Zdefiniowanie normalnych parametrów oleju wymaga zrozumienia, z jakim rodzajem oleju mamy do czynienia, a także poznania sprzętu i warunków, w jakich pracuje.
Często mawiam, że test oleju dla maszyny, jest jak badanie krwi dla człowieka. Większość wyników badań krwi mieści się w normie, a lekarz, widząc wyniki wykraczające poza normę, musi dokonać ich interpretacji w celu określenia leczenia. Czy taki wynik to może być przypadek? Czy zawsze jest tak niski? Kiedy to się zmieniło? Co jeszcze dzieje się z tym pacjentem? Analogicznie, analiza oleju jest wykorzystywana do podejmowania decyzji o leczeniu schorowanych płynów i komponentów. Właściwa ocena stanu technicznego wymaga od operatora wzięcia pod uwagę wielu czynników, tak jak robi to lekarz.
Pierwsze kroki
Szkolenie dla pracowników wykonujących analizę oleju to zazwyczaj próba ognia. Przy odrobinie szczęścia początkujący będzie miał w pobliżu doświadczonych pracowników, którzy nauczą go niuansów dotyczących sprzętu i warunków pracy. Samodzielny początkujący pracownik może zapoznać się z historią sprzętu, przejrzeć wcześniejsze próbki i poszukać trendów związanych z godzinami pracy oleju lub żywotnością danego komponentu. Przegląd ten powinien obejmować wyniki z innych jednostek tego samego modelu, jeśli są dostępne. Oprócz nauki w miejscu pracy, nowicjusze powinni szukać formalnych szkoleń z zakresu analizy oleju, jak również szkoleń specyficznych dla ich branży i sprzętu. Takie szkolenie może dostarczyć szerszej wiedzy na temat kluczowych czynników do monitorowania.
Dobry program analizy oleju zależy od wczesnego zauważenia zmian i od tego, czy zmiany są ważne. Oba te czynniki wymagają od analityka oleju wiedzy na temat tego, co jest uważane za normalne. Chodzi o zrozumienie, czego można się spodziewać w danej sytuacji. W układzie napędowym pojazdu na przykład mechanizmy różnicowe i napędy składają się z wielu współpracujących kół zębatych. Dlatego też normalnym zjawiskiem jest obecność metali powstałych na skutek zużycia tych elementów. Każdy komponent ma charakterystyczny profil analizy płynu. Na przykład profil zużycia jednego silnika wysokoprężnego jest inny niż profil zużycia innego silnika wysokoprężnego. Różnica wynika z tego, że pierwszy silnik pracuje w wyższych temperaturach spalania i przy wyższej temperaturze pracy oleju, co powoduje szybsze jego utlenianie. Jest to jednak normalne dla tego silnika i nie stanowi problemu. Wyniki wyraźnie wykraczające poza normalny zakres mogą być wczesnym wskaźnikiem awarii. Mogą też być normalne dla tego komponentu. Błędna interpretacja normy niesie ze sobą ryzyko. – Z jednej strony, jeśli operacje zostaną przerwane w celu zbadania potencjalnej awarii, może się okazać, że komponent jest w porządku, a czas i pieniądze zostały zmarnowane. Z drugiej strony, jeśli uszkodzony komponent pozostanie w eksploatacji, nieoczekiwana awaria może spowodować katastrofalny czas przestoju – twierdzi Naimesh Vadhwana z Kruger Products L.P. Umiejętność analizy oleju to wiedza, jak wykorzystać charakterystyczne profile oleju i trendy, aby przekształcić wyniki analizy w skuteczne decyzje operacyjne.
Wskazówki analizy oleju
– Stosunek krzemu i aluminium może wskazywać na obecność zanieczyszczeń (w przybliżeniu od 3:1 do 5:1 krzem:aluminium).
– Potas w próbce olejowej silnika może oznaczać zanieczyszczenie płynem chłodzącym.
– Wszelkie drastyczne zmiany pomiędzy interwałami, np. w szybkości zużycia, zanieczyszczenia lub degradacji, zwykle sygnalizują zjawiska odbiegające od normy.
