Prawidłowo wykonane czyszczenie powinno usunąć wszystkie zanieczyszczenia, które występują na powierzchniach układu. Dotyczy to kurzu, produktów starzenia – żywic i asfaltów, a także innych osadów obejmujących korozję, szlakę spawalniczą oraz elementy zużycia, łącznie z zanieczyszczeniami gromadzącymi się w miejscach instalacji, przez które nie przepływa środek smarny.

W praktyce przemysłowej wykorzystuje się kilka metod czyszczenia.

Czyszczenie chemiczne i płukanie 

Czyszczenie chemiczne rurociągów olejowych pozwala na usuwanie z wewnętrznych powierzchni instalacji zanieczyszczeń w postaci produktów starzenia oleju, zgorzelin hutniczych, produktów korozji atmosferycznej oraz luźnych osadów. Jednocześnie zapewnia ono zabezpieczenie powierzchni przed korozją wtórną.

Do czyszczenia chemicznego wykorzystywane są pompy obiegowe, zbiorniki i filtry (β3 ≥ 200) oraz instalacje pomocnicze. Jeżeli rurociąg bazuje na fragmentach instalacji wykonanych ze stali nierdzewnej lub węglowej, to dodatkowo przeprowadzane są czynności związane z odtłuszczaniem, trawieniem i pasywacją.

Przed rozpoczęciem prac zazwyczaj przyjmuje się zakładane kryterium czystości powierzchni wewnętrznych rurociągów. Na przykład firma Ecol, wykonując czyszczenie chemiczne, bierze pod uwagę klasy czystości BE lub Sa 3 według normy DIN 556928 cz. 4 (brak zanieczyszczeń możliwych do odspojenia, możliwe przebarwienia od procesu pasywacji).

Do płukania po czyszczeniu chemicznym bardzo często wykorzystuje się olej płuczny, który ma niską lepkość – nieprzekraczającą VG 32 cSt. Ważne jest, aby olej cechował się parametrami kompatybilnymi ze środkiem smarnym używanym docelowo. Trzeba pamiętać o zachowaniu warunków przepływu turbulentnego. Można je utrzymać przy prędkości oleju w instalacji mieszczącej się pomiędzy 4 a 6 m/s. W praktyce płukanie można uznać za zakończone wraz z uzyskaniem klasy czystości według NAS 1638:4-5 dla układów hydrauliki siłowej (co odpowiada 13/1014/11 według normy PN-ISO 4406) oraz 56 dla układów smarowania olejowego (co odpowiada 14/1115/12 według normy PN-ISO 4406). Po zakończeniu płukania układ należy opróżnić z oleju płucznego i napełnić instalację olejem eksploatacyjnym.

Czyszczenie hydrodynamiczne

Czyszczenie hydrodynamiczne w porównaniu z czyszczeniem chemicznym ma kilka zalet. Wśród nich należy wymienić: brak substancji chemicznych i utrzymanie ochrony powierzchni wewnętrznych rurociągu w efekcie zachowania naturalnych warstw ochronnych tlenków, a także brak konieczności demontowania poszczególnych elementów układu olejowego. Ponadto eliminowany jest olej płuczny, nie ma potrzeby używania obejść stalowych, a samo płukanie trwa krócej w porównaniu z innymi metodami.

Jak zatem przebiega płukanie hydrodynamiczne? W pierwszej kolejności wykonuje się czyszczenie pod ciśnieniem nieprzekraczającym 1500 barów. Najczęściej do czyszczenia używa się wysokociśnieniowego natrysku wodnego lancami elastycznymi, dzięki czemu dochodzi do odspojenia miękkich osadów, takich jak produkty starzenia oleju, szlamy, żywice, asfalty itp. Ważne jest także usuwanie osadów twardych w postaci szlaki spawalniczej i korozji. Kolejny etap czyszczenia obejmuje suszenie przy użyciu sprężonego i filtrowanego powietrza z dużym przepływem. Następnie przeprowadza się zabezpieczenie antykorozyjne układów i ochronę przed zanieczyszczeniem wszystkich otworów i króćców.

