Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe powodują, że wzrasta rola właściwego smarowania. Tylko nowoczesne, odpowiednio dobrane środki smarne pozwalają na właściwą i ekonomiczną eksploatację na przykład łożysk.
Od gospodarki smarowej w zakładzie oczekujemy przede wszystkim niskich kosztów utrzymania ruchu. W praktyce są to zarówno niskie koszty smarowania, jak też trwałość oraz niezawodność maszyn i urządzeń. Właściwa gospodarka smarowa to również czystość w pomieszczeniach produkcyjnych, minimalizacja oddziaływania na środowisko naturalne i komfort pracy przy obsłudze instalacji, maszyn, urządzeń. Dziś też od służb utrzymania ruchu, w kontekście gospodarki smarowej, oczekuje się obniżenia zużycia energii i materiałów.
Smarowanie – krytyczny element bezawaryjnej pracy maszyn
Z informacji zebranych przez SKF około 36% przedwczesnych uszkodzeń łożysk jest spowodowanych przez stosowanie niewłaściwego smaru lub nieodpowiednie smarowanie. Każde łożysko pozbawione właściwego smarowania w sposób nieunikniony ulegnie uszkodzeniu na długo przed osiągnięciem normalnego okresu trwałości. Ponieważ dostęp do łożysk jest zwykle trudniejszy niż do innych elementów maszyny, zaniedbane smarowanie często powoduje problemy. Podczas pracy łożysko wymaga zwykle prawidłowego dosmarowywania w celu zoptymalizowania jego pracy. Wybór smaru łożyskowego odpowiedniego do danego zastosowania oraz dostarczanie jego właściwych ilości w prawidłowych odstępach czasu są istotne dla osiągnięcia maksymalnej trwałości eksploatacyjnej łożyska. Jak radzą specjaliści SKF, stosowana metoda dosmarowywania może pozytywnie przyczynić się do zoptymalizowania jego trwałości użytkowej.
Oczywiście smarowanie ciągłe przy użyciu smarownic automatycznych, jedno- lub wielopunktowych, zapewnia bardziej konsekwentne, prawidłowe i wolne od zanieczyszczeń dostarczanie smaru niż metody dosmarowywania ręcznego. Tam, gdzie jest to technicznie możliwe, taki powinien być zasadniczy kierunek przy organizacji smarowania w zakładzie.
Bardzo ważny jest oczywiście dobór właściwego środka smarnego. Producenci łożysk zawsze podają, jakiego rodzaju smar należy wykorzystywać w ich produktach. Na rynku jest dostępna bardzo szeroka gama środków smarnych pasujących do konkretnego zastosowania, również specjalistycznych, jak choćby dopuszczonych do kontaktu z żywnością. Zasada „pracy” środka smarnego w łożysku to utworzenie filmu smarowego, który oddziela względem siebie bieżnie i elementy toczne i w ten sposób zmniejsza tarcie i zapobiega zużyciu.
Podstawowymi właściwościami środka smarnego są jego lepkość, zdolność tworzenia filmu smarowego i – w odniesieniu do smarów plastycznych – ich konsystencja. Lepkość jest miarą tarcia wewnętrznego w oleju smarowym, jakie powstaje między różnymi warstwami cząstek, gdy ciecz jest wprawiana w ruch. Inaczej mówiąc jest to miara zdolności przepływu cieczy i jest zwykle wyrażana jako czas potrzebny, aby standardowa ilość cieczy, w danej temperaturze, przepłynęła przez standardowy otwór. Lepkość oleju bazowego jest zawsze mierzona jako lepkość kinematyczna. Jednostką miary lepkości kinematycznej jest mm²/s wg ISO, dawniej oznaczaną jako cSt. Lepkość jest właściwością mającą największe znaczenie przy wyborze odpowiedniego środka smarnego do łożysk.
Konsystencja charakteryzuje stopień sztywności (twardości) smaru. Stopniowanie odbywa się wg klasyfikacji NLGI (National Lubricating Grease Institute). Dodatki służą do dostarczenia smarowi dodatkowych własności, takich jak odporność na zużycie, odporność na korozję, redukcja tarcia i zabezpieczanie przed uszkodzeniem w warunkach smarowania granicznego i mieszanego. To podstawowe informacje, nie zawsze mówią one wszystko o środku smarnym. Prace rozwojowe i poprawianie właściwości środków smarnych trwają cały czas. Różnice między produktami nie zawsze są widoczne na pierwszy rzut oka. Przy wyborze poza danymi technicznymi warto kierować się opiniami innych użytkowników, renomą producenta, a może mniej tylko ceną.
