Jiří Prášil, CSc. S rozšiřováním sortimentu úzce souvisí také investice do materiálového inženýrství. Je rozvíjena technologie dělení kroužků ložisek metodou řízené exploze na základě detailních propočtů. K tomuto procesu jsou využívány výbušniny na bázi semtexu, které rozdělí kroužek na dvě části. Aktuálně je metoda ve fázi zkoušení, ale dosavadní výsledky jsou velmi slibné. Cílem je dosáhnout maximální přesnosti při rozdělení a opětovném spojení kroužku. „Můžete si představit třeba suchý zip, kdy do sebe jednotlivé části musí dokonale zapadnout. Stejné je to i v tomto případě. Hledáme alternativu ke klasickému řezání, které narušuje strukturu, a jeho kritickým bodem jsou hrany. Jednoduše se zde totiž vytvoří mikrotrhliny a postupné zatěžování může vést k poškození ložisek a následně i celého stroje. Hlavní metou společnosti je osvojit si tento postup tak, aby se mohl stát jedinou aplikovanou metodou dělení,“ popisuje generální ředitel. Text: Eva Albrechtová

25

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Jarní technologické veletrhy 12. ročník mezinárodního veletrhu strojírenských technologií FOR INDUSTRY 2013 se bude konat v PVA EXPO PRAHA v termínu od 23. do 25. dubna 2013. Souběžně se uskuteční 7. mezinárodní veletrh povrchových úprav a finálních technologií - FOR SURFACE a 1. veletrh technologií pro svařování, pájení a lepení - FOR WELD, které jsou pořádány s dvouletou periodicitou v lichých letech. V současné době je na tyto veletrhy přihlášena řada významných firem, které mají pro návštěvníky připravené prezentace technologických novinek, specializovaná řešení a praktické ukázky s uplatněním v různých průmyslových odvětvích. Společnost MEPAC CZ, s.r.o. se rozhodla představit horkou novinku pro rok 2013, přenosný laserový gravírovací systém HCP10 s naprosto novou konstrukcí, právě zde. Návštěvníci stánku budou moci ocenit široké možnosti tohoto univerzálního zařízení, určeného pro hluboké gravírování jak malých, tak i velkoobjemových dílů. Speciální konstrukce, minimální hmotnost a rozměry laserové hlavy jsou světovým unikátem. REXIM spol. s r.o. se bude především prezentovat jako výhradní zástupce britského výrobce obráběcích strojů XYZ Machine Tools. Prezentace strojů bude zajímavá zvláště pro ty zákazníky, kteří se zabývají kusovou a malosériovou výrobou v oblasti obrábění kovů. Představen bude řídící systém ProtoTRAK, který XYZ Machine Tools používá na svých mechatronických strojích. Obchodní a inženýrská společnost TEXIMP, která patří k významným dodavatelům strojů a technologií pro obrábění, bude na letošním FOR INDUSTRY předvádět novinku firmy HAAS – 5-ti osé obráběcí centrum UMC 750. HAAS - největší výrobce obráběcích strojů v USA je známý výborným poměrem mezi výkonem stroje a jeho cenou. To platí i pro nový stroj UMC 750. V expozici MRG CZ s.r.o. bude vystaven CNC dlouhotočný automat 26

s protivřetenem, podavače materiálů, leštinové upínače a kleštiny pro CNC stroje. Surfin, s.r.o. představí na letošním ročníku veletrhu FOR SURFACE novinku na českém trhu – infračervené katalytické pece od společnosti Vulcan catalytic system. Efektivnější využití energie a snížení nákladů je důvodem, proč se v sektoru práškového lakování hledají úspornější a efektivnější řešení týkající se vytvrzování. KF-NOVODUR s.r.o. se specializuje na  výrobu galvanických linek pro povrchovou úpravu kovů, zabývá se i  svařováním titanu a  nerezu. Novinkou výroby je zakrytovaný manipulátor s  ostřikem a  ofukem zboží i  automatickým odsáváním. V expozici HST technologic s.r.o. se budou návštěvníci moci seznámit se zástupci typických výrobních řad, zejména by si neměli nechat ujít automat HWR Heavy, což je stroj pro automatizované provádění podélných, obvodových svarů a jejich kombinaci. Prezentována budou i specializovaná řešení - např. nová generace strojů pro automatizovanou úpravu den nádob multi-gas plasmou. Snahou a cílem společnosti BIBUS s.r.o. je, mimo jiné, být zákazníkům na blízku. Jarní odborné veletrhy v Praze jsou z tohoto pohledu zajímavé svým umístěním, neboť umožňují setkávání se stávajícími i potenciálními zákazníky ze střední a západní části naší republiky. Na veletrhu budou představeny komponenty pro stavbu strojů s ukázkami funkce tlumiče rázů. Dále bude možno vidět dvě funkční technologie 3D tisku, využitelné v různých oborech. Aktuální informace a více podrobností najdou zájemci na stránkách veletrhů: www.forindustry. cz, www.forsurface.cz a www.forweld.cz -red-

TriboTechnika

Centrální mazání v energetice a průmyslu zpracování nerostných surovin V tepelných elektrárnách spalujících uhlí a při zpracování nerostů a surovin se vyskytují některá technologická zařízení, která mají z hlediska centrálního mazání podobné charakteristiky. Jedná se zejména o zařízení na dopravu a třídění surovin v kusovém stavu, zjemňování zrna – tedy drtiče, válcové a kulové mlýny a dopravu sypkých jemnozrnných frakcí šnekovými dopravníky. Provoz většiny těchto zařízení je charakterizován vysokou prašností prostředí, vibracemi, vysokým stupněm využití časového fondu, přičemž v některých případech dochází k časté změně konfigurace technologických jednotek – například zařazování a odpojování sekcí šnekových dopravníků. Použití centrálního mazání umožňuje pomocí malých dávek maziva aplikovaných v krátkých časových intervalech kromě vlastní mazací funkce rovněž vytěsňovat prach a jiné nečistoty, které by jinak vnikaly do mazaných prostor a mohly způsobit poškození ložisek a dalších mazaných prvků. Z hlediska četnosti použití dominují tři typy mazacích systémů – dvoupotrubní, vícepotrubní s progresivními rozdělovači a nástřikové mazací systémy. Dvoupotrubní mazací systémy zejména v kombinaci s pneumatickými sudovými čerpadly obstojí i v provozně nejnáročnějších podmínkách a zajistí bezporuchové mazání i u velmi rozlehlých zařízení s mnoha mazanými místy. Vícepotrubní mazací systémy jsou optimální pro paprskovitě uspořádaná technologická zařízení jako jsou např. šnekové dopravníky. Přizpůsobení mazacího procesu aktuální konfiguraci technologického zařízení je možno zajistit: – automatickým nebo manuelním přepínáním odstavených

mazacích větví zpět do zásobníku (u změn konfigurace s dlouhou periodicitou) – nastavením přísunu maziva do jednotlivých mazacích větví s přihlédnutím k průměrnému časovému využití příslušného technologického uzlu (u změn konfigurace s krátkou periodicitou) – vyčleněním některých uzlů a zabezpečením jejích mazání menším progresívním mazacím systémem (u změn konfigurace s libovolnou periodicitou)

Nástřikové mazací systémy tvoří samostatnou kapitolu nanášení maziva na činné plochy zubů velkých ozubených převodů pohonů válcových mlýnů nebo sušiček, kde výrazným způsobem zvyšují životnost ozubení, zlepšují ekologii a hygienu provozu. Významným dodavatelem centrálních mazacích systémů LINCOLN do zmíněných odvětví průmyslu je odštěpný závod CEMATECH firmy HENNLICH s.r.o. Text: Ing. Milan Dvořák, vedoucí o.z. CEMATECH, HENNLICH s.r.o. 27

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Měření čistoty hydraulických kapalin Jedním z nepostradatelných mechanických prvků, používaných při konstrukci a stavbě strojů, jsou v současné době hydraulické systémy. Pro své fyzikální vlastnosti byla zpočátku jako fluidní médium využívána voda. Tu postupem času nahradily výkonnější a dokonalejší kapaliny s vlastnostmi nezbytnými pro dlouhodobě spolehlivý provoz stávajících výkonných hydraulických systémů. V současné době se již standardně v hydraulických systémech používají vysoce jakostní hydraulické oleje, které splňují, a ve většině případů i vysoce překračují, nejpoužívanější výkonnostní normy ISO 6743/4 a DIN 51 524. Na moderní hydraulické oleje jsou kladeny vysoké nároky – termooxidační stabilita, vysoká mazivost, nízká pěnivost, dobrá odlučivost vzduchu, odolnost vysokým teplotám a tlakům, prodloužená životnost apod. Tyto všechny důležité parametry jsou při volbě hydraulického oleje brány již jako standardní. Proto volba nejvýkonnějšího hydraulického oleje nemusí vést k očekávané delší životnosti, pokud se při provozu hydraulického systému nezaměříme zejména na mechanické nečistoty. Filtrace hydraulických kapalin Mechanické nečistoty jsou v hydraulických kapalinách přítomny vždy a zpravidla jsou i příčinou většiny závad a poruch těchto obvodů. Následné prostoje strojů a strojních zařízení sebou nesou vysoké ztráty. Nedokonalá filtrace hydraulických kapalin má za následek opotřebení jednotlivých prvků hydraulického okruhu, zejména však funkčních částí s malou vůlí (axiální a radiální pístová čerpadla, lamelová čerpadla, proporcionální ventily a rozvaděče, apod.). Důsledkem je zvětšování 28

vůlí, snižování tlaku, zadírání kluzných lapovaných ploch a následná nefunkčnost řízení hydraulického okruhu. Požadovaná čistota hydraulického oleje je dána citlivostí použitých komponentů a měla by být definována výrobcem zařízení. Rozhodující roli zde hraje i provozní tlak, kdy uvedené třídy čistoty (tab. 1) jsou stanoveny pro tlak cca 20 MPa. Při nárůstu provozního tlaku o cca 5 MPa se doporučuje zvýšit filtraci o 1 třídu. Tabulka 1 Požadova-

Doporuče-

ná třída

ná absolut-

filtrace

ní filtrace,

ISO / NAS

µm

Axiální pístová čerpadla

21/18/15; 9

10

Zubová čerpadla

21/18/15; 9

10

Lamelová čerpadla

20/17/14; 8

10

Rozvaděče el. ovládané

21/18/15; 9

10

Škrtící ventily

21/18/15; 9

10

Proporcionální ventily

20/17/14; 8

10

Servoventily

17/14/11; 5

5

Hydraulické prvky

V některých případech se doporučuje nový hydraulický olej plnit do systému přes filtrační zařízení, a to min. přes 3-5 µm filtry. Jak měřit mechanické nečistoty K měření hydraulických kapalin se v současné době používá řada norem. Nejpoužívanější je stanovení kódu čistoty dle ISO 4406, ISO 4407 a NAS 1638.

TriboTechnika

Základem ISO 4406 je stanovení počtu částic v 1 ml kapaliny, a to částice o velikosti větší než 4 µm, >6 µm, >14 µm. Vlastní vyjádření se značí kódem např. 21/18/15 (počet částic: >4 µm je 10.000 - 20.000, >6 µm je 1.300 - 2.500, >14 µm je 160 - 320). Kód čistoty ISO 4407 měří částice opticky – mikroskopem (absolutní filtrace), kde se sledují částice >5 µm a >15 µm. Vyjádření je kódem např. -/18/15. Jednotlivé stupně jsou rozděleny stejně jakou u ISO 4406.

Světelné absorpční metody Detekce snížení intenzity světla: Kapilárou prochází měřená kapalina. Velikost stínu vrženého částicí je úměrný poklesu energie dopadající na detekční snímač (viz obr. 1). Detekce světelného rozptylu: Čítač částic používá místo normálního světla paprsků laseru, které jsou koherentní a monochromatické. Pokud se do tohoto paprsku dostane mechanická částice, dojde ke vzniku světelného rozptylu, který je následně detekován na detektoru (viz obr. 2).

Obr. 1

Obr. 2

Další často používanou metodou je NAS 1638. Zde se hodnotí množství nečistot v 100 ml kapaliny. Sledované částice jsou rozděleny do skupin podle velikosti: 2-5 µm, 5-15µm, 15-25µm, 25-50 µm, 50-100 µm, >100 µm. K jednotlivým rozsahům je stanoven počet částic např: 2-5µm – NAS 7 (počet částic od 80.000 do 160.000); 5-15µm – NAS 8 (počet částic od 32.000 do 64.000); 15-25µm – NAS 7 (počet částic od 2.850 do 5.700) atd. Následně se vybere nejvyšší naměřená NAS, která je výslednou naměřenou hodnotou.

Základní nevýhodou světelných metod je tendence změřit i „falešné“ částice. Světelný tok ovlivňují při měření nejen pevné částice nečistot, ale i bublinky vzduchu a voda. V některých případech i aditivní složky a to zejména vysokomolekulární polymery. Pokud není vzorek vhodně připraven před měřením (odvzdušnění kapaliny, ředění rozpouštědlem, zbavení vody), mohou tyto vlivy výrazně zhoršit výsledný kód čistoty.

Přístroje na měření kódu čistoty Kód čistoty je stanovován podle rozložení počtu a velikosti pevných částic (distribuce) v oleji. Data lze získat různými metodami - absolutní filtrace (kalibrovaná síta, mikroskop – olej je kompletně přefiltrován) a světelné absorpční metody (laser, „bílé světlo“ tj. měří se „stíny“, které generuje paprsek na detekčním snímači). Ne všechny přístroje však měří skutečný obsah mechanických nečistot.