Kolejny etap prac to płukanie instalacji za pomocą oleju z dużym natężeniem przepływu przy użyciu węży obejściowych, rozdzielaczy przepływu oraz agregatów pompująco-filtracyjnych. To właśnie w taki sposób układ olejowy przygotowuje się do płukania przy użyciu docelowego oleju eksploatacyjnego.

Podczas płukania zmienia się temperatury oleju i wymusza się zaburzanie przepływu poprzez różne sekwencje płukanego układu. Należy zwrócić uwagę, aby przy płukaniu prędkość przepływu przez poszczególne fragmenty instalacji wynosiła przynajmniej 3 m/s, zapewniając przepływ turbulentny. Przyjmuje się, że klasa czystości oleju, uwzględniając wszystkie punkty układu zgodnie z normą PN-ISO 4406, powinna wynosić przynajmniej 15/12. Na filtrach kontrolnych umieszczonych w odpowiednio dobranych miejscach nie powinny znajdować się jakiekolwiek cząstki stałe.

Przed uruchomieniem urządzenia przeprowadza się dodatkowe filtrowanie bocznikowe oleju. Jego zadaniem jest usunięcie ewentualnych zanieczyszczeń pomontażowych, które mogły przedostać się do układu. Bocznikowe dofiltrowanie jest z reguły dokonywane podczas rozruchu instalacji.

Zanieczyszczenia olejów

W przypadku silników spalinowych w oleju mogą się znajdować ciała stałe – sadza, koks oraz popiół. Ich obecność jest efektem niecałkowitego spalania paliwa, spalania oleju w częściach silnika o wysokiej temperaturze czy też koksowania. Zanieczyszczenia tego typu bardzo często przedostają się do układu smarnego w efekcie niedokładnego wypłukania nowych urządzeń wymagających smarowania, niewystarczającego uszczelnienia łożysk czy niedostatecznego filtrowania powietrza, które jest przeznaczone do wentylacji skrzyni korbowej. Zdarza się również obecność zanieczyszczenia w postaci paliwa, co zazwyczaj jest efektem niewłaściwego spalania. Jeżeli wymiary zanieczyszczeń stałych przekraczają grubość warstewki oleju, która powstaje podczas smarowania, następuje zwiększenie tarcia pomiędzy współpracującymi częściami. Oprócz tego trzeba się liczyć z porysowaniami i, rzecz jasna, z przedwczesnym zużyciem. 

Zanieczyszczenie produktami utleniania oraz niezupełnego spalania paliw powoduje zmianę własności fizykochemicznych oleju. Produkty utleniania powstające w efekcie starzenia oleju są przyczyną wzrostu jego lepkości. Oprócz tego problemem jest wystąpienie właściwości korozyjnych, powstawanie szlamu oraz ogólnych zanieczyszczeń części smarowanych.

Na ograniczenie poziomu zanieczyszczeń zdecydowanie wpływa prawidłowo przeprowadzony odbiór zużytego oleju oraz dystrybucja nowego środka smarnego. W pierwszej kolejności niezbędne jest więc odebranie zużytego oleju. Do tego celu używa się zlewarek, wysysarek, a także wanien zlewowych i pomp zużytego oleju. Najprostsze zlewarki pozwalają na odprowadzanie zużytego oleju bezpośrednio do beczki za pomocą misy zlewowej. Bardziej zaawansowane modele zlewarek mają własne zbiorniki.

W maszynach o utrudnionym dostępie sprawdzają się wysysarki do oleju. Niektóre modele mają zasilanie pneumatyczne, a dzięki zestawom kołowym są mobilne. Są również dostępne wysysarki z zestawami sond, a zbiorniki mogą być opróżniane pneumatycznie. Interesujące rozwiązanie stanowią także wysysarki ze zbiornikami kontrolnymi. 