Oczywiście właściwy dobór smaru łożyskowego to podstawa. Aplikacje łożyskowe mają warunki pracy charakteryzujące się dużą zmiennością i właściwe smarowanie wymaga precyzyjnego dopasowania smaru do zastosowania. Smary łożyskowe pomagają zapewnić równomierną, bezproblemową pracę oraz maksymalną niezawodność, nawet w ekstremalnych warunkach. Pomagają chronić łożysko przed wniknięciem do niego zanieczyszczeń, amortyzują obciążenia udarowe i zabezpieczają łożysko przed korozją.
Wybór właściwego smaru łożyskowego do określonej aplikacji ma zasadnicze znaczenie dla osiągnięcia maksymalnej trwałości eksploatacyjnej łożyska. Jak podaje SKF, kryteria doboru dla uzyskania prawidłowego smarowania obejmują rodzaj i wielkość łożyska, temperatury, prędkości i obciążenia, jak również wymaganą trwałość eksploatacyjną i okresy dosmarowywania. Ważne jest podkreślenie, że smary ogólnego zastosowania nie nadają się do przypadków specjalnych i raczej mogą powodować problemy niż przynosić korzyści. Na to niestety nie zawsze zwraca się uwagę.
Zastosowania łożysk różnią się w zakresie obciążeń, prędkości, temperatury, warunków otoczenia, a właściwe smarowanie oznacza precyzyjny dobór smaru do danego przypadku. Z jakością i rodzajem smaru wiążą się okresy wymiany. Wybór właściwego smaru łożyskowego do określonej aplikacji ma krytyczne znaczenie dla pracy łożyska. Dostarczanie właściwych ilości smaru w prawidłowych odstępach czasu jest równie ważne. Nadmierna lub niewystarczająca ilość środka smarnego, jak również nieprawidłowe metody smarowania mogą skrócić trwałość eksploatacyjną łożyska, jak podkreślają specjaliści z SKF. Również stosowana metoda smarowania jest w równym stopniu ważna, jak odpowiedni smar łożyskowy czy ilość smaru i okresy dosmarowywania.
Używanie smarownic, ręcznych lub automatycznych, ułatwia właściwe dozowanie środka smarnego do aplikacji. Utrzymywanie czystości podczas smarowania łożysk ma krytyczne znaczenie, bo zanieczyszczenia mogą spowodować przedwczesne uszkodzenie łożyska. Zachowanie czystości na każdym etapie eksploatacji łożyska ma dziś kluczowe znaczenie dla zachowania jego trwałości. Warto podkreślić za specjalistami, że w dostarczaniu prawidłowych ilości smaru podczas smarowania ręcznego pomaga stosowanie miernika smaru w połączeniu ze smarownicą ręczną lub pompą. Smarowanie ciągłe przy użyciu smarownic automatycznych jedno- lub wielopunktowych zapewnia konsekwentne i kontrolowane dostarczanie smaru do łożysk. To zmniejsza ryzyko nadmiernego lub niedostatecznego smarowania i pozytywnie wpływa na optymalizację trwałości eksploatacyjnej łożyska. Dodatkowo automatyczne dosmarowywanie redukuje ryzyko zanieczyszczenia łożyska. Rozwiązania pracujące w sposób ciągły, przez całą dobę, zapewniają precyzyjne i niezawodne dostarczanie smaru, w dokładnie dostosowanych do potrzeb aplikacji ilościach.