Absolutní filtrace Mikroskop: Olej je přefiltrován přes membránový filtr 0,8 µm a následně je pomocí automatického mikroskopu hodnocen počet částic a jejich rozměrová distribuce (viz obr. 3). Samotná metoda je popsána v normě ISO 4407. Výhodou této metody je, že eliminujeme vliv vody a vzduchu v oleji a každá měřená plocha je zároveň zobrazována na monitoru. Nevýhodou je pracnost a doba přípravy vzorku, nemožnost měřit tmavé oleje. 29

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Kalibrovaná síta: Používány jsou dva principy. Vzorek maziva je čerpán za konstantního tlaku přes soustavu sít s kalibrovanou porézností – sleduje se pokles rychlosti nebo v druhém případě se sleduje tlaková

Obr. 3

vs. „bílé světlo“. Jelikož není dána žádná rozhodčí metodika na měření kódu čistoty, provedli jsme rozsáhlé kruhové zkoušky s neaditivovaným ložiskovým olejem a s hydraulickým olejem typu HM. A to nejpoužívanějšími metodami měření kódu čistoty: laser, „bílé světlo“, automatický mikroskop, kalibrovaná síta. Významný rozdíl v naměřených hodnotách byl zejména u aditivovaného oleje – (viz tab. 2 - vzorek A). Navíc se chyba v měření výrazně zvýšila při důkladné homogenizaci vzorku. Důvod? Zejména načítání rozptýleného vzduchu a výše uvedených aditivačních prvků ve vzorku měřeného oleje. Z tabulky naměřených kódů čistoty je patrné, že u neaditivovaného oleje se kódy čistoty pohybují ± jedna třída NAS. Na rozdíl u aditivovaného oleje se kódy čistoty liší od NAS 6 až po NAS 12. Budeme-li brát jako referenční metodiku mikroskop, nejbližší měřené hodnoty udávají kalibrovaná síta. Naopak u optických přístrojů, dle našeho názoru, hraje velkou roli aditivace a bublinky v oleji.

ztráta na sítech při udržování konstantní rychlosti průtoku. Pro jednotlivé křivky poklesu průtoku/tlaku v čase byla potvrzena shoda s měřením na mikroskopu. Proto lze tuto metodu používat i pro vyjádření kódu čistoty.

Závěr Tato kruhová zkouška potvrdila, že rozhodujícím faktorem pro měření skutečného obsahu mechanických nečistot, obsažených v reprezentativním vzorku sledovaného hydraulického oleje, je volba

Tabulka 2 Laboratoř 1

Třída čistoty

Laboratoř 2

Laboratoř 3

1A

1B

2A

2B

3A

3B

ISO 4406:87

-/14/11

-/16/13

-/17/14

-/17/14

 

 

ISO 4406:99

 

 

18/17/14

18/17/14

21/20/13

19/17/12

NAS 1638

6

8

9

9

12

9

Třída čistoty

Laboratoř 4

Laboratoř 5

Laboratoř 6

Laboratoř 7

4A

4B

5A

5B

6A

6B

7A

7B

ISO 4406:87

-/14/11

-/17/13

 

 

-/14/11

-/15/12

-

-

ISO 4406:99

 

 

21/19/13

18/17/13

14/14/11

16/15/12

21/20/15

19/17/13

NAS 1638

8

9

11

8

6

7

-

-

Vysvětlivky: laboratoř 1, 2, 6 – kalibrovaná síta, laboratoř 3,7 – laser, laboratoř 4 – automatický mikroskop, laboratoř 5 – „bílé světlo“, vzorek A – aditivovaný olej, vzorek B – neaditivovaný olej

V PARAMO, a.s., jsme se již mnohokrát potýkali s velkým rozptylem výsledků kódu čistoty u nových olejů, zejména u našich přístrojů – automatický mikroskop 30

odpovídající metodiky přístroje a vhodně připravený vzorek oleje. Pavel Bureš, Pavel Němec

TriboTechnika

Bezpečnost žárově zinkovaných stavebních dílců a eliminace rizik Nanášení povlaků žárového zinku spočívá v ponoření ocelových součástí do zinkové lázně o teplotě cca 450°C. Zinkovaný dílec je při ponořování do taveniny vystaven nerovnoměrnému působení zvýšené teploty, kdy část pod hladinou se rychle prohřívá, zatímco část nad hladinou má teplotu prostředí. Součásti jsou proto v průběhu ponořování do zinkové lázně namáhány významným proměnným pnutím vyvolaným tepelnou roztažností materiálu. Napětí dosahuje meze kluzu materiálu a zinkované dílce se vždy deformují.

Při navrhování ocelových stavebních dílců určených k žárovému pozinkování ponorem (obr. 1) je nutno respektovat skutečnost, že

způsob jejich namáhání od nerovnoměrného ohřevu při žárovém zinkování je zpravidla zcela odlišný od vnějších účinků působících na ně při plnění projektované funkce (obr. 2). Ve vrubech

Obr. 1 Žárové zinkování ocelového dílce

Obr. 2 Podceněná teplotní napjatost

Obr. 3 Trhlina ve svaru

Obr. 4 Trhlina LMAC 31

2/2013

2/2013

TriboTechnika

situovaných na vnitřním obvodu rámových konstrukcí dochází k extrémní koncentraci napětí, přičemž každý svar, bez ohledu na kvalitu jeho provedení, je vždy významným koncentrátorem napětí (obr. 3). Termika žárového zinkování Kromě proměnného pnutí dosahujícího meze kluzu je nutno respektovat skutečnost, že ocel vystavená působení zvýšené teploty ztrácí své materiálové charakteristiky, podstatně se snižuje modul pružnosti a klesá mez pevnosti, která se vyrovnává s hodnotou snížené meze kluzu. Materiál se stává náchylný ke křehkému lomu. Kromě toho ke zhoršení poměrů může přispět některý ze známých fenoménů, jako je vodíková křehkost či vodíková koroze, precipitační vytvrzení jako následek tvarování za studena či popouštěcí křehkost (postihující zbytkový austenit ve svarových spojích). U nosných ocelových stavebních dílců, které byly žárově pozinkované, se v případě kritické kombinace nepříznivých vlivů mohou objevit necelistvosti způsobené zkřehnutím oceli při kontaktu s roztaveným kovem označované jako Liquid Metal Assisted Cracking - LMAC (obr. 4). Aby byla zajištěna potřebná bezpečnost staveb z ocelových žárově pozinkovaných dílců, ze strany projektanta i zinkaře je nutná dostatečná znalost všech nepříznivých vlivů doprovázejících žárové zinkování i možností jejich spolupůsobení.

Obr. 5 Nekvalitně provedené svary 32

Dotace přetvárné energie od nerovnoměrného ohřevu je omezena tepelnou roztaž­ností materiálu. Plastická přetvoření za zvýšené teploty pak vedou k tomu, že mate­riál relaxuje. Při žárovém zinkování prizmatického profilu je maximum možné poměrné deformace dáno součinem koefi­cientu tepelné roz­tažnosti oceli a přírůstku tep­loty. Je to zhruba 0,5 %. U běžných kon­ strukčních ocelí jsou hodnoty taž­nosti nad 15 %. Hlad­ké dílce bez vrubů te­dy nejsou tímto vli­vem ohro­ženy. Nelze však očekávat, že nekvalitní svary teplotnímu pnutí odolají (obr. 5). Na základě představy o proměnném pnutí vyvolaném při žárovém zinkování je možno relevantní rizika předvídat a přizpůsobit jim provedení dílců určených k pokovení i postup nanášení povlaku. Pro praxi z takové analýzy vyplývají důležité zásady: a) Každý svar je koncentrátorem napětí, v němž sehrávají negativní roli vměstky, neprůvary, na hranicích zrn segregované sirníky, fosfidy, karbidy a křemičitany, dále zbytková prostorová napjatost ve svaru, přítomnost zbytkového austenitu, skoková změna materiálových charakteristik, mikrotrhliny jak ve vlastním svaru, tak i v tepelně ovlivněné oblasti apod. b) Konstrukční provedení součásti má umožňovat její volné rozpínání při nerovnoměrném ohřívání. c) Napětí v zinkovaných součástech dosahuje meze kluzu konstrukční oceli, proto dílce provedené z jakostních jemnozrnných ocelí jsou vystaveny většímu namáhání než dílce provedené z konstrukční oceli obvyklé jakosti. d) U součásti provedené z oceli s nižší mezí kluzu nastupuje plastická deformace (relaxace materiálu) dříve než u stejné součásti provedené z oceli s vyšší mezí kluzu. e) Bimetalický efekt působící na pásnice (podélníky) vyvolá ve stojině (v zavětrovacích prvcích) vysokého nosníku větší namáhání než u nosníku nízkého. f) Dílce musí být dimenzovány nejen pro budoucí funkci, ale rovněž pro odlišné namáhání proměnným pnutím vyvolaným bimetalickým efektem při žárovém zinkování. g) Zvý­š ené riziko vzniku trhlin je u  tvarově kompli­kovaných dílců, především v koncentrátorech napětí na vnitřním povrchu horního podélníku. h) Tvarování ohybem zvyšuje riziko LMAC.

TriboTechnika

i) Trhliny LMAC mají charakter křehkého zbrzděného lomu. j) Trhliny LMAC vystupují na povrch součásti a lze je nedestruktivním způsobem detekovat magnetickou práškovou metodou. k) Poloha dílce a rychlost zdvihu jeřábu při jeho ponořování do zinkové lázně může míru přetvoření a riziko vzniku trhlin významně omezit. l) V okamžiku počínajícího kontaktu rizikového vrubu s hladinou zinkové taveniny je nutno ponořovat dílce do zinkové lázně maximální možnou rychlostí.

věnovaných žárovému zinkování. Vzhledem k diskusi mezi zástupci členských zemí Evropské unie, kterou vydání zmíněné směrnice vyvolalo, se tak dosud nestalo. Nicméně existující dokument (který byl rovněž přeložen do češtiny) i přes některé diskutabilní závěry stanovuje prozatím jediná existující a současně spolehlivá pravidla pro vyloučení rizika, že bude realizována stavba ze žárově pozinkovaných dílců postižených trhlinami LMAC.

Mezi nejvýznamnější spolupůsobící negativní faktory zvyšující náchylnost ke vzniku trhlin vyvolaných teplotní napjatostí při žárovém zinkování patří: - škodlivý vliv vodíku (vodíková křehkost, vodíková koroze); - popouštěcí křehkost; - deformační zpevnění a precipitační vytvrzování (stárnutí oceli); - svary a ostatní koncentrátory napětí; - nevhodně navržená konstrukce; - nekvalitně provedená konstrukce; - nevhodná poloha dílce a nízká rychlost při jeho ponořování do zinkové taveniny. Relativně malý vliv na vznik trhlin LMAC má: - zbytkové napětí v oceli; - doba prodlení zinkované součásti v zinkové lázni; - složení tavidla; Směrnice DASt 022 Problematika LMAC v posledních desetiletích doprovází stále širší využívání žárově pozinkovaných nosných ocelových konstrukcí. Jejich bezpečnosti je věnována značná pozornost. Vzhledem k jedinečnosti protikorozní ochrany oceli žárovým zinkem nelze tento systém jednoduše odmítnout, a proto byly v rámci Evropské unie v nedávné době iniciovány nákladné výzkumy fenoménu LMAC. Na základě získaných poznatků pak byla v Německu vypracována a s účinností od 1. 1. 2010 vydána směrnice DASt 022 pro žárové zinkování nosných ocelových stavebních konstrukcí. Všeobecně se u  ní očekávalo, že po krátkém praktickém ověření bude přepracována do evropského standardu, kterým měla být rozšířena existující řada technických norem

Závěr Z uskutečněných výzkumů a rozborů bylo možno vyvodit důležitý závěr v tom smyslu, že nelze ho­vořit o žárovém zinkování jako o ne­vhodném systému protikorozní ochrany pro nosné prvky ocelových konstrukcí, ale že vzniku trhlin vždy předchází kritická kombinace celé řady faktorů, které společně přispívají k iniciaci vzniku trhliny. Především je nutno žárovému pozinkování přizpů­sobit konstrukční řešení a dílenské provedení zinkovaných dílců. Vlastní pozinkování pak musí být prováděno kva­lifikovaně se znalostí po­ stupů, kterými lze rizika eliminovat. Ing. Vlastimil Kuklík 33

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Čistota oleje – jeden z faktorů jeho životnosti Kvalitu oleje zásadně ovlivňuje prostředí, ve kterém je provozován, nemluvě o dopadu znečistění oleje na životnost mechanismu. Trvale vyšší ceny olejů nutí provozovatele strojů přemýšlet stále intenzivněji nad faktory, které ovlivňují životnost mazacího (chladícího) pracovního média. Tato stať je zamyšlením nad působením vnějších vlivů a jejich dopady na olej a dále nad možnostmi vylepšení pracovního prostředí, v němž je olej provozován. Úvod - K čemu je „mít čistý olej“ Čistý olej znamená: · eliminace opotřebení stroje, to je nižší náklady na údržbu, · delší životnost stroje, · prodloužení intervalu výměny drahého oleje, · eliminace nárůstu energetické náročnosti stroje, · ochrana životního prostředí → méně oleje k likvidaci → nižší emise motorů. Měřitelné veličiny a vliv jejich kontrolování na kvalitu oleje Stálá kontrola pomocí jednoduché diagnostiky: · kód čistoty dle ISO, · celkový obraz oleje dle kapkové zkoušky, · úroveň vlhkosti uvnitř skříně, · obsah vody v oleji, má hlavní dopad na: · prodloužení intervalu výměny maziva, · snížení poruchovosti stroje->výdajů na ND, · snížení počtu a času odstávek, · energetické efektivitě stroje. Vnější symptomy znečistění oleje a hlavní typy kontaminantů · průsaky ven ze stroje, · vzhled oleje (nejrychlejší diagnostika - kapková zkouška), · kouřivost (u motorů), 34

· snížení výstupního výkonu stroje, · změny na povrchu mazané součásti. Hlavními typy kontaminantů jsou: · voda – z atmosférické vlhkosti, – z technologie (oplachy, chlazení …), – z okolního prostředí (u strojů pracujících venku), · nečistoty – prach (inhalovaný; ulpělý), – nečistoty z technologie (úlomky, třísky …), · chemikálie. Problematika částic v oleji · urychlují tvorbu dalších částic z opotřebení, · urychlují vznik a rozšiřování netěsností, · působí jako katalyzátor pro oxidaci oleje, · polární částice nabalují na sebe další, za vzniku "clustrů" s dopadem na ucpání filtrů, · zahušťují olej s dopadem na funkci za nižších teplot. Problematika vstupu vlhkosti / vody do systému · kondenzace vzdušné vlhkosti: – kondenzace vody úměrně stoupá s častým střídáním teplot, a to jak stroje, tak okolí stroje, · nesprávné postupy při čistění / mytí stroje: – nesprávné mechanické postupy, – nesprávné chemické prostředky pro očistu, · přítomnost vody vede také ke korozi vnitřních součástí stroje → vznik dalších částic + znehodnocení pracovních povrchů stroje. Limity vlhkosti pro vnější převodovky · limitní míra vlivu vody (vlhkosti) na mazivo v převodovkách pro venkovní použití byla empiricky

TriboTechnika

stanovena na základě dlouhodobých měření a zkušeností uživatelů, · hladina vlhkosti musí být udržena pod bodem nasycení, což pro většinu olejů činí 500 ppm H2O. Tendence k sycení vodou závisí především na typu základového oleje (parafinický , naftenický ...) a na teplotě.