W celu szybkiego, a zarazem bezpiecznego odpompowania oleju z urządzenia odprowadzającego warto zastosować pompy zużytego oleju. Dobierając urządzenie, należy zwrócić uwagę na takie parametry, jak ciśnienie zasilania i podawanego oleju oraz maksymalna wydajność.

Zestawy do dystrybucji oleju występują w kilku wersjach, a poszczególne modele różnią się między sobą pojemnością beczki lub pojemnika. Urządzenia tego typu są dostępne jako stacjonarne lub mobilne. Podstawowym elementem zestawów do dystrybucji oleju jest pompa o odpowiednim przełożeniu. Przydatnym rozwiązaniem jest pistolet z przepływomierzem elektronicznym. W dostępnych na rynku zestawach do dystrybucji oleju można zmieniać konfigurację – wąż o różnej długości, inna konstrukcja pistoletu, pompa o innym przełożeniu.

Oczyszczanie i filtrowanie oleju

Wraz z usługą czyszczenia układu olejowego bywa także oferowane oczyszczanie lub filtrowanie oleju. O wybraniu konkretnej metody decyduje przede wszystkim rodzaj usuwanych zanieczyszczeń. 

Jedną z metod jest oczyszczanie elektrostatyczne, pozwalające usunąć zanieczyszczenia bez względu na ich rodzaj i wielkość. Ważna jest przy tym możliwość przechwytywania najmniejszych cząstek, zanieczyszczeń miękkich, a także produktów starzenia oleju oraz wody. Przy oczyszczaniu elektrostatycznym olej przepuszcza się przez komory, na których obecne jest wysokie napięcie. Wykorzystywane jest przy tym działanie prawa Coulomba. Zanieczyszczenia osadzają się w specjalnym kolektorze.

Do usuwania cząstek o wielkości powyżej 5 µm stosuje się technologię jonizowania. Trzeba mieć przy tym na uwadze, że metoda ta nie zapewni usunięcia wody oraz produktów starzenia oleju. Przy jonizowaniu cząstek dochodzi do nabijania zanieczyszczeń do dwóch osobnych komór przy użyciu ładunków „+” i „–”. Następnie cząstki przepływają do trzeciej, wspólnej komory, gdzie dochodzi do ich połączenia i powstania większych cząstek. Te z kolei usuwa się mechanicznie.

Inną metodą jest filtracja magnetyczna. Dzięki niej można skutecznie usunąć zanieczyszczenia metalowe, w technologii tej wykorzystuje się bowiem działanie silnych magnesów odciągających z oleju cząstki zanieczyszczeń.

Z kolei filtracja wirówkowa pozwala usunąć z olejów mniejsze lub lżejsze cząstki stałe oraz produkty starzenia oleju. Należy jednak podkreślić, że masa usuwanych zanieczyszczeń powinna być przynajmniej 4 razy większa od ciężaru właściwego oczyszczanego oleju. Filtracja wirówkowa wykorzystuje działanie siły odśrodkowej.

Warto wspomnieć także o filtracji mechanicznej, która jest wykorzystywana przy usuwaniu cząstek stałych o wielkości mieszczącej się pomiędzy 5 a 10 µm. Jednak filtry mechaniczne nie są w stanie usunąć produktów starzenia oleju i wody. Na skuteczność tego rodzaju filtracji w dużej mierze wpływa poziom przepuszczalności materiału filtracyjnego. Jeżeli do jej przeprowadzenia użyte zostaną filtry o porowatości mniejszej niż 5 µm, trzeba liczyć się z wyładowaniami elektrostatycznymi, a w konsekwencji przyspieszonym procesem degradacji.

Damian Żabicki jest dziennikarzem, redaktorem, autorem zajmującym się tematyką techniczną i przemysłową, a także specjalistą public relations firm z branży technicznej.