Serwis olejowy
Jak uważają specjaliści z działu Serwisu Olejowego LOTOS Oil, we współczesnych zakładach strategia efektywnego smarowania ma zasadniczy wpływ na sukces przedsiębiorstwa. Zwracają uwagę, że program gospodarki smarowniczej zawierający minimum: przegląd, monitoring i procedurę prewencji, to jeszcze nie wszystko. Często w budżecie są przewidziane środki na program (oprogramowanie), pewien zakres analiz, a zapomina się o budżecie na czynności profilaktyczne i prewencyjne. Jest to o tyle ważne, że z audytu, a następnie z monitoringu oleju wynikają czynności do wykonania. Choćby proste, ograniczające się do dokładnego oczyszczenia systemu smarowania, wymiany uszczelnień itp. Nie da się wiele zrobić, jeśli nie są liczone dokładnie koszty, a szczególnie te postoju awaryjnego i utraconej produkcji, sprzedaży itp. Trudno w ramach serwisu dotrzeć i przekonać centrum finansowe, szczególnie gdy żyje krótką perspektywą produkcji. Dział Serwisu Olejowego LOTOS Oil zwraca uwagę na zakres oferowanego na rynku monitoringu. W ramach serwisu olejowego każdy oferuje monitoring oleju i najczęściej, kiedy sprawdzimy, co i kiedy jest mierzone, widzimy pomiary kilku podstawowych, niewiele mówiących wartości, jak: lepkość, zawartość wody, temperatura zapłonu − to takie ABC. Powinien on odzwierciedlać najważniejsze problemy smarowania, stan powierzchni, a pomiar tych elementów w oleju to sprawdzian pracy. Analiza oleju dostarcza wiedzy o historii logistyki, manipulacji z olejem nim dotarł do maszyny, a także jak układ jest chroniony w pracy. Obecność krzemu, sodu, potasu, wody w oleju to znaczniki, gdzie i w jakich warunkach przebywał. W przypadku serwisu LOTOS Oil, poza standardowym pakietem gwarancyjnym, dziś coraz częściej istnieje możliwość wykupienia – za dodatkową opłatą – przedłużonej gwarancji. Dzięki temu zwiększamy zakres bezpieczeństwa związany z wykorzystywaniem i użytkowaniem maszyn.
Część działających na rynku serwisantów oferuje podobnie nazywaną usługę, lecz o znacznie ograniczonym zakresie badań. Spotkać się można z ofertami, które ograniczają się do prostych pomiarów podstawowych własności olejów, jak lepkość, temperatura zapłonu, zawartość wody, liczba kwasowa, zasadowa. To stanowczo za mało. W wielu przypadkach wyniki badań olejów, pobranych z maszyn, są zestawiane z olejem świeżym. Oparcie się na takich danych prowadzić może do podejmowania błędnych decyzji co do trybu i częstotliwości wymian oleju. Tylko badanie obejmujące również pomiary specyficznych własności olejów przemysłowych, jak: emulgowanie, pienienie, filtrowanie i pomiary zawartości elementów pochodzących ze smarowanych powierzchni czy pomiary spektrograficzne zawartości pierwiastków do oznaczania ścieru metalicznego w formie cząstek ferromagnetycznych zawartych w oleju zapewnia pełne rozeznanie o bezpieczeństwie smarowania, odpowiada na najczęstsze pytanie mechanika: czy z pracy oleju w maszynie powstaje ścier i w jakiej ilości.
Serwisy olejowe oferują też inni znaczący producenci środków smarnych, przykładem Power Service ORLEN OIL. Podstawowym celem serwisu olejowego jest świadczenie usług bezpośrednio u użytkowników olejów. Na potrzeby realizacji takich zadań, jak zwiększenie niezawodności pracy maszyn i urządzeń, wydłużenie czasu pracy maszyn i urządzeń, obniżenie kosztów eksploatacyjnych związanych z gospodarką smarowniczą oraz optymalizacja zużycia środków smarowych, ORLEN OIL stworzył nową linię produktową o nazwie POWER SERVICE. Usługi POWER SERVICE umożliwiają nabywanie produktów smarowych wraz z obsługą serwisową. Ma to zastosowanie wszędzie tam, gdzie kładzie się duży nacisk na bezpieczeństwo i niezawodność funkcjonowania urządzeń. Najczęściej są to, jak podaje firma: prasy hydrauliczne, wtryskarki, obrabiarki, maszyny budowlane, urządzenia energetyczne. Oczywiście można też liczyć na wsparcie merytoryczne – pracownicy POWER SERVICE udzielają pomocy w praktycznym stosowaniu wyrobów, udzielają porad dotyczących eksploatacji oraz ewentualnej modernizacji istniejących układów smarowania.
Dostawcy środków smarnych w różny sposób pomagają klientom z przemysłu organizować właściwe smarowanie. Przykładem Total, który razem Lubrifiants opracował program TIG XP 5. Pomaga on w organizowaniu systemu smarowania w zakładzie. Uwzględnia wiele różnych parametrów, takich jak elementy wyposażenia, smary, narzędzia i częstotliwość konserwacji. Program zmniejsza złożoność zarządzania utrzymaniem ruchu przez monitorowanie wszystkich operacji za pomocą jednej aplikacji, która obejmuje pełny zakres choćby zarządzania dokumentacją związaną ze smarowaniem. Obecnie nowa gama środków smarnych dla przemysłu oferowanych przez TOTAL powstała z połączenia trzech gam produktów oferowanych pod znakami ELF, FINA i TOTAL.