· vliv prachu a vody však byl studován již u mechanizmů ve středověku (Leonardo da Vinci), · klasické způsoby odvětrání z 19. století již v 1. polovině 20. století nedostačují; byly navrhovány pro filtraci do 40 mikronů bez možnosti odvlhčení; zlomem byla až 2. světová válka - události v Tichomoří, · významné vylepšení znamenalo vyvinutí nového odvětrávacího systému - tzv. „dýchač“. Varianty řešení k zajištění čistoty oleje A. původní řešení: · otevřený systém (zvlášť, pokud se ztratí původní víčko; občas je nahrazeno hadrem), · „šnorchl“ - trubice zahnutá do U; otevřený systém, zabraňující pouze vniku velkých předmětů a deště, · sítko / filtr; zejména ve vozidlech; zabraňuje vniknutí předmětů do 40 mikronů, nikoliv však vlhkosti.

Obr. 1 Schéma možných vstupů kontaminantu vody / vlhkosti do skříně

B. pokroková řešení od poloviny 20. století: · nízkomikronový filtr / odvětrávač; 1 ÷ 3 mikrony; vysoký průtok vzduchu; neřeší vlhkost; s hydrofobní membránou řeší pouze vnik volné vody, · koalescenční filtrace; sloučení s vnitřní filtrací; zachycuje částice z procesu; vrací olejovou mlhu do systému; může být osazen desikační jednotkou; při aplikaci s průhledným indikátorem umožňuje kontrolu. Desikační a filtrační odvětrávací jednotka:

Obr. 2 Opatření k zabránění vstupu vlhkosti

Obr. 3 Desikační a filtrační odvětrávací jednotka (kontrola změnou barvy)

Vývoj odlučování kontaminantů- od středověku … · na počátku průmyslové revoluce nebyl vstup vlhkosti řešen vůbec,

· odděluje vzduch od vlhkosti před vstupem do systému; funguje také jako filtr částic, · desikant silikagel změnami barvy umožňuje přes sklo monitorování stavu odvětrávače, 35

2/2013

2/2013

TriboTechnika

· umožňuje duální ochranu při aplikaci jak hydrofobního a oleofobního média (zabraňuje vniku volné vody a olejové mlhy do systému). Silikagel - nejjednodušší, avšak „nejlepší“ klasický desikátor Je to sklovitý a tvrdý granulát se stupněm čistoty 99 % SiO2 (vztaženo na bezvodý granulát) a velkým specifickým povrchem. Spolehlivě chrání výrobky, které jsou vystaveny různým klimatickým podmínkám. Silikagel má vysokou a dlouhodobou schopnost: absorbovat vzdušnou vlhkost a také absorbovat vodní páru.

patrona (vložka) nainstalována na odvětrávací otvor na vrchu skříně - automaticky tak slouží jako těsnění a filtr pro částice. Toto řešení lze rovněž použít v  případě, kdy je třeba zajistit, aby olejový aerosol neunikal do ovzduší - je zde oddělen od vzduchu a vracen do skříně C. Nejnovější řešení - Hybridní odvětrávač: · nová generace - vyžaduje konstrukční úpravy, · pro použití ve zvlášť vlhkých a agresivních prostředích, · sdružuje vzduchový filtr, vodu absorbující desikant s expanzní komorou (tato umožňuje vyrovnávání tlaků ve skříni vlivem změn teplot), · při překročení (pod)tlakových limitů v komoře je aktivován přetlakový / podtlakový ventil, · alternativně ho lze zabudovat jako uzavřený / okruhový systém; za normálního provozu je uzavřen. Základ správné činnosti je již v projektu Sdružený filtrační systém

Obr. 4 Silikagel jako klasický desikátor - formy použití

· silikagel může být namíchán s tzv. indikátorem vlhkosti, který mění barvu v závislosti na jeho přechodu z anhydridního (suchého) stavu do stavu hydratovaného, · osvědčenými indikátory jsou metylviolet a chlorid kobaltnatý, · chlorid kobaltnatý mění barvu z hluboké modře v suchém stavu do růžové za vlhka; protože je však toxický a byla prokázána jeho karcinogenita, je od roku 2000 nutno při jeho použití v Evropské unii vždy uvádět bezpečnostní data nutná pro jedy, · metylviolet mění barvu z oranžové za sucha do zelené za vlhka; lze ji však namíchat i tak, aby se vzhled měnil z oranžové na bezbarvou; je rovněž toxická a potenciálně karcinogenní, avšak jen mírně, a proto ji lze používat také v medicíně. Použití desikační jednotky také k filtraci částic Funkci odvětrávače pro oddělování tekutých i tuhých částic plní desikační jednotka tehdy, když je 36

Obr. 5 Sdružený filtrační systém (Donaldson s hybridními ultrafiltry)

Novinka - ultrafiltr s nano vlákny · ultrafiltry jsou určeny pro oddělování olejových a vodních aerosolů, uhlovodíků, zápachů ze vzduchu a technických plynů. AK adsorpční filtry se skládají ze dvou fází filtrace. Částice jsou zachycovány v první fázi, což je vrstva mikrovláken. Druhý stupeň filtrace se skládá z aktivního uhlí, které váže olejový aerosol, uhlovodíky a pachy. Obsah zbytkového oleje až < 0,003 ppm, · o 450 % větší filtrační plocha - tajemství obrovského zvýšení filtrační plochy spočívá v plisé nano-vláken.

TriboTechnika

textilie vykazovat vysoký stupeň rovnoměrnosti ve vztahu k tloušťce, propustnosti a povrchovým vlastnostem. Navíc je zásadní velmi dobré spojení vláken, aby se snížilo množství kazů v membráně, · netkané textilie se vyrábí z polyesterových nebo polypropylenových / polyetylenových polymerových materiálů a dodávají tak membráně požadovanou stabilitu. Volba správného materiálu se řídí chemickými a fyzikálními podmínkami zamýšlené aplikace a zákonnými směrnicemi. Pro optimalizaci nosného materiálu ve vztahu k pevnosti, rovnoměrnosti nebo přilnavosti membrány se používají různé výrobní postupy jako technologie suchého nebo mokrého procesu.

Obr. 6 Ultrafiltr s nano vlákny

Skládaná vložka z nanomateriálu · filtrační vložky se skládanými membránami podají svůj plný výkon pouze v případě, že je možné

využít celkovou plochu filtru. Netkané textilie pojené pod tryskou to umožňují, pracují jako "rozpěrky" mezi záhyby na lícní straně a jako drenážní vrstva na čisté straně. Provozní profil

Obr. 7 Skládaná filtrační vložka a elektronovým mikroskopem zvětšený obrázek vysoce výkonného filtračního media

Nano membrány · ploché membrány, např. pro mikro-filtraci, ultra-filtraci nebo reverzní osmózu se používají ve filtrech různých tvarů: ve spirálových vinutích nebo kazetových modulech a v perforovaných výstřižcích. Obvykle bývají membrány tak tenké a křehké, že je lze vyrábět pouze přímým potahováním povrchu nosného materiálu. Tento podklad dodává membráně požadovanou mechanickou pevnost potřebnou k tomu, aby odolala námaze při celém výrobním procesu až po konečnou aplikaci, · k tomu, aby bylo možné vyrobit dokonalé a vysoce účinné membrány, musí nosné netkané

média je možné upravit velice specificky - např. ve vztahu k plošné hmotnosti, tloušťce nebo propustnosti. Výhody použití nanomateriálu · poměr záchytu, · dlouhá životnost, · mechanická pevnost, · odolnost, · odolnost vůči chemikáliím, · tepelná stabilita, · stupeň filtrace!

Petr CHYTKA Ladislav HRABEC 37

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Najčastejšie problémy vodou riediteľných chladiacich kvapalín, ich príčiny a osvedčené riešenia Vodou riediteľné chladiace kvapaliny plnia v procese trieskového obrábania súbežne niekoľko významných funkcií, ako je zníženie trenia medzi nástrojom a obrábaným materiálom, odvod triesky z miesta obrábania a zníženie teploty v mieste styku nástroja a obrobku. V procese zabezpečenia uvedených funkcií dochádza k interakcii početných zaťažení/ nepriaznivých vplyvov, ktorých účinky ovplyvnia niektorú z ich dôležitých funkcií.

Pravidelné kontroly vodou riediteľných chladiacich kvapalín môžu výrazne zredukovať vplyv nepriaznivých zaťažení, resp. úplne minimalizovať. Výsledkom tohto v mnohých prípadoch náročného servisu je : - Zníženie nežiadúcich prestojov obrábacieho centra resp. celej technologickej linky z dôvodu výmeny kvapaliny - Výrazné zníženie rizika vzniku korózie na obrábaných materiáloch - Zníženie rizika vzniku kožnej dráždivosti obsluhy obrábacích centier - Priame zníženie nákladov z dôvodu predčasnej výmeny chladiacej kvapaliny - Nepriame zníženie nákladov na prestoje obrábacích strojov - Zvýšenie produktivity práce bez zvyšovania počtu zamestnancov, resp. počtu obrábacích strojov Podmienkou kvalitného zásahu do chladiacej kvapaliny je vysoká odbornosť a kvalifikovanosť servisných pracovníkov. Často sú potrebné nielen teoretické znalosti, ale hlavne praktické skúsenosti ošetrovania vodou riediteľných kvapalín. V nasledujúcej tabuľke uvádzame niekoľko najčastejšie sa vyskytujúcich problémov vodou riediteľných chladiacich kvapalín, spolu s ich možnými príčinami a následnými osvedčenými riešeniami.

Skutkový stav chladiacej kvapaliny Množstvo chladiacej kvapaliny v obrábacom stroji je nedostačujúce Nádrž chladiacej kvapaliny je pre výkon obrábacieho centra nepostačujúca

Možné negatívne vplyvy, resp. účinky - emulzia sa bude prehrievať - nárast znečistenia kvapaliny - zvýšené riziko tvorby peny - zvýšený nárast baktérií

Teplota chladiacej kvapaliny je - zvýšený nárast baktérií vysoká (viac ako 30 °C) - zvýšené opotrebovanie nástroja - tvorba dymu - výrazná tvorba peny

38

Doporučené riešenia problému - doplnenie chladiacej kvapaliny vrátane úpravy koncentrácie - zväčšenie nádrže chladiacej kvapaliny, vrátane doplnenia o filter - doplnenie chladiacej kvapaliny vrátane úpravy koncentrácie - filtrovanie chladiacej kvapaliny - odstránenie cudzích olejov - zabudovanie chladenia kvapaliny

TriboTechnika Nízka koncentrácia chladiacej - strata stability chladiacej kvapaliny - pravidelná kontrola koncentrácie chladiacej kvapaliny kvapaliny - strata protikoróznych vlastností chladiacej - okamžité zvýšenie koncentrácie chladiacej kvapaliny kvapaliny - výrazné opotrebovanie nástroja - zvýšený nárast baktérií - zníženie životnosti chladiacej kvapaliny Vysoká koncentrácia chladiacej - zvýšené znečistenie obrábacieho stroja kvapaliny - zníženie chladiacich vlastností kvapaliny - zanesenie brúsnych kotúčov - zvýšené riziko kožnej dráždivosti

- zníženie koncentrácie chladiacej kvapaliny jej následným dopĺňaním nízkej koncentrácie ( napr. 1% ) až do zníženia koncentrácie ne výrobcom predpísanú hodnotu

Chladiaca kvapalina má nepríjemný - chladiaca kvapalina môže skysnúť zápach - výrazná redukcia životnosti chladiacej kva(hlavne v pondelok) paliny - zaručený výskyt korózie - nepríjemné pracovné prostredie

- okamžitá kontrola koncentrácie chladiacej kvapaliny a jej prípadné zvýšenie na predpísanú hodnotu - vyčistenie chladiacej kvapaliny - odstránenie cudzích olejov - prevzdušnenie chladiacej kvapaliny - pridanie potrebných antibakteriálnych prípravkov - v nutnom prípade výmena chladiacej kvapaliny