Poznaj swój olej
Istnieją dwa klucze do poznania swojego oleju. Pierwszym z nich jest posiadanie dokładnej próbki referencyjnej, zawierającej wszystkie dodatki. Drugim jest uzyskanie dobrego poziomu odniesienia: to znaczy, wiedza, jakie właściwości powinna mieć próbka przy regularnych przeglądach i normalnym lub akceptowalnym zużyciu. Eager powiedział: „Bez zrozumienia, jak wygląda dobra próbka, trudno jest podjąć decyzję, czy próbka operacyjna zawiera akceptowalne ilości materiału zużywalnego, zanieczyszczenia lub degradacji (patrz „Czy to olej?”).”
Czy to olej?
– To była jedna z ciekawszych sytuacji, z jakimi się spotkałam – powiedziała Emlyn Eager z BC Transit. – Zauważyliśmy zwiększoną ilość sodu w konkretnej próbce. Normalnie w chłodzonym elemencie sód oznaczałby wniknięcie płynu chłodzącego. Ale czasami sód może być również dodatkiem do oleju. Okazało się, że to właśnie to; użyto innego oleju. Ważne jest, aby zwracać uwagę na to, jaki dokładnie olej jest używany i wiedzieć, kiedy nastąpiła zmiana rodzaju oleju, lub jeśli został on uzupełniony innym olejem.
Poznaj swój sprzęt
– Dla mnie czynnikiem krytycznym jest to, że przed rozpoczęciem analizy należy poznać swoje wyposażenie – mówi Eager. – To będzie definiować wszelkie dalsze działania oparte na tym, co czytasz. Jeśli nie wiesz, że dany element jest chłodzony zewnętrznie, możesz źle zinterpretować wyniki wskazujące na wnikanie chłodziwa lub wody. Jeśli nie wiesz, z jakich materiałów zbudowana jest skrzynia biegów, możesz przeoczyć trendy wskazujące nadmierne zużycie. Podobnie należy rozważyć, w jaki sposób zmiany w wyposażeniu, takie jak korekty emisji, nowe parametry pracy lub nowe funkcje, mogą zmienić zawartość oleju (rys. 1). Na przykład nowa chłodnica może zmienić poziom miedzi, a różne silniki Diesla mogą mieć inne profile zanieczyszczeń.
Czy to sprzęt?
– Mniej więcej w 2015 r. w branży ciężkiego sprzętu, w którą jestem zaangażowany, wprowadzono silniki wysokoprężne spełniające normy emisji Tier 4 – powiedział Darren Goll z Canadian Natural (CNRL). – Kiedy po raz pierwszy wprowadzono je do użytku, wyniki naszych próbek wykazały wzrost zawartości miedzi, potasu i sodu oraz wyższe liczby sadzy (rys. 1). Na początku ja (i wszyscy w branży) postrzegaliśmy to jako problem. Szybko jednak zdaliśmy sobie sprawę, że te zmiany są normalne w silniku wysokoprężnym spełniającym normę Tier 4.
Poznaj swój kontekst operacyjny
Na koniec należy spojrzeć poza komponent na szerszy obraz – gdzie i jak pracuje komponent. Pomyśl o tym, co może mieć wpływ na olej: wymagania operacyjne, zanieczyszczenia w obszarze roboczym, a nawet klimat. – Temperatura może mieć czasem dość drastyczny wpływ na stan środka smarnego – mówi Eager. Weźmy pod uwagę próbkę z części, która jest bardzo narażona na działanie czynników atmosferycznych, np. z końcowego napędu ciągnika gąsienicowego. – W takiej próbce można zaobserwować znacznie więcej zanieczyszczeń – mówi Eager. – Dopuszczalny poziom krzemionki lub aluminium byłby zupełnie inny w silniku lub przekładni, gdzie tendencja wskazująca na wnikanie zanieczyszczeń byłaby nieco bardziej niepokojąca. Praktyki konserwacyjne, takie jak okresy między wymianami oleju, również są czynnikiem (patrz „Najlepsze rozwiązania branżowe”). Na przykład wydłużenie okresu pomiędzy wymianami oleju w silniku może zwiększyć zawartość żelaza w oleju. Jednak odczyt zawartości żelaza, który wcześniej sygnalizował nieprawidłowe zużycie, teraz może być normalny ze względu na wydłużenie okresu między wymianami. Wielkość zmiany jest bez znaczenia bez kontekstu operacyjnego. Dla danego elementu zużywającego się, dodatku lub lepkości, zmiana o 1% do 2% może być niepokojąca, ale dla innego czynnika zmiana o 10% do 15% ledwo istotna. Mała zmiana, 10 do 15 ppm, dotycząca zawartości metalu takiego jak ołów, może być niepokojąca, jeśli próbka pochodzi z oleju silnikowego. Większa zmiana, o 50–70 ppm, w zakresie występowania żelaza w tej samej próbce może być nieistotna. To właśnie tutaj zrozumienie specyfiki sprzętu, czynników środowiskowych i operacyjnych staje się kluczowe (patrz „Czy to historia eksploatacji?”).