Dość powszechne jest też wykonywanie ekspertyz środków smarnych przez największych ich producentów. ExxonMobil ma dział Field Engineering Services (FES), która ma uznaną reputację w zakresie ekspertyz technicznych. Program Signum Oil Analysis pomaga monitorować stan środków smarnych (i urządzeń). Pozwala to wykrywać objawy niewłaściwej pracy odpowiednio wcześnie, tak by można było naprawić urządzenie przed wystąpieniem awarii i uniknąć nieplanowanych przestojów.
Serwisy olejowe prowadzi też wiele specjalizujących się w tym firm, jak choćby Ecol. Serwis analityczny środków smarnych oferowany jest dla wszystkich branż przemysłowych. Ecol, wyłączny w Polsce przedstawiciel firmy Oelcheck GmbH (Niemcy), oferuje pakiet usług analitycznych środków smarnych. Jak podaje firma, laboratorium niezależne to ponad 500 tys. próbek w bazie danych, ponad 80 tys. analiz wykonywanych rocznie. Firma zapewnia badania środków smarnych w zakładach − od doradztwa do poboru próbek i dostarczenia ich do laboratorium. Wyniki są opatrzone komentarzem wystawionym przez specjalistów Ecol i Oelcheck. Ecol ma wyposażenie do wykonywania podręcznych testów olejów, takich jak określanie klasy czystości (met. mikroskopowe i automatyczne − liczniki blokadowe i optyczne), określanie zawartości wody w oleju (met. Martechnik), liczba kwasowa, badanie czystości wnętrz instalacji olejowych za pomocą wideoskopu.
Z kolei firma PROFIT świadczy szereg usług związanych z gospodarką przemysłowych środków smarnych, cieczy obróbczych, jak również układów hydraulicznych. Między innymi prowadzenie gospodarki smarowej, w tym: stały nadzór nad systemami napędu, sterowania hydraulicznego, usuwanie awarii, napełnianie, opróżnianie, płukanie instalacji smarnej, a także filtracja oleju do żądanej klasy czystości czy odwadnianie układów olejowych do pożądanej procentowej zawartości wody. Oferuje też analizy olejów i smarów stosowanych w przemyśle, motoryzacji oraz innych dziedzinach. Na przykład typowy zakres analiz dla oleju hydraulicznego to pierwiastki ze zużycia: żelazo, chrom, cyna, aluminium, nikiel, miedź, ołów, molibden, indeks PQ czy dodatki: wapń, magnez, cynk, fosfor, bar, bor. Badane są też zanieczyszczenia: silikon, potas, sód, procentowa zawartość wody oraz stan oleju, w tym: lepkość w 40 i 100°C, wskaźnik lepkości, oksydacja, wygląd, klasa czystości.
Takich usług i serwisów o różnym zakresie jest na naszym rynku wiele. Warto rozejrzeć się i wybrać dogodny, jeśli chodzi o lokalizację czy zakres usług.
Kilka uwag praktyka
Andrzej Dudek z firmy TopOil dzieli się swoimi uwagami i refleksjami wynikającymi z długoletnich kontaktów z praktykami smarownikami. Podkreśla, że nie zawsze zdajemy sobie sprawę, jaka jest rola i miejsce oleju (środka smarowego) w maszynie, silniku. Rzadko kto bierze pod uwagę, że jest to jeden z elementów konstrukcyjnych maszyny. Do tego jest to najsłabszy element konstrukcyjny i jako taki decyduje o trwałości i niezawodności pracy smarowanego urządzenia. Z tego wynikają podstawowe wskazówki dla smarowników.
Podstawowe pytanie, które trzeba sobie postawić, to leczyć czy zapobiegać. Niestety większość smarowników i serwisów działa nadal w formule – leczyć, czyli filtrować olej, a jak to nie pomaga, to go wymieniać. Trzeba tu zwrócić uwagę, że w trakcie filtracji usuwamy zarówno przyczyny źródłowe, takie jak: woda, kurz, pył itp., oraz produkty zużycia maszyny (w większości spowodowane przez przyczyny źródłowe). Znacznie taniej i efektywniej jest zapobiegać przedostawaniu się do oleju przyczyn źródłowych. Taka profilaktyka jest bardzo skuteczna, niewymagająca znacznych nakładów, częstokroć sprowadzająca się do bardzo prostych działań.