Výrazné znečistenie chladiacej - výrazná redukcia životnosti chladiacej kva- - doplnenie vhodnej filtrácie chladiacej kvapaliny, kvapaliny cudzím olejom, šponami paliny resp. kontrola existujúcich filtrov - tvorba dymu - vyčistenie chladiaceho systému preplachovým čis- znečistenie stroja tiacim prípravkom - problémy s kožnou dráždivosťou - odstránenie cudzích olejov vhodným zariadením Chladiaci systém obrábacieho - výrazný nárast tvorby baktérií, plesní a húb - preškolenie obsluhy obrábacieho stroja stroja je znečistený biologickými - kožné problémy obsluhy, ktoré môžu viesť - pravidelná kontrola dodržiavania čistoty nečistotami (špaky cigariet, chlieb, až k onemocneniu pracovníka - vyčistenie chladiaceho systému dezinfekčnými plechovky, plastové fľaše a pod.) - výrazná redukcia životnosti chladiacej kva- prípravkami paliny Výrazný nárast baktérií - kožné problémy obsluhy, ktoré môžu viesť - kontrola, resp. úprava koncentrácie chladiacej kvapaliny na jej predpísanú hodnotu (nad 10 6) bez zvýšenia nepríjem- až k onemocneniu pracovníka ného zápachu chladiacej kvapaliny - výrazná redukcia životnosti chladiacej kva- - pridanie potrebného množstva bakteriocídu, následná paliny kontrola a úprava pH hodnoty - vyčistenie chladiaceho systému preplachovými prípravkami - v prípade potreby výmena chladiacej kvapaliny pH hodnota chladiacej kvapaliny - nebezpečenstvo kožnej dráždivosti je vysoká ( v prevádzke nad 9,3 )

- zníženie pH hodnoty úpravou koncentrácie kvapaliny

Nízka hodnota pH ( pri chladiacich kvapalinách neobsahujúcich amíny pod 8,0, pri chladiacich kvapalinách obsahujúcich amíny pod 8,6 )

- pri nízkej koncentrácii chladiacej kvapaliny jej úprava na predpísanú hodnotu - kontrola počtu baktérií, v prípade prekročenia limitného množstva pridanie vhodného bakteriocídneho prípravku - zvýšenie pH hodnoty na predpísanú hodnotu

- zníženie stability chladiacej kvapaliny - zníženie životnosti chladiacej kvapaliny - zvýšený nárast baktérií - problémy s protikoróznou ochranou

Chladiaca kvapalina spôsobuje - korózia obrobkov koróziu materiálu, resp. kontakt- - korózia obrábacieho stroja nú koróziu

- kontrola a prípadná úprava koncentrácie chladiacej kvapaliny na predpísanú hodnotu - kontrola pH hodnoty a bakteriologický test chladiacej kvapaliny - kontrola obsahu solí v centrálnom chladiacom systéme - pridanie potrebného množstva protikorózneho prípravku - kontrola klimatických podmienok vo výrobnej hale – zvýšená vlhkosť, agresívna atmosféra ( vplyv vysoko odpariteľných chemikálii v blízkosti obrábacích strojov)

Vysoká tvorba peny chladiacej - znečistenie obrábacieho stroja kvapaliny - výrazné zníženie chladiacich a mazacích vlastností kvapaliny vplyvom vzduchu obsiahnutého v kvapaline - zníženie filtračnej schopnosti chladiacej kvapaliny - zhoršenie podmienok pracovného prostredia

- kontrola kvality vody - kontrola tlakového čerpadla – možnosť nasávania vzduchu - kontrola filtračného systému kvapaliny - zvýšenie tvrdosti vody - pridanie potrebného množstva vhodného proti peniaceho prípravku

Ing. Radovan Roman 39

2/2013

2/2013

TriboTechnika

S vodou miešateľné obrábacie kvapaliny Chladiaco-mazacie kvapaliny sa používajú pri trieskovom a beztrieskovom obrábaní kovov na chladenie (vodná zložka), mazanie (olejová zložka) a na odstraňovanie kovových čiastočiek a triesok z reznej zóny. Má sa pri tom zmenšiť opotrebovanie a znížiť tvorba tepla. Pri pomalom, ťažkom obrábaní, ktoré si vyžaduje veľké mazanie a zmenšovanie opotrebovania, sa používajú prevažne čisté oleje. Obrábanie s  vysokými reznými rýchlosťami a s veľkým vývojom tepla si vyžaduje primárne chladiaci účinok. Tu sa dajú najlepšie výsledky dosiahnuť vodnými chladiaco-mazacími emulziami alebo roztokmi. Koncentráty obrábacích kvapalín, aby tvorili stabilnú emulziu, majú v svojich receptúrach povrchovo aktívne látky (emulgátory), ktoré vďaka zníženiu povrchového napätia medzi olejovou a vodnou fázou, umožňujú rozptýlenie olejových kvapiek vo vode. V  moderných obrábacích kvapalinách sa väčšinou využíva emulgátorový systém, ktorý pozostáva z aniónaktívneho emulgátora, ktorý zároveň plní funkciu ochrany proti korózii a neionogénny emulgátor, ktorý je omnoho menej citlivý na tvrdosť vody. Dodatočne sa primiešavajú ešte alkoholy, ako látky uľahčujúce rozpúšťanie jednotlivých komponentov, odpeňovacie prostriedky, baktericídy, fungicídy a priľnavostné prísady. S vodou nemiešateľné obrábacie kvapaliny – rezné oleje pozostávajú z menšieho množstva komponentov ako s vodou miešateľné kvapaliny, lebo odpadá faktor vody so všetkými parametrami, ktoré môže ovplyvniť. Najväčšia časť s vodou miešateľných obrábacích kvapalín sa používa vo forme emulzií, teda ako produkt so silným chladiacim 40

a s dodatočným mazacím účinkom v procese obrábania. Ale predovšetkým pri operáciách brúsenia často nie je mazací účinok nevyhnutný. Tu stojí v popredí ochrana proti korózii, dobré oplachovanie brúsnych kotúčov a optimálna penivosť. V týchto prípadoch sa často používajú číre prostriedky na brúsenie, ktoré sa tiež označujú ako syntetické alebo bez minerálneho oleja. Tvoria stabilné roztoky a umožňujú sledovanie procesu brúsenia. Kontrola stavu emulzií v prevádzke Pravidelná kontrola s vodou miešateľných obrábacích kvapalín v prevádzke je dôležitým predpokladom pre stabilitu a bezpečnosť procesu, ako aj pre ochranu zdravia pracovníkov. Ale čo, ako často a čím merať? V dnešnej dobe tieto merania bývajú súčasťou tzv. Total Fluid Managementu, alebo ich ako súčasť dodávateľského servisu robí dodávateľ kvapaliny. Avšak určité merania alebo kontrolu je potrebné robiť denne a je len dobre, keď tieto úkony zvláda samotný prevádzkovateľ kvapaliny. Je to viacmenej rutinná záležitosť, ktorá nezaberie veľa času. Ochrana proti korózii K najdôležitejším funkciám chladiaco-mazacej kvapaliny patrí zabezpečovanie spoľahlivej ochrany obrobkov, strojov a nástrojov proti korózii. Ochrana proti korózii sa dá dosiahnuť dvomi cestami: – fyzikálne, tvorbou ochrannej povlakovej vrstvy (napr. olej alebo farba), – chemicky, pasiváciou kovového povrchu a polarizáciou. U chladiaco-mazacích prostriedkov je potrebné neutralizovať vplyv vody. Pri tom sú čerstvé emulzie alebo roztoky spravidla bezproblémové. Pri dodržaní pre produkt špecifickej optimálnej koncentrácie možno počítať s bezchybnou ochranou

TriboTechnika

proti korózii. Pri používaných emulziách sa môžu negatívne prejaviť rôzne vplyvy: – pH príliš rýchlo pokleslo. Možné príčiny: zanesenie kyslých súčastí, napr. fosfátovanými dielcami, vyprchanie primárnych amínov, silné mikrobiálne zaťaženie. – Do kvapaliny sa vniesli chloridy alebo iné soli a zakoncentrovávajú sa tu. Zásadne je potrebné si uvedomiť, že s vodou miešatelné obrábacie kvapaliny môžu vždy poskytnúť len

dočasnú ochranu proti korózii, pretože film, ktorý zostáva na dielcoch alebo na strojoch po odparení sa vody, môže znovu pohlcovať vlhkosť zo vzduchu. Kritické pre protikoróznu ochranu na strojoch sú tiež oblasti, kde sa tvorí parná fáza, bez toho, aby boli permanentne zmáčané chladiaco-mazacou kvapalinou. Strednodobá ochrana proti korózii sa dá dosiahnuť namočením dielcov do konzervačných prostriedkov, vytesňujúcich vodu (Dewatering Fluids).

Meranie

Interval

Merací prístroj

test vody, použitej na miešanie, na obsah dusitanov a tvrdosť

jednorazovo

indikátorové prúžky na obsah dusitanov a na tvrdosť vody

kontrola vzhľadu, zápachu a nezemulgovaného cudzieho oleja

pokiaľ možno denne

 

stanovenie koncentrácie

minimálne raz za týždeň

ručný refraktometer

meranie pH

minimálne raz za týždeň

indikátorový pH- papierik alebo elektrický pH- meter

stanovenie obsahu dusitanov

minimálne raz za mesiac, v centrálnych systémoch minimálne raz za týždeň

indikátorové prúžky na stanovenie obsahu dusitanov

stanovenie obsahu dusičnanov

nie je potrebné ani pre emulzie, ani pre roztoky

indikátorové prúžky na stanovenie obsahu dusičnanov

stanovenie počtu zárodkov mikroorganizmov

podľa potreby, v centrálnych zariadeniach minimálne raz za mesiac

Dip-Slide-testy alebo špeciálne prístroje, používané v potravinárskom priemysle

stanovenie celkovej tvrdosti emulzie

raz za mesiac

indikátorový prúžok na tvrdosť vody

Meranie 

Nebezpečenstvo

Protiopatrenia

Koncentrácia

↑

S narastajúcim obsahom oleja klesá chladiaci účinok emulzie. Technické vlastnosti chladiacomazacej kvapaliny sa zhoršia.

Doplniť emulziu s nižšou koncentráciou

 

↓

S rastúcim podielom vody klesá mazací účinok emulzie. Technické vlastnosti chladiaco-mazacej kvapaliny sa zhoršia.

Doplniť emulziu s vyššou koncentráciou

pH

↑

S nárastom pH stúpa riziko dráždenia pokožky

- pridať emulziu - vymeniť emulziu - prípadne pridať prostriedok na nastavenie pH

 

↓

Oslabenie protikoróznej ochrany. Klesá stabilita emulzie. S poklesom pH rastie nebezpečenstvo tvorby nitrózoamínov. Pokles o 0,3. Pozor !

- pridať emulziu - vymeniť emulziu - prípadne pridať prostriedok na nastavenie pH

Obsah dusitanov / dusičnanov

↑

S nárastom obsahu dusitanov / dusičnanov stúpa nebezpečenstvo tvorby nitrózoamínov

- pridať emulziu - vymeniť emulziu

Počet zárodkov

↑

S nárastom počtu zárodkov stúpa nebezpečenstvo, že sa emulzia „zrúti“. Môže sa vyskytnúť podráždenie pokožky.

- použiť biocídy - prípadne pridať systémový čistič + novo naplniť emulziu 41

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Bezpečnostné opatrenia pri zaobchádzaní s chladiacimi kvapalinami Dnešný trend je používať obrábacie kvapaliny s pokiaľ možno najmenšou agresivitou voči pokožke obsluhy. Preto sa objavili aj nové emulgátory, napr. na báze esterov a solí kyseliny mliečnej, známe z farmaceutického a kozmetického priemyslu. Napriek tomu platí známe „Opatrnosti nikdy nie je dosť.“ Tu sú základné pravidlá („desatoro“) pre bezpečnú prácu s  obrábacími kvapalinami: 1. Kontakt s pokožkou obmedziť na minimum 2. Ruky nikdy nečistiť emulziou 3. Nedotýkať sa úst, očí, ani nosa rukami, znečistenými chladiacou kvapalinou 4. Na pracovisku, podľa možnosti, nejesť, nepiť a nefajčiť 5. Nosiť osobné ochranné pomôcky, pri zaobchádzaní s koncentrátmi vždy použiť ochranné okuliare a rukavice 6. Oddeliť pracovné a civilné oblečenie. Oblečenie, premočené od chladiacej kvapaliny, ihneď vymeniť 7. Handry používané na čistenie strojov nepoužívať na čistenie rúk. Mokré handry nestrkať do vreciek nohavíc, ani kabátcov 8. Pred začiatkom práce do rúk vtrieť ochranný prostriedok, intenzívne aj medzi prsty 9. Pred prestávkami a po ukončení práce ruky umyť vodou a neabrazívnym čistiacim prostriedkom 10. Po ukončení práce použiť ochranný krém na regeneráciu pokožky Obrábacia kvapalina a obrábací stroj Obrábacia kvapalina a obrábací stroj sú dva dôležité faktory vo výrobnom procese, ktoré musia byť v súlade, v opačnom prípade je nutné počítať s poruchami a zbytočnými nákladmi. Množstvo chladiaco-mazacej kvapaliny: Dôležité je dostatočné veľké množstvo chladiaco-mazacej kvapaliny v obehu, zodpovedajúce výkonu stroja, čomu musí zodpovedať aj inštalovaný objem nádrže. Minimálny objem nádrže sa vypočíta podľa vzorca: Objem nádrže (m³) = efektívny objemový tok (m³/h) čerpadla / obrátkovosť (1/h) 42