Czy to historia eksploatacji?
– Na początku mojej pracy jako technik sprzętu ciężkiego miałem za zadanie rozwiązywać problemy z silnikami Diesla w okresie gwarancyjnym, które wykazywały podwyższony poziom miedzi, ołowiu i żelaza. Po przeprowadzeniu dochodzenia szybko dowiedziałem się, że te poziomy były spowodowane wypłukiwaniem miedzianej rurki w chłodnicy oleju silnikowego – powiedział Darren Goll z Canadian Natural (CNRL). – Okazało się, że takie wyniki były obserwowane w przemysłowych silnikach Diesla już po okresie między 2000 a 4000 godzin pracy. Po tym czasie poziomy zmniejszają się do oczekiwanych normalnych wartości. Widzę, że wiele osób nowych w branży wpada w panikę, gdy widzi takie wyniki i rozbiera silniki w poszukiwaniu źródła miedzi, którego nigdy nie znajdzie. Ten przykład ilustruje, że potrzebne są fakty dotyczące komponentu, który reprezentuje próbka: na przykład, czy pochodzi ona z silnika o niewielkiej liczbie przepracowanych godzin, czy z nowej chłodnicy, która została zainstalowana w silniku o dłuższym okresie eksploatacji.
Działaj
Według Darrena Golla z CNRL „Analiza trendów jest najważniejszym aspektem interpretacji wyników analizy oleju (i chłodziwa). Każdy może wymienić oleje przy przeglądzie, ale właściciele zbankrutowaliby z powodu kosztów.” Nowsze formuły olejów i płynów chłodzących są złożone, a szeroko zakrojone badania i rozwój dążą w kierunku stworzenia wysokiej jakości produktów dla potrzeb klientów. Analityk musi jak najbardziej wydłużyć okres pomiędzy wymianami, aby uzyskać maksymalne oszczędności i odnieść korzyści z wydajności tych zaawansowanych płynów. Producenci lub sprzedawcy mogą dostarczyć pewnych wskazówek, kiedy należy podjąć działania, ale Eager podkreśla, że są to tylko wskazówki. – Aby dowiedzieć się, co jest dopuszczalne, należy rozpocząć pobieranie próbek i ustalić, co jest normalne dla danej operacji. Zbudowanie linii bazowej jest ważne dla zrozumienia, jaka jest dopuszczalna zmiana w czasie – powiedział.
Najlepsze rozwiązania branżowe
– Poświęć czas na opracowanie solidnej linii bazowej (więcej niż kilka próbek) dla każdego programu próbkowania.
– Skonsultuj się z producentami i dilerami w celu uzyskania wskazówek dotyczących linii bazowych – ale nie podążaj za nimi ślepo.
– Naucz się wykonywać i stosuj analizę trendów.
– Poznaj swój olej. Uzyskaj dobrą próbkę referencyjną (nieużywaną próbkę dokładnie takiego samego oleju, jaki jest używany podczas pracy).
– Poznaj szczegółowo swój sprzęt. Jeśli to możliwe, weź udział w formalnym szkoleniu.
– Uwzględnij sposób obsługi i konserwacji – oraz zmiany w tych czynnościach.