Jak mówi Andrzej Dudek, na kursach, które prowadzi jego firma, spotykał się często z zaskakującymi stwierdzeniami, w rodzaju „nie uświadamiałem sobie, że to ma wpływ na jakość oleju, na trwałość i niezawodność pracy maszyny”. Dotyczy to na przykład takich działań, jak przyjmowanie świeżego oleju, jego magazynowanie, typ pojemników na olej, temperatury pracy, system odpowietrzeń itp. Jeszcze innym aspektem jest umiejętność „czytania” i wyciąganie wniosków z analiz oleju prowadzonych w czasie eksploatacji. Niestety, często robimy analizę oleju pobranego z maszyny i pytaniem, na które szukamy odpowiedzi, jest tylko, czy olej nadal nadaje się do eksploatacji, czy też należy go wymienić. Systematyczne analizy oleju w trakcie eksploatacji to kopalnia wiedzy. Zbiór mnóstwa użytecznych informacji o stanie samej maszyny. W praktyce możemy uniknąć wielu nieplanowanych przestojów, reagując z wyprzedzeniem na objawy zużycia lub nieprawidłowej pracy. Nie liczy się też pełnych kosztów, w tym remontów i przestojów. Dlatego też w opinii wielu użytkowników analizy są drogie, więc po co je robić, lepiej wydawać pieniądze (znacznie większe) na remont maszyny. Wszystkie te elementy składają się na dobrze zaprojektowany serwis olejowy, jako jeden z instrumentów utrzymania ruchu, który w znaczny sposób może obniżyć koszty utrzymania ruchu. Niestety, świadomość tego jest jeszcze u nas niewysoka. Trudno się z tym nie zgodzić.
Jak to w życiu
W praktyce służby UR muszą rozwiązywać też wiele konkretnych problemów i nie wszystko można przeprowadzić tak, jak podają to podręczniki − bezproblemowo. Przykładem jest list, który dotarł do naszej redakcji. Jak napisał czytelnik, pracuje w zakładzie, gdzie w ramach inwestycji zostało zakupione kilkadziesiąt pomp. Silniki mają tabliczki podające, jakie smary można stosować (czasem do 6 rodzajów). Niestety, nie było informacji o smarze, który został użyty przez producenta. Czytelnik zwrócił się do nas z pytaniem, czy przy pierwszym dosmarowaniu łożyska należy całkowicie wyczyścić komorę łożyska ze starego smaru. Oczywiście zamierzał stosować smar, który był wymieniony na tabliczce informacyjnej silnika. Zasada postępowania przy dosmarowywaniu to oczywiście zastosowanie takiego samego smaru, jaki znajduje się już w łożysku lub całkowita wymiana smaru (oczywiście na zalecany przez producenta) połączona z dokładnym usunięciem z łożyska starego smaru. Jak się okazało, wszystkie smary (wyspecyfikowane na tabliczce i podane w DTR urządzenia) są oparte na związkach litu bądź specjalnej bazie litu. Problem przedstawiliśmy fachowcom. Andrzej Dudek z firmy TOP OIL potwierdził nasze przekonanie, że nie jest wskazane mieszanie smarów różnych typów. Kluczem jest rodzaj mydeł zastosowanych w smarze: smary (wapniowe, litowe itp.), a dobrą praktyką jest dosmarowywanie tym samym typem smaru. W przedstawionej sytuacji można z dużym prawdopodobieństwem przypuszczać, że zastosowany przez producenta smar jest jednym z podanych w informacji o urządzeniu. Jednak, jeżeli nie wiemy, jaki był zastosowany smar, właściwym postępowaniem jest całkowita wymiana smaru na zalecany. Jak radzić sobie w takich sytuacjach? Pomocą jest rachunek ekonomiczny, czyli policzenie kosztów ewentualnej naprawy łożyska (również ryzyko przestoju), w stosunku do kosztów (czasu) robocizny.
Podsumowując, poza ogólnymi wskazaniami nie da się odpowiedzieć na proste wydawałoby się pytanie, jaki smar, czy szerzej środek smarny zastosować w konkretnej sytuacji. Wskazywanie marek i producentów też się nie sprawdzi, choć produkty tych bardziej znanych można z reguły uważać za lepsze. Warto interesować się rynkiem i sięgać po nowe produkty. Postęp w tym zakresie jest znaczny i trzymanie się nawet sprawdzonych produktów przez lata może nie być najlepszym rozwiązaniem. Choćby w ogłoszonym przez naszą redakcję konkursie „Produkt Roku 2010” w kategorii „Technika smarownicza” nagrodziliśmy między innymi nowoczesny smar do otwartych przekładni zębatych Aliten OG produkcji Lotos Oil – do pracy w ekstremalnych warunkach. Dotychczas do smarowania otwartych przekładni zębatych stosowany był przede wszystkim KZ – półpłynny smar zawierający asfalt przemysłowy.
Autor: Bohdan Szafrański