Obrátkovosť udáva počet teoretických obrátok náplne za hodinu (Koľkokrát sa celý objem náplne prečerpá čerpadlom). Pri vodoumiešateľných chladiaco-mazacích kvapalinách predstavuje tento údaj počet 6-10. Znášanlivosť s tesniacimi materiálmi: Tesniace materiály obrábacieho stroja musia byť navrhnuté tak, aby sa znášali s bežnými chladiaco-mazacími kvapalinami. Pri chladiaco-mazacích kvapalinách s obsahom minerálneho oleja vo všeobecnosti postačujú štandardné materiály na báze akrylonitryl-butadiénového kaučuku (NBR). Kvapaliny bez minerálneho oleja, alebo polosyntetické chladiaco-mazacie kvapaliny, napr. na esterovej báze, si vyžadujú väčšinou špeciálne materiály na báze fluórkaučuku (FPM) alebo perfluórkaučuku (FFKM), resp. hydrogénovaného nitrylkaučuku (HNBR). Nátery strojov: Obrábacie stroje by sa mali lakovať dvojzložkovými lakmi, teda epoxidovými živicami bez rozpúšťadla alebo s malým obsahom rozpúšťadla a  polyuretanmi s  chemicky alebo termicky sieťujúcim pojivom. Toto platí pre základné, ako aj pre vrchné nátery pri dokonalej predúprave pieskovaním, odmastením, fosfátovaním a pod. Z tohto je jasné, že obrábacia kvapalina predstavuje nielen dôležitý výrobný prostriedok, ktorý sa významne podieľa na výrobnom procese, či už z technologického, alebo z ekonomického hľadiska, ale je aj faktorom, ktorý vplýva na výbavu strojov a s ktorým treba počítať aj pri údržbe strojového parku. Téma obrábacích kvapalín je z hľadiska tribológie asi najobsiahlejšou a a určite patrí aj k najdôležitejším z hľadiska významu, pretože obrábacie procesy, spolu s tvárniacimi procesmi dominujú v strojárskom a automobilovom priemysle, ktorý zamestnáva veľké množstvo ľudí vo väčšine krajín civilizovaného sveta a prináša nám produkty, bez ktorých si nevieme predstaviť náš život. Veľmi zaujímavé sú témy špeciálnych prípadov obrábania a tiež predlžovania životnosti obrábacích kvapalín (zlepšovania ekonomiky ich používania), ale týmto sa budeme ešte venovať v budúcnosti. Text: Ing. Peter Dálik

TriboTechnika

Náběhová ochrana stříbra (drahých kovů) S problematikou změny zabarvení stříbrných výrobků nebo postříbřených výrobků se vlivem oxidace a působení sirovodíku setkávají nejenom výrobci šperků. I v technické oblasti tento jev ovlivňuje nepříznivě např. elektrotechnické vlastnosti. Stříbrné povlaky lze dlouhodobě chránit pasivačními postupy, které těmto náběhovým jevům zabraňují. Jedná se v podstatě o jednoduché postupy máčení v lázni a nanesení tenkého transparentního povlaku. V dekorativní oblasti je důležité, že se barva a lesk povlaku tímto neovlivní. Při výrobě např. šperků s delšími časovými odstupy (prstýnek, náušnice, řetízek) tak lze zajistit, že všechny součásti si zachovají ve společné kolekci stejný odstín. Současně se zvyšuje otěruvzdornost a zabraňuje poškrábání. V technické oblasti je důležité, že pasivační úpravou se neovlivní pájitelnost součástí a kontaktní odpor, sníží se zřetelně koeficient tření povrchu a redukuje se tak sklon ke svaření vodivých kontaktů. Jednoduše použitelné máčecí roztoky neobsahují žádné životní prostředí ohrožující komponenty, chlorovodík, uhlovodík nebo sloučeniny chromu. Povlaky nepůsobí na kůži, nezpůsobují alergie. V současné době lze pro

náběhovou ochranu stříbra nabídnout přípravky pod označením Anlaufschutz 614 a Anlaufschutz 616, jejichž výrobcem je firma Umicore Galvanotechnik GmbH /NSR. Anlaufschutz 614 je vodní typ slabě alkalické lázně, ve které se nanáší potřebná ochranná vrstva máčením (ponorem) při teplotě cca 35°C po dobu 3 minut. Dodává se jako koncentrát, pro nasazení jednoho litru lázně je třeba 10 ml, při doplňování je spotřeba cca 1 ml na 2 m2 chráněné plochy. Anlaufschutz 616 je nové pasivační medium založené na principu nanobiotechnologie. Specielní nanopolymery se zde adsorbují na povrch stříbra a zesíťují se v malou nanometr silnou ochrannou vrstvu, která je vlivem malé tloušťky nezjistitelná. Stříbrné povlaky tímto upravené jsou dlouhodoběji chráněny před náběhovými jevy. Postup úpravy v této vodní lázni je obdobný – ponorem v lázni při teplotě cca 50 °C po dobu 5 minut. Nanášení je chemicky odolné, odmítající nečistoty a vodu a má dlouhou životnost. Drahý kov zůstává u obou způsobů recyklovatelný a nanesení nezpůsobuje snížení jeho hodnoty. Oba přípravky a z nich nasazené lázně jsou vhodné pro závěsové i bubnové použití. Předpokladem pro úspěšnou ochranu je samozřejmě kvalitní předúprava (zboží bez tuků a oxidů), v procesu galvanických úprav se po stříbření a oplachu vnáší zboží do pasivační lázně v mokrém stavu. Po následném oplachu je zboží vhodným způsobem osušeno. Postupy pasivace lze stejným způsobem aplikovat i na jiné drahé kovy, např. na zlato. V případě potřeby lze pasivační povlaky odstranit katodickým odmaštěním a provádět dále jakoukoliv další úpravu. Přípravky dodává ve SR a v ČR společnost Solid Galvanotechnik s.r.o. Miloslav Palán 43

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Laserové kalení ozubených kol Laserové kalení je oproti ostatním metodám povrchového kalení specifické vyšší rychlostí ohřevu a kalení. Vyšší rychlost ohřevu zajišťuje minimální degradaci okolního materiálu. Samokalení neprobíhá z  horkého povrchu vodní sprchou, ale vedením tepla do okolního studeného materiálu výrobku. Důsledkem je, že např. ozubená kola s četnými trhlinami po indukčním kalení při kalení laserem nepraskají. Jemnější struktura podporuje únavovou odolnost dynamicky namáhaných dílů. Výsledkem jsou kalená ozubená kola s delší životností.

Ozubená kola jsou součástí většiny převodovek nebo systémů přenášejících kroutící moment. Jedná se tedy o značně cyklicky namáhané součásti, které musejí snést velké zatížení, povrch musí odolávat otěru a střídavé zatěžování. V případě kalení větších sérií drobnějších kol se obvykle používá pouze objemové kalení. Při kalení rozměrnějších kol nebo kusové produkci je nejčastěji používáno indukční povrchové kalení. Cementace nebo nitridace převládají u vysoce namáhaných kol. Uvedené technologie spojují společné nevýhody: objemové změny, tvarové deformace, oxidace povrchu a především vznik trhlin. Je nezbytné po tepelném zpracování provádět další třískové obrábění s relativně velkými přídavky na opracování. Objemově kalená kola jsou po popouštění o něco měkčí, takže odolnost povrchu proti otěru je z uvedených způsobů nejmenší. Cementace probíhá za vyšších teplot, takže původně zušlechtěné jádro s dobou cementace (doba potřebná k cementaci mimo jiné závisí na požadované hloubce cementace) ztrácí svoje mechanické vlastnosti. Tvorba a výskyt karbidů degraduje únavovou životnost kola. U větších ozubení se často uplatňuje indukční kalení, dříve také kalení plamenem. Velká kola jsou často v litém stavu, s hrubou mikrostrukturou a chemickou heterogenitou, takže častým problémem je vznik povrchových trhlin po indukčním kalení. 44

Laserové kalení povrchu je průmyslově zavedená technologie uplatňovaná nejčastěji při kalení forem. Zejména rozvoj diodových laserů v posledních letech z ní udělal konkurenceschopnou metodu. Mezi její hlavní přednosti patří zejména rychlost kalení (malá oxidace povrchu, úzká teplem ovlivněná oblast), snadná regulace teploty (rovnoměrná tvrdost), malé objemové změny, vyšší tvrdost a jemnozrnnější struktura. Proto se zdá laserové kalení perspektivní i při kalení ozubení. Příspěvek přináší poznatky z praktických průmyslových aplikací laseru při kalení ozubených kol ve firmě MATEX PM.

Při transformačním zpevňování dochází ke změnám krystalové mřížky a s tím spojeným objemovým změnám. Vznikající martenzit má asi o 4% větší objem, nárůst objemu ovlivňuje i obsah uhlíku, nebo tloušťka kalené vrstvy. Objemové změny po laserovém kalení do hloubky 2 mm u materiálu C45 vykazují nárůst o 0,01 mm, což obvykle spadá do tolerancí i bez následného broušení.

TriboTechnika

Příklady aplikací V případě kalení ozubení s malou tloušťkou stěny hrozí nebezpečí deformace od vnitřního pnutí. Nebezpečí je tím větší, čím větší je vnesené teplo. Příkladem je kolo pro důlní rypadlo z materiálu 42CrMo4 se stěnou cca 100 mm. Kolo s vnitřním ozubením o průměru 8 metrů, složené ze 6 segmentů bylo laserově kaleno. Případná deformace by znamenala, že nebude možné díly spasovat k sobě. K deformaci tvaru naštěstí nedošlo. Dalším případem je ozubení převodovky pro důlní rypadlo z materiálu GS25CrMo4LV. Při indukčním kalení došlo ke vzniku trhlin u všech 3 kol. I přes veškerou opatrnost nově vyrobená kola po indukci opět popraskala, proto bylo přistoupeno ke kalení laserem. To proběhlo bez defektů, což potvrdily provedené NDT zkoušky a převodovka již několik let spolehlivě pracuje. Srovnání deformací po indukčním a laserovém kalení lze dobře porovnat u vodících list používaných při výrobě obráběcích strojů. Průřez lišt bývá 70x70mm, délka 1 metr, ozubení bývá šikmé. Jsou vyráběné z tvářeného materiálu 37Cr4 a objemově zušlechtěné. Po indukčním kalení dosahuje průhyb až 15 mm. Zborcení do vrtule (díky šikmému ozubení) zhoršuje možnost následného rovnání za tepla. Deformace po kalení laserem se pohybuje běžně do 0,3 mm, což je v toleranci přídavků na obrábění a rovnání tím odpadá. Problémy s trhlinami se vyskytují při kalení velkých kol o hmotnosti 5 tun pro větrné elektrárny z materiálu GS25CrMo4LV. Po indukčním kalení jsou na povrchu této oceli často indikovány NDT četné pnuťové trhliny. Ani v tomto případě po kalení laserovým paprskem nebyly nikdy kapilární zkouškou nalezeny povrchové trhliny. Je třeba si uvědomit základní rozdíl mezi kalením indukčním a laserovým paprskem. Indukční ohřev

je pomalejší, takže dochází k teplotnímu ovlivnění většího objemu okolního materiálu (mezi teplotami A1 a A3). K ochlazování dochází z povrchu (který je nejteplejší) sprchováním vodou, polymerní suspenzí, olejem apod. Tím na povrchu vznikají velká transformační pnutí, vedoucí ke vzniku trhlin. Oproti tomu při ohřevu laserovým paprskem je teplotně ovlivněná oblast úzká a především k odvodu tepla dochází vedením do „studeného” kovu ozubeného kola. A tento přestup se děje v nejstudenějším místě těsně nad A3 a nikoli na nejteplejším povrchu. Tím jsou redukovány zbytková pnutí a nedochází ke vzniku trhlin. Zároveň vzniká jemnozrnná martenzitická mikrostruktura, lépe odolávající cyklickému zatěžování a tím i únavovému poškození. Příznivá je i přítomnost tlakových pnutí v povrchových oblastech. Závěr Laserové kalení ozubených kol je perspektivní metodou při jejich výrobě. S výhodou se uplatňují klasické přednosti laserového kalení jako jsou malé deformace, rovnoměrná tvrdost, vysoká produktivita a opakovatelnost, snadná automatizace. Malé objemové změny a nízká oxidace kaleného povrchu v řadě případů odstraňují nutnost konečného broušení. Jistým omezením je vznik překryvů jednotlivých stop, ve kterých díky popuštění předchozí stopy dochází k poklesu tvrdosti. Možná právě tato měkčí místa kompenzují zbytková pnutí a tím nedochází ke vzniku trhlin u materiálů citlivých na jejich vznik po indukčním kalení. Stanislav Němeček Tomáš Mužík MATEX PM s.r.o., Morseova 5, 301 00 Plzeň www.matexpm.com

english abstract Laser hardening achieves higher heating and quenching rates than other surface hardening methods. High heating rate minimizes the risk of degradation of the underlying material. Selfquenching is based on removing the heat from the surface into the part’s core by conduction, instead of the conventional cooling by water spray. Gear wheels, which tend to exhibit numerous cracks upon induction hardening, do not crack during laser hardening. Fine microstructure enhances fatigue resistance of parts operating under dynamic loads. This process produces hardened gear wheels with long life.

45

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Výroba přesných plochých kovových dílů Technologie chemické frézování (leptání) a electroforming (elektrolytické pokovování) umožňují výrobu tenkých plochých kovových dílů s velkou přesností. Lze na nich lokálně snížit tloušťku, vytvořit tvarově složité i rozměrově malé objekty v libovolném počtu a to v sériích jeden až desetitisíce kusů ve velmi přijatelné ceně. Vše závisí na požadovaných přesnostech, sériích a materiálu. Některé tyto díly je obtížné a drahé vytvořit jinými metodami. Najdou využití při výrobě polovodičů a elektroniky, v automobilovém průmyslu, ve strojírenství, zdravotnictví, letectví, kosmonautice, vojenské technice, optice a dalších oblastech průmyslu. Příklady: SMT planžety, mosazné či měděné propojovací pásky, elektrické kontakty, podložky, chladiče, stínící masky, RF / EMI stínění, těsnění, filtrační sítka, inkrementální snímače, kryty a skříně výrobků včetně zaleptání ohýbacích drážek, štítky, pružiny, šperky, kolimační matrice, filtrační sítka, hodinářské díly, krabičky, čelní panely … Výroba probíhá dvěmi metodami: Chemické frézování (leptání) a Electroforming (elektrolytické pokovování). Chemické frézování : Povrch materiálu (nerezový plech) se chemicky vyčistí a nanese se na něj vrstva fotocitlivého rezistu. Přes filmovou matrici nebo digitálně se fotorezist exponuje kolimovaným UV zářením, čím se vytvoří výsledný motiv výrobku. Poté následuje vyvolání, leptání nezakrytých míst, odstranění fotorezistu a měření požadovaných tolerancí. Lze docílit ± 25 μm. Je to destruktivní výrobní metoda, při níž se odleptá materiál, který na dílu nemá být (obr. 1). Electroforming : Nerezový nosný plech se chemicky vyčistí a nanese 46

Obr. 1 Nerezový plech s mnoha tvarově složitými objekty

na něj vrstva fotorezistu v tloušťce požadované výsledné síly plechu. Přes filmovou matrici nebo digitálně se fotorezist exponuje kolimovaným UV zářením, čím se vytvoří výsledný motiv výrobku z niklu tvrdosti cca 600 Hv. Poté následuje vyvolání a galvanické pokovení niklem, který okopíruje motiv a v místě fotorezistu zůstanou otvory. Vše pracuje na molekulární úrovni

Obr. 2 Niklový výrobek s velmi tenkými stěnami

TriboTechnika

s odchylkou cca 2 μm, výsledný díl je proto velmi přesný a hladký. Následuje odstranění fotorezistu a přesné měření požadovaných tolerancí. Lze docílit ± 12,5 μm. Je to nedestruktivní výrobní metoda, při níž se vynáší pouze materiál, který na výrobku zůstane (obr. 2). Kovy : (pro chemické frézování) měď, mosaz, nikl, železo, nerez, hliník, zinek, titanzinek, fosforbronz, Alpaka, vanad, chrom, olovo, molybden … Materiál : tloušťka 0,05 mm – 2 mm, výsledný rozměr 584 x 736 mm. Velikosti objektů : od 150 μm, precizní od 75 μm (podle tloušťky plechu). Přesnosti : běžné ± 25 μm, precizní ± 12,5 μm. Výhody : · rovinnost: materiál nedostává tepelné ani mechanické pnutí, zůstane tedy zcela rovný. · poškození: opracováním nevznikají žádné otřepy, hrany jsou už z výroby velmi hladké a to i na stěnách otvorů, není nutná další úprava. · příprava: k výrobě není nutný žádný nástroj, podklady pro výrobu jsou poměrně levné - je to jen precizní příprava dat. Proto díl lze vyrobit velmi rychle, i tentýž den zadání do výroby. · různorodost: lze obrábět kovy s různými tvrdostmi (50 – 700 Hv) a  vlastnostmi - např.

·

· · · · ·

·

křehké, které lisováním praskají či měkké, které se deformují. Opracováním se nemění parametry kovu, kvalita ani přesnost, protože jej nic neovlivňuje. reliéf: lze lokálně snížit tloušťku až na 2/3 původní tloušťky, což je jinými metodami obtížně vyrobitelné, tedy víceúrovňové díly. Využití je třeba pro naleptané drážky pro ohýbání. složitost: lze vytvářet i velké množství objektů, tvarově jakkoli složité v jednom výrobním cyklu. preciznost: lze použít i materiál s velmi přesnou tolerancí tloušťky, kterou opracování nijak neovlivní, cca ± 3 μm. čistota: výrobní proces je velmi čistý, vyrobený díl není kontaminován oleji, třískami ani jinými nečistotami. miniaturizace: lze vyrobit velmi malý průměr objektů od 75 μm. produktivita: především při větších sériích lze docílit velké efektivity výroby, což má vliv na nízkou cenu, i kusové záležitosti jsou však cenově přijatelné. Proto lze díl velmi rychle modifikovat a vyrobit jiné provedení. potisk: díl lze i barvit, tisknout sítotiskem, chemicky i jinými metodami.

Povlakové materiály řady Delta Seal jako Top-coaty pro zinkolamelové povlaky Povlaky Delta Seal jsou organické epoxy-fenolické vysoce zesíťované pryskyřice, které se v tloušťkách 4-10 µm používají jako Top-Coaty (vrchní krycí povlak) na podkladové vrstvy zinkolamelových povlaků Delta Tone 9000, Delta Protekt KL 100, na podklady z galvanického Zn, popř. Zn/Ni, používají jako utěsňovací povlaky na díly z nerezových ocelí, dále na díly ze zinku a hliníku, popř. jejich slitin, možné i povlakování dílů za slitin hořčíku. Hlavní funkce povlaků Delta Seal: · zvýšení korozní odolnosti při zkouškách v solné mlze, zpomalují vznik bílé koroze zinku · zvýšení korozní odolnosti při zkoušce oxidem siřičitým dle ISO 6988 (Kesternichův test) až do 15 cyklů · zabránění vzniku kontaktní koroze – povlak je nevodivý · zvýšení odolnosti vůči automobilovým provozním kapalinám, dále vůči zásadám i kyselinám

· dlouhodobá teplotní odolnost 150 – 180 °C při kombinaci se zinkolamelovými povlaky · stálý součinitel tření pro závitové součásti · barevné odlišení – základní barvy jsou stříbrná a černá, na vyžádání jsou možné další, např. modrá, zelená, červená atd. Povlaky Delta Seal stříbrný a černý (verze GZ s přídavkem maziva PTFE) jsou schváleny pro styk s potravinami a pitnou vodou. Jiří Boháček 47

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Povrchové úpravy spojovacích součástí Povrchové úpravy spojovacích součástí jsou prováděny různými technologiemi v závislosti na velikosti prvků i na předpokládaných podmínkách použití. Obvykle se jedná o kovové povlaky: - elektrolytické povlaky zinku nebo slitin zinku s různými dodatečnými úpravami používané především v automobilovém průmyslu, elektronice a obdobných aplikacích, obvykle se jedná o šrouby a matice s menšími rozměry, - žárové povlaky zinku zhotovené ponorem v tavenině nebo difúzně používané ve stavebnictví, obvykle se jedná o šrouby a matice s většími rozměry, - mikrolamelové povlaky zinku nebo zinku s hliníkem používané jako alternativa k elektrolytickým zinkovým povlakům. Dalšími alternativami jsou součásti s různými povlaky z plastů nebo je zvýšené protikorozní odolnosti spojovacích součástí dosaženo použitím šroubů a matic z korozivzdorné oceli. Použití spojovacích součástí z korozivzdorné oceli 1.4301 (A2) nebo 1.4401 (A4) ale může být příčinou zvýšeného korozního napadení povrchu v okolí spoje v případě vzniku galvanického článku – bimetalické koroze. Přesto, že je toto zvýšené korozní napadení omezeno na malou plochu (cca 50 m od spoje) může mít závažné následky. Velmi obvyklý je případ použití spojovacích součástí z korozivzdorné oceli pro žárově zinkované konstrukční díly (obr. 1). V tomto případě v prvé fázi dochází k zvýšení korozní rychlosti koroze zinkového povlaku,

Obr. 1 Příklad bimetalické koroze šroubů z korozivzdorné oceli použitých pro spojení žárově zinkovaných dílů 48

a následně po jeho odkorodování zase vzniká článek uhlíková ocel-korozivzdorná ocel, kdy zvýšenou korozní rychlostí koroduje korozivzdorná ocel. V případě povrchových úprav spojovacích součástí zinkovými povlaky, je základním parametrem jejich korozní odolnosti tloušťka a kvalita zinkového povlaku. Zinkové povlaky obvykle korodují rovnoměrně v celé ploše povrchu rychlostí odpovídající zinkový povlak zhotovený žárovým ponorem

zinkový difuzní povlak

Obr. 2 Defekty v zinkových povlacích

korozní agresivitě prostředí. Protože jsou u spojovacích součástí zinkové povlaky obvykle nanášeny bubnovou technologií s následným odstředěním, je jejich kvalita při této aplikační technologii velmi ovlivněna mechanickými vlivy (obr. 2). V povlacích se vyskytují trhliny a další defekty, které následně snižují korozní odolnost povlaků, protože často dochází ke korozi podkladové oceli v místech takovýchto defektů dříve, než dojde k výraznému snížení tloušťky zinkových povlaků působením korozního prostředí. Ve SVUOM s. r. o. jsou opakovaně prováděny urychlené laboratorní zkoušky korozní odolnosti zinkových povlaků na spojovacích součástích, obvykle zkouškou neutrální solnou mlhou NSS podle ČSN EN ISO 9227 Korozní zkoušky v umělých atmosférách. Zkoušky

TriboTechnika

solnou mlhou. Srovnání korozní odolnosti žárových zinkových povlaků zhotovených ponorem v tavenině a difúzně na šroubech M 16 je uvedeno v Tabulce 1. Tabulka 1 Hodnocené povlaky typ zinkového povlaku žárový ponorový difuzní

jsou částečně vymývány na vzdálenější a větší plochy od místa defektu. Zanedbatelný rozdíl je výsledkem vyšší tloušťky zinkového povlaku a pak především nižšího výskytu defektů ve vrstvě zinkového povlaku.

průměr

maximální šířka

doba do koroze

rozsah koroze podkladové

(μm)

defektů (µm)

podkladové oceli (h)

oceli po 500 h NSS (%)

90

150

240

70

120

250

90

50

Oba tyto typy povlaku vytvářejí intermetalické slitiny mezi podkladovou ocelí a zinkovým povlakem – rozdíl je ve složení fází zinkového povlaku: - žárový zinkový povlak zhotovený ponorem v tavenině podle ČSN EN ISO 10684 Spojovací součásti – Žárové povlaky zinku nanášené ponorem tvoří obvykle čtyři až tři slitinové fáze, - difuzní zinkový povlak podle ČSN EN 13811 Sherardování - Zinkové difúzní povlaky na železných výrobcích - Specifikace a ČSN EN ISO 14713-3 Zinkové povlaky – Směrnice a doporučení pro ochranu ocelových a litinových konstrukcí proti korozi – Část 3: Sherardování tvoří dvě slitinové fáze. Poznámka: Hodnocení podle ČSN ČSN EN ISO 10289 Metody korozních zkoušek kovových a jiných anorganických povlaků na kovových podkladech – Hodnocení vzorků a výrobků podrobených korozním zkouškám. Podle ČSN EN 13811 by měla být korozní odolnost difuzního povlaku s tloušťkou 25 µm min. 1000 h ve zkoušce NSS (doba do vzniku korozních produktů podkladové oceli). Po 500 h korozní zkoušky byl povrch obou zinkových povlaků pokrytý rovnoměrnou objemnou vrstvou bílých korozních produktů zinku se skvrnami červenohnědých korozních produktů podkladové oceli (obr. 3). Korozní odolnost difuzního povlaku zinku je srovnatelná s korozní odolností žárového zinkového povlaku. Ke vzniku korozního poškození podkladové oceli dochází u obou zinkových povlaků především v místech trhlin a obdobných defektů v povlacích (obr. 4). Korozní produkty oceli

trhlina v zinkovém povlaku korozní produkty zinkového povlaku

korozní produkty podkladové oceli

Obr. 4 Metalografické hodnocení korozního napadení zinkových povlaků

Korozní úbytky povlaku zinku po 500 h expozice ve zkoušce NSS jsou cca 7 µm, což odpovídá cca 5 letům expozice v prostředí s korozní agresivitou stupně C3 podle ČSN EN ISO 9223 Koroze kovů a slitin - Korozní agresivita atmosfér - Klasifikace, stanovení a odhad a ČSN EN ISO 9224 Koroze kovů a slitin - Korozní agresivita atmosfér - Směrné hodnoty pro stupně korozní agresivity. Prostředí s tímto stupněm korozní agresivity pro zinek je na 80% území ČR [2], takže lze předpokládat, že oba typy zinkových povlaků budou zajišťovat ochranu spojovacích prvků minimálně po tuto dobu, i když se na šroubech a maticích mohou vyskytovat projevy koroze podkladové oceli (Obrázek 5). Při tloušťkách povlaků cca 100 µm je životnost min. 30 let s ohledem na typ a četnost defektů v povlacích.

žárový povlak zinku

difuzní povlak zinku

Obr. 3 Korozní napadení zinkových povlaků na šroubech po expozici 500 h ve zkoušce NSS

Obr. 5 Životnost zinkových povlaků

Příspěvek byl zpracován v rámci projektu MPO IF07/2010. Text: Kateřina Kreislová, Alena Koukalová, Markéta Paráková, Martina Jáglová 49

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Tanátování a stabilizace korozních produktů železa Cílem následujícího článku je představit konverzní povrchovou úpravu, která může poskytnout uplatnění při zvyšování odolnosti kovového povrchu proti abrazivnímu opotřebení, zvyšováním jeho tvrdosti, nebo zvyšováním přilnavosti maziva. Tanátové konverzní povlaky jsou nedocenitelní pomocníci všech archeologů, restaurátorů a muzeologů, ve snaze o stabilizaci nestálých korozních produktů železa a zachování vypovídající hodnoty archeologických nálezů.

Mechanismus stabilizace korozních produktů je založen na jednoduchém principu tvorby málo rozpustných komplexů taninu s  ionty železa. Taniny užívané v aplikačních přípravcích jsou polyfenolické monomery či oligomery rostlinného původu, jejichž schopnost vázat ionty těžkých kovů a  tvořit s  nimi komplexy chelátového typu byla prokázána již v roce 1936. Dále bylo prokázáno, že díky snadné oxidaci fenolických skupin, patří taniny mezi redukční činidla, schopná částečně redukovat vrstvu korozních produktů na dvojmocné železo. Vodné roztoky taninu obsahují ještě menší množství ethanolu (zvýšení smáčivosti) a kyseliny orthofosforečné. Kyseliny se využívá k úpravě pH na hodnoty přibližně 2,2-2,4, protože reakce s korozními produkty je rychlejší, když je pracovní roztok dostatečně kyselý. Aplikační roztoky mohou ještě navíc obsahovat přídavky malých množství dithioničitanu sodného (Na2S2O 4), který má jako silné redukční činidlo ještě výraznější schopnost redukovat korozní produkty do  oxidačního stavu +II. Redukce korozních produktů je v mechanismu tvorby tanátu 50

důležitý krok. Jednak při přechodu tuhých korozních produktů na nižší oxidační stav dochází snadněji k rozpouštění (uvolňování iontů Fe do roztoku) a navíc je kinetika tvorby komplexů s  dvojmocným železem výrazně rychlejší. V dalším kroku jsou dvojmocné komplexy oxidovány vzdušným kyslíkem na trojmocné, které jsou stabilnější a méně rozpustné. Než dojde k vlastnímu využití aplikačního tanátového roztoku, je nezbytné provést mechanické očištění a odsolení železného historického předmětu. Zvláště v železných předmětech, po dlouhá období uložených v zemi, se kumulují stimulátory koroze (především chloridové anionty) v pórovitém povrchu korozních produktů. Přítomné soli chloridů mohou tvořit nasycený roztok i při velmi nízké relativní vlhkosti okolního vzduchu (i kolem 20 %) a následně může dojít k další korozi kovového jádra předmětu či dooxidování korozních produktů na  vyšší oxidační stav (tzv. výkvěty). Vlastní tanátování se po této předúpravě nejčastěji provádí opakovaným nátěrem tuhým kartáčem, tak aby se tanátovací směs dostala do  všech štěrbin a zároveň byla eliminována tvorba katodických míst způsobujících vznik plynné formy vodíku na jednom místě. Množství směsi by nemělo být velké, ale dostačující a pokrývající rovnoměrně celou plochu restaurovaného předmětu. Tanátový povlak je možné nechat schnout jak volně na vzduchu, tak v sušárně. Stabilitu povlaku je možné zvýšit i tzv. vyzráním, kdy je předmět exponován po dobu 1-3 dnů ve vlhké atmosféře. Během této doby dochází k doreagování nezreagovaných molekul taninu a oxidaci

TriboTechnika

povlaku do stabilnější trojmocné formy vzdušným kyslíkem. Některé komerční lázně tanátu obsahují speciální rozpouštědla, která zadržují vodu a umožňují tak vyzrání povlaku i při aplikaci, kdy není možné zvýšit vlhkost okolního prostředí (např. venkovní aplikace). Celý postup natírání roztokem taninu se může i  několikrát opakovat. Na závěr je doporučováno kartáčování nejčastěji silonovým kartáčem či krátké otryskání povrchu předmětu balotinou

(skleněné kuličky) a oplach destilovanou vodou, aby byly odstraněny nezreagované zbytky taninu z předmětu. Vzniklá stabilizovaná vrstva tanátu železa poskytuje oproti původnímu zkorodovanému povrchu, za podmínek vhodného uložení, dlouhodobou ochranu ošetřených artefaktů proti korozním procesům a může být vhodným základem pro následující úpravu konzervačními nátěrovými hmotami, především laky a mikrokrystalickými

Před:

Po tanátování:

Obr. 1. Vzhled restaurovaného předmětu (záštita samurajského meče) před a po tanátování

vosky. Obrázky dvou restaurovaných předmětů jsou uvedeny na snímcích 1 a 2. Významnou výhodou tanátování je snadná aplikace tanátovacího roztoku opakovanými nátěry. Mezi nesporné nevýhody tohoto procesu stabilizace patří nízká stabilita povlaku ve  vlhkém prostředí oproti jiným typům konverzních povlaků. Důvodem pro používání tanátů v konzervování-restaurování je optické sjednocení vzhledu předmětu, proto je v  blízké budoucnosti nepravděpodobné, že by byly tanáty v konzervátorskorestaurátorské praxi nahrazeny modernějšími a stabilnějšími, ale transparentními konverzními povlaky.

Obr. 2. Snímek nože po vyzvednutí archeologickém nálezu, po mechanickém očištění a po stabilizaci korozních produktů tanátováním

Ing. Petr Pokorný Ing. Jan Stoulil, Ph.D. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství 51

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Uplatnění nástroje jehlová zarážka Vysokorychlostní stroje pro tváření za studena jsou skutečně přesná zařízení. K tomu, abyste dostali maximum ze svého vybavení je důležité, a v některých případech i klíčové, být vybaven správnými nástroji. Podíváme se na dva způsoby jak dostat maximum z Vaší produkce. Jehlová zarážka: Jehlová zarážka (nebo brzda) je obvykle vytvořena v nástroji pro pomoc při přenosu mezi jednotlivými fázemi procesu. Při běžné sekvenci je tvářený díl držen uložením v dutině matrice. Když vyhazovač (neboli kickout) vysune díl z matrice, je nutné aby byl přidržován zachytávačem nebo prsty. Pak je díl přenesen na další stanici tváření a svěrka musí přenechat kontrolu opět další části matrice. „Předání” dílu mezi prsty svěrky a matricí je místem, kde má svoji důležitou funkci jehlová brzda. Kontrola kusu je předána zpět nástroji buď zatlačením dílu mezi prsty do dutiny matrice, nebo musí být díl přechodně pověšen do vzduchu mezi trn nástroje a trn matrice. Jakmile je pověšen (obr. 1), prsty svěrky se mohou otevřín a uvolnit cestu přiblížijícímu se nástroji. Pokud není udržena potřebná síla brzdného systému, není možné udržet díl ve správné pozici. Když se toto stane, díl buď spadne nebo se vychýlí a bude tvářen mimo svoji osu. Takový „částečný úder” obvykle Prst svěrky v pozici otevřeno

Nástroj

systém jehlové brzdy padlý díl kompletní nástroj

čelo matrice

Obr. 1 Osové založení pomocí jehlové brzdy pro zabezpečení kontroly dílu při vysokorychlostním transferu 52

zastaví stroj a zahlásí chybu na monitorovacím zařízení. Často přitom dochází k poškození tvářecích nástrojů nebo komponentů transferu. To způsobuje produkční ztráty a zvýšené náklady na nástroje. V minulosti byly používané různé plastické a nylonové materiály pro vytvoření jehlové brzdy. Někdy byly používané i jako samotné komponenty pružení. Systém tváření za studena, stejně tak jako teplo vzniklé třením brzdového systému, posouvá tepelné hranice za limity nylonu a plastů. Jakmile jsou tyto materiály vystaveny nadměrnému teplu, měknou a ztrácejí pevnost, což vede v důsledku ke ztrátě osového tlaku. Cívkové pružiny také představují problém kvůli fyzicky omezujícím požadavkům. Ty vyžadují malé pružiny s dostatečnou silou pro tento účel. Obsluha stroje je nucena k přetahování těchto pružin a jejich pevnému stlačení, což vede k dvěma důsledkům – zničeným pružinám a nemožnosti nastavení z důvodu omezeného rozsahu nastavení. Nový system jehlové brzdy eliminuje nastavování pomocí závitů a dává potřebnou sílu pro přidržení a kontrolu dílu. Uživatelé hlásili nápadně zlepšenou konzistentnost, nastavitelnoust a spolehlivost v porovnání s původním řešením. Dříve byla obsluha stroje zvyklá nastavit starší brzdy příliš na tvrdo, protože věděla, že rychle ztratí tlak. To zhoršilo vyzvedávání dílu nebo zadírání trnu brzdy v hrdle. Tento nový design jehlové brzdy dovoluje udržovat tlak po celou dlouhou dobu životnosti a nastavit vhodný tlak oproti příliš velkému tlaku staršího systému. Jednoduchý válcovitý „puk” z chromwolframové oceli maximalizuje kontaktní plochu a zároveň snižuje poškozující tlak na pohyblivý pin. Tato vlastnost, zároveň s menšími změnami materiálu a tvrdosti, eliminuje problem odírání komponent nástrojů brzdného systému. Multiaxiální tváření: Jedná se o metodu segmentovaného obrábění pro formování vrubů, rýh, svodů a mnohonásobného překlápění vyráběného kusu. Dříve byly předpínací pružiny v sestavě matrice umisťovány přímo do vývrtů v matrici. Takto omezený prostor dramaticky

TriboTechnika

limitoval předpětí pro držení segmentů. Pokud nejsou segmenty drženy v pozici, objeví se na finálním výrobku neshodné prvky, kuželovité deformace a paprsčitá poškození. Vzhledem k omezení velikosti vývrtů v matrici jsou nutně nástroje pouze malou součástí stroje, který musí být velikostně naddimenzovaný, aby vytvořil dostatečný tlak.

Obr. 2

NME vynalezlo modulární odstranitelný matricový blok pro FORMAX®, který může být vybaven tzv. pákovým mechanizmem se vzduchovou pružinou, což dramaticky zvyšuje předpěťovou sílu na posuvných dílech matrice. Toto zesílení umožňuje zvýšit

velikost, kvalitu a rozměrovou stálost dosažitelnou na dnešních strojích. Několik příkladů těchto segmentovaných nástrojů a dílů vyráběných pomocí rotace v různých osách (obr. 2): ● díl 1 byl běžně vyráběn při 75ppm na 25mm stroji, ale nyní při 150ppm na 16mm stroji ● díl 2 byl vyráběn na 14mm stroji, nyní může být vyráběn o 30% rychleji na menším stroji ● díl 3 nebylo běžně možné vyrobit, nyní to proveditelné je ● díl 4 byl vyráběn z plného materiálu, ale díky vyššímu tlaku pružin je možné jej vyrobit v děrované konfiguraci ● díl 5 používá rotaci dílu pro vertikální uložení a založení do dutiny ● díl 6 může být otočen, uchycen velkou silou do posuvného nástroje a tvářen kompletně bez odpadu ● díl 7 lze vyrábět z normálního drátu ve srovnání s drahým tvarovým obráběním Využití toho nejlepšího v oboru strojů a nástrojů je klíčem k Vašemu úspěchu. Podívejte se na www. nationalmachinery.com pro více informací. Jerry L. Bupp

53

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Celostátní aktiv galvanizérů Tuzemská konference Celostátní aktiv galvanizérů se každoročně pořádá první únorové úterý v Jihlavě. Nejinak tomu bylo i v letošním roce 2013, kdy se v Kraji Vysočina konal již čtyřicátý šestý ročník. Tradičním poutním místem všech povrchářů je hotel Gustav Mahler, situovaný poblíž jihlavského Masarykova náměstí. 46. ročník Celostátního aktivu galvanizérů přivítal 165 osob zastupujících 78 institucí. Z významných firem z pohledu povrchových úprav byly zastoupeny již tradičně MacDermid, Enthone, Pragochema a mnohé další. Tyto společnosti prezentovaly své služby a výrobky ve 27 výstavních stáncích. Výstavu firem přijeli podpořit i zástupci dvou odborných časopisů: TriboTechnika a Strojárstvo/ Strojírenství. Akademickou půdu reprezentovala Fakulta chemické technologie VŠCHT v Praze a Fakulta strojní, jak z VŠB-TU Ostrava, tak z ČVUT Praha. Podle vzoru Asociace korozních inženýrů se rovněž výbor ČSPÚ rozhodl pro letošní rok na své „domovské“ konferenci otevřít posterovou sekci. Snaha o zvýšení zájmu studentů a nabídka možnosti prezentace jejich výzkumu v oblasti povrchových úprav se však setkala pouze s rozpačitou odezvou. Výsledkem byl pouze skromný počet vyvěšených posterů. Členové výboru ale doufají, že účast studentů, studujících nejen v doktorských, ale i v magisterských a bakalářských

Obr. 1 Zaplněný konferenční sál 1. přednáškový den 46. Celostátního aktivu galvanizérů 54

příbuzných studijních programech, postupně na této konferenci poroste. Nosné téma letošního aktivu galvanizérů určil přípravný výbor České společnosti pro povrchové úpravy: „Rozvoj povrchových úprav po roce 2012“. Úterního úvodního slova se před blokem dopoledních přednášek ujal prezident České společnosti pro povrchové úpravy Ladislav Obr a následně k organizačním věcem promluvila tajemnice společnosti paní Drahomíra Majerová. Úvodní slovo při zahájení převzal také 1. náměstek hejtmana Kraje Vysočina Vladimír Novotný a náměstek jihlavského primátora Petr Pospíchal, kteří jednohlasně poděkovali společnosti za volbu místa konání konference v jejich krajském městě a pozvali všechny účastníky konference na návštěvu mnohých zajímavých míst v kraji. Mezi poutavé příspěvky patřila například přednáška pana Petra Szelaga (Pragochema Praha): ,,Specifikace odmašťovacích lázní čištěných mikrofiltrací“, pana Miroslava Valeše (VZLÚ, Praha): „Kompozitní povlak zinek-teflon“ a v neposlední řadě paní Kateřiny Kreislové (SVÚOM, Praha): „Defekty v přilnavosti elektrolytických povlaků“ a samozřejmě mnohé další. Osobním přínosem pro mne bylo vyslechnutí přednášky pana Josefa Trčky (VOP CZ s.p. Brno) na téma: „Difúze železa do elektrolyticky vyloučených zinkových povlaků“. Pro provozovatele galvanoven byla jistě podnětná přednáška pana Jindřicha Kuběny: „Co je třeba hlídat k dosažení optimální kvality vypouštěné odpadní vody“. Zároveň byli na tomto ročníku aktivu galvanizérů morálně oceněni odborníci za celoživotní přínos do oblasti povrchových úprav. V letošním roce si pamětní medaili z Jihlavy odvezli pan Viktor Kreibich, (ČVUT FS, Praha), Miroslav Mohyla (VŠB-TU Ostrava) a Pavel Nejedlý (GES s.r.o. Praha). V závěru prvního konferenčního dne nejen ústy paní Hany Markové (ABF a.s. Praha) bych chtěl všechny čtenáře pravidelníku Koroze a ochrana materiálu pozvat na 7. mezinárodní veletrh povrchových úprav a finálních technologií FOR SURFACE, který se bude

TriboTechnika

konat 23.-25. 4. 2013. Odborným garantem veletrhu je mimo jiné Asociace korozních inženýrů a Česká společnost pro povrchové úpravy. Obě významné sdružující organizace budou sdílet společný stánek. Večer po prvním přednáškovém dni byl opět věnován především odborným diskuzím nad dobrým jídlem a sklenkou kvalitního moravského vína ze sklípků tamních vinařů. Studenti i jejich vedoucí z řad akademických pracovníků si zde nyní v ryze přátelském duchu vyměňovali poznatky s technologickými pracovníky z praxe a dlouze diskutovali možné aplikační možnosti plynoucí ze závěrů jejich výzkumných prací. Druhý den přinesl další zajímavé přednášky: „Dodatečné úpravy oxidovaného hliníku“, kterou přednesl prezident Slovenské společnosti pro povrchové úpravy Ján Híveš, „Vady žárových zinkových povlaků“ od pana Vlastimila Kuklíka (Wiegel, Žebrák) a nechyběla ani přednáška o problematice čištění odpadních vod z galvanizoven „Vodní hospodářství předúprav povrchů“ od Tomáše Fuky (Techneco, Praha). Celkový počet proběhlých odborných přednášek byl 26. Aktiv galvanizérů byl ukončen exkurzí do Centra Excelence ÚTAM AV ČR umístěného v Telči.

Obr. 2 Nositelé letošní pamětní medaile za přínos v povrchových úpravách s prezidentem ČSPÚ Ladislavem Obrem.

Podobně jako předcházející Workshop „Protikorozní ochrana a její provázanost v průmyslu“, tak také 46. Celostátní aktiv galvanizérů přinesl mnoho témat k zamyšlení. Podnětnost jednotlivých prezentací šla odečíst z vášnivých diskuzí vzájemně osamocených skupin odborníků, které byly vždy ukončeny úsměvem a upřímným podáním ruky. Slunná Jihlava se středečního odpoledne rozloučila s posledními účastníky aktivu a hotel Gustav Mahler a  jeho konferenční sál se pro povrcháře tímto uzavřel. Nejpozději za rok zase na shledanou. Petr Pokorný

Ohlédnutí za konferencí Projektování a provoz povrchových úprav Tradiční, pražská březnová konference v hotelu Pyramida bývá předzvěstí jara, ale 13. a 14. březen letošního roku jaro příliš nepřipomínal. Přesto všichni dojeli na jednání vzdor sněhu na silnicích v pořádku. Jako každoročně prezentace firem a odborné přednášky přinesly novinky o technologiích, zařízeních povrchových úprav, aplikacích nátěrových hmot, možnostech v úsporách energie, správné přípravě povrchu, různých předúpravách, tryskání suchým ledem, protikorozní ochraně, inovativní technologii čištění odpadních vod, robotizaci v lakovnách, zpracování plastů, restaurování historických předmětů, aj. Bez znalostí o nových předpisech, normách v souvislosti s provozem povrchových úprav by to nešlo. Legislativní oblasti byla tradičně věnována řada přednášek, k novému zákonu o ochraně ovzduší, odpadních vodách, hygieně práce, bezpečnosti provozovaných lakoven, osobních ochranných prostředcích a preventivních protivýbuchových opatřeních. Aktualizované informace účastníci oceňují jako přínosné, neboť pomáhají vyvarovat se chybám, nedostatkům ve výrobě, předcházet event. postihu. Velký zájem vyvolala úvodní přednáška Prof. Ing. P. Nováka (VŠCHT, Praha) „Bludy, omyly a polopravdy v korozi kovů“. Přednášející uváděl příklady častých nesprávných odpovědí a citací, elektrochemických „bludů“. Uvedl, že je asi 200 různých typů korozivzdorných ocelí a jejich korozní odolnost je rozdílná. Korozní problémy jsou spojeny buď s nesprávnou volbou oceli, nesprávnou technologií zpracování nebo úpravou povrchu. S tímto závěrem souzněly další odborné příspěvky. Na závěr konference se konala exkurze do závodu LETOV Letecká výroba. Organizátory potěšila na rozloučenou častá slova „ Na shledanou za rok na jubilejní 40. konferenci Projektování a provoz povrchových úprav.“ -red55

2/2013

TriboTechnika

Syntetické kompresorové oleje Stlačený vzduch je jednou z hlavných foriem energie, a jeho produkcia je rozhodujúcou pre mnohé výrobné zariadenia. Výroba stlačeného vzduchu sa uskutočňuje v kompresoroch. Správne mazanie kompresora je rozhodujúce pre zabezpečenie jeho vysokého výkonu a spoľahlivého chodu. Aby kompresorové oleje pracovali efektívne, musia plniť celý rad funkcií – hlavne chladenie stlačeného vzduchu, mazanie ložísk, ochranu proti korózii a proti opotrebeniu. Je nevyhnutné, aby oleje mali dobrú schopnosť uvoľňovať v nich zachytený vzduch, mali veľmi nízku náchylnosť k peneniu a  dobrú odolnosť voči oxidácii, ktorá spôsobuje starnutie oleja. Kompresorový olej nízkej kvality skracuje životnosť kompresora. Lacný kompresorový olej zníži kvalitu funkcií, ktoré má zabezpečiť. Dôsledkom bude skrátenie intervalov výmeny oleja, zníženie výkonu kompresoru, nadmerný transport oleja v kompresore, blokovanie odlučovača oleja a zvýšená nároky na údržbu. Trendom je ústup od piestových kompresorov, ktoré sú stále viac nahradzovaní rotačnými, hlavne skrutkového typu. Konštrukcia moderných skrutkových kompresorov kladie vysoké nároky na mazací olej vzhľadom na ťažké pracovné podmienky v kompresore. Výrobcovia olejov preto vyvíjajú nové oleje, schopné prekonať problémy založené na použití syntetických základových olejov. Počas chodu skrutkového kompresora sa mazací olej dostane do tesného kontaktu s kyslíkom zo vzduchu. Oxidácia oleja je urýchlená veľkými objemami vzduchu v kompresore a relatívne veľkou plochou existujúcou vo vnútri skrutkového kompresora. Teplotné špičky spôsobené vysokými tlakmi spôsobujú teplotné namáhanie oleja. Tieto

faktory pri súčasnom oxidačnom účinku spôsobujú predčasné starnutie oleja. Zistilo sa, že v uvedených podmienkach majú niektoré produkty na báze minerálneho oleja slabú odolnosť voči starnutiu, dôsledkom čoho je vznik škodlivých sprievodných produktov, ako koks a živice alebo usadeniny podobné laku, ktoré zvyšujú riziko poškodenia ložísk alebo zablokovania filtrov a znižujú tvorbu ochranného olejového filmu medzi bokmi rotora. Dôsledkom sú poruchy drahých súčiastok, prestoje a neplánovaná údržba. Mazivá na báze oleja, hlavne pri vysokých teplotách, majú sklon k vyparovaniu ich prchavých zložiek, čím sa zvyšuje viskozita a rastie znečistenie stlačeného vzduchu olejovou hmlou. Zo spomínaných dôvodov výrobcovia mazív začali  presadzovať syntetické alternatívy. Firma Fuchs vyvinula špeciálny vysoko výkonný rad RENOLIN UNISYN, ktorá má pre výrobcov stlačeného vzduchu veľa výhod. Použitie syntetických kompresorových olejov hlavne pri vysokých teplotách, znižuje problémy spojené s minerálnymi olejmi a zabezpečuje dlhú bezporuchovú prevádzku, prekračujúcu dĺžku intervalov medzi normálnymi servisnými zásahmi. Napríklad kým sa bežný kompresorový olej na minerálnej báze pre skrutkový kompresor vymieňa po cca. 2 000 pracovných hodinách, kvalitný syntetický až po10 000 hodinách. Syntetické kompresorové oleje nielenže zlepšujú výkon kompresoru, znižujú výpadky, náklady na údržbu, spotrebu a zvyšujú životnosť filtrov a ložísk, ale majú nižší koeficient trenia, čo sa prejaví v nižšej spotrebe energie a znížení prevádzkových nákladov. Použitie syntetických mazív sa stáva optimálnym riešením. V minulosti bola prekážkou pri aplikácii syntetických olejov hlavne ich cena, avšak pridaná hodnota, ktorú ich použitie prináša, prevyšuje rozdiel v cene. Investícia do kvalitnejšieho syntetického oleja prináša dlhodobé výhody, ktoré jednoznačne výrazne znížia celkové náklady. Ing. Miroslav Kačmár 57

2/2013

2/2013

TriboTechnika

Sledování otěrových kovů v mazacích olejích Sledování znečištění průmyslových olejů je nedílnou součástí tribodiagnostiky, protože velké množství poruch strojů má na svědomí právě znečištěný mazací olej. Analýzy olejů neslouží jen k  hodnocení stavu olejové náplně včetně stanoviska k  dalšímu provozování (např. provoz, filtrace, dodatečná aditivace), ale také k hodnocení stavu opotřebení sledovaných částí strojního uzlu. Dle analýzy přítomnosti otěrových prvků v  mazacím oleji, lze včas podchytit blížící se poruchu, která ve většině případů končí poměrně rozsáhlým poškozením mnoha částí zařízení. Například včas neodhalené poškození ložiska převodovky má za následek poškození ozubení, prasklou hřídel apod. Při sledování technického stavu stroje je vhodným diagnostickým signálem zjištění, jaké množství a které částice opotřebení jsou v oleji obsaženy. To lze vysledovat různými metodami. Výběrem správné metody sledování otěrových částic lze blížící se poruchy včas odhalit a zabránit výraznějším škodám. Metoda ICP-OES neboli emisní spektrometrie s  indukčně vázaným plazmatem je stopová analytická metoda sloužící ke stanovení obsahu stopových i významných

Graf: ukázka skokového nárůstu jednotlivých kovů v mazacím oleji

koncentrací jednotlivých prvků v analyzovaném vzorku oleje, kterou lze analyzovat většinu prvků 58

periodické soustavy a výsledkem je množství prvku v mg/kg. Při určení, které prvky sledovat, je důležité zvážit ekonomické hledisko analýzy, tzn. zaměřit Tabulka obecného doporučení Převodovky s ozubenými koly Železo Chrom Olovo Měď Cín Hliník

Hydraulické obvody Železo Chrom Olovo Měď Hliník  

Val. ložiska s ocelovou klecí Železo          

Val. ložiska s bronzovou klecí Železo Měď Cín Hliník    

Kluzná ložiska Železo Olovo Měď Cín    

se opravdu jen na ty prvky, které jsou dominantně v třecích uzlech obsaženy. Toto může poskytnout buď technická dokumentace výrobce nebo prvky lze určit podle obecného doporučení. Výsledky naměřeným hodnot lze vyhodnocovat dvěmi způsoby 1. porovnat celkové hodnoty obsahu jednotlivých prvků s limitními hodnotami, které určí technická dokumentace 2. změnou množství prvků v mazacím oleji Druhá metoda je časově náročnější, ale poskytuje snáze dosažitelná data, protože ve většině případů, výrobce ve svých doporučeních limitní hodnoty otěrových prvků neudává. V postupu vyhodnocení lze stanovit maximální hodnotu podílu na základě hodnoty předposledního měření a srovnat vypočtené hodnoty s hodnotou stanovenou. Pokud je výsledná hodnota podílu větší než stanovená hodnota, je rozdíl významný a lze konstatovat, že je již množství prvků v oleji nebezpečné, respektive, že dochází k významnému opotřebení sledovaných částí stroje. Laboratoř KOMA Industry.

Česká Českáspolečnost společnost propovrchové povrchovéúpravy úpravy pro Vás zve na

47. galvanizérů 46. celostátní aktiv galvanizérů Termín: 5. února února2013 2014 Termín: 4. 5. a 6. Místo konání: konání: Hotel Gustav Mahler, Mahler, Křížová ul. 4, Jihlava Jihlava

Více Víceinformací informacíooaktivu aktivuzískáte: získáte: PhDr. Drahomíra PhDr. DrahomíraMajerová, Majerová, Lesní 2946/5, Lesní 2946/5, 586 03 03Jihlava Jihlava Tel.: 737346 346857, 857, Tel.: 737 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

Mediální Mediální partner: partner: časopis TriboTechnika TriboTechnika časopis

TriboTechnika

2/2013