Smary syntetyczne

Syntetyki stanowią logiczny wybór środka smarnego dla całego szeregu zastosowań, włączając sytuacje, gdy:

• Następuje awaria sprzętu lub przedłuża się czas postoju.
• Powodem kłopotów jest nieskuteczny środek smarny lub stosowane praktyki.
• Wymogi danej aplikacji przekraczają możliwości smarów produkowanych na bazie mineralnej.
• Występują wysokie lub niskie (–240 do +260oC) temperatury.

 Sztucznie wytwarzane smary syntetyczne zmniejszają zużywanie się elementów roboczych dzięki obecności bardziej wytrzymałej warstwy smarnej w strefie obciążeń łożysk, kół zębatych, sprężarek, uszczelnień wałów, pomp próżniowych i przeponowych oraz układów hydraulicznych. Wynikiem tego jest prostsza konserwacja, mniejsze zużycie części zamiennych oraz oszczędności zużycia energii. Smary syntetyczne zapewniają także dużą trwałość użytkową urządzeń, ponieważ ich zwiększona stabilność termiczna i odporność na utlenianie ograniczają powstawanie złogów, korozji oraz osadów.

Podstawową wadą smarów syntetycznych jest koszt zawiązany z zakupem, przewyższający zazwyczaj trzykrotnie cenę produktów opartych na bazie mineralnej. Jednak początkowa cena, stanowiąca niejako stawkę ubezpieczeniową, jest zazwyczaj odzyskiwana w całym okresie użytkowania wyrobu, który jest w przybliżeniu trzykrotnie dłuższy, niż w wypadku wyrobów tradycyjnych.

Biorąc pod uwagę wydatki początkowe zastosowanie syntetyków w systemach, gdzie występują nieszczelności lub zanieczyszczenia wydaje się wyborem mało praktycznym.

Zestawienia prezentowane na poniższych stronach służą jako przewodnik przy dokonywaniu wyboru i stosowaniu syntetycznych olejów do przekładni zębatych, łożysk, układów hydraulicznych oraz sprężarek, a także trzech rodzajów stałych smarów hipoidalnych, odpornych na wysoką temperaturę. Zestawienie, które jest aktualizowane co 3 lata, opiera się na informacjach przekazanych przez 79 firm, które odpowiedzia ły na pisemną ankietę magazynu PLANT ENGINEERING.

Produkty przedstawione w wykazie zostały zaklasyfikowane do różnych kategorii pod względem lepkości. Jednak przy wyborze i stosowaniu smarów syntetycznych należy brać pod uwagę szereg innych parametrów o istotnym znaczeniu. Czynniki te obejmują: temperaturę krzepnięcia i zapłonu, odporność na emulgowanie, smarowność, zabezpieczenie przed korozją, stabilność termiczn ą oraz odporność na utlenianie, właściwości przeciwdziałające zużyciu elementów roboczych, zgodność z uszczelkami i farbami, jak również spełnianie wymogów badań i standardów.

Fakt, że produkty są przedstawione w jednej kategorii, nie musi oznaczać ich wzajemnej zamienności lub zgodności. Zamienność i zgodność zależą od szeregu powiązanych czynników, każde zastosowanie zaś wymaga dokonania osobnej analizy.

 Wybór

Odpowiednio dobrany produkt syntetyczny spełnia te same podstawowe funkcje związane ze smarowaniem co oleje mineralne. Jednakże syntetyczne środki smarne mogą być sporządzane w sposób zapewniający kombinację właściwości spełniających wymogi konkretnego zastosowania, co nie jest zawsze możliwe w przypadku produktów naftowych.

Charakterystyka pracy smarów syntetycznych stanowi pochodną właściwości fizyko-chemicznych płynu wyjściowego, a także efektów działania dodatków wprowadzonych do wyrobu końcowego. Właściwości fizyko-chemiczne obejmują: zachowanie lepkości pod działaniem temperatury, płynność w niskiej temperaturze, lotność, zgodność z farbami oraz elastomerami, zdolność do rozpuszczania dodatków chemicznych, a także odporność na hydrolizę. Dodatki wprowadza się w celu oddziaływania, w mniejszym lub większym stopniu na takie parametry, jak odporność na utlenianie, zdolność do przenoszenia obciążeń oraz zabezpieczenie przed korozją.

Tabela (poniżej) przedstawia charakterystykę pracy siedmiu rodzajów smarów syntetycznych oraz mineralnego oleju parafinowego.

Rodzaje Istnieje cały szereg głównych klas smarów syntetycznych.

• Węglowodory syntetyzowane, jak np. polialfaolefiny oraz alkilowane benzeny stanowią grupę spotykaną najczęściej. Produkty te zapewniają charakterystykę roboczą najbliższą olejom mineralnym i są z nimi zgodne. Wykorzystuje się je jako oleje silnikowe i turbinowe, ciecze hydrauliczne, oleje obiegowe w przekładniach zębatych i łożyskach oraz oleje stosowane w sprężarkach.
• Estry organiczne, np. typu kwasu dwuzasadowego oraz estrów poliolowych, przyjmują łatwo dodatki, które zwiększają ich możliwości zastosowania w gotowym produkcie, jako np. olejów silnikowych lub olejów stosowanych do sprężarek.
• Estry fosforanowe nadają się doskonale do zastosowań dotyczących ochrony przeciwpożarowej. Zapewniają także doskonałą odporność na zużycie oraz korozję, a także uchodzą za ulegające szybkiej biodegradacji.
• Poliglikole stosuje się do smarowania skrzyń zębatych, łożysk oraz sprężarek obsługujących gazy węglowodorowe. Zapewniają doskonałą odporność na zużycie w wysokich temperaturach, jak również dobrą ochronę przed korozją.
• Silikony są chemicznie obojętne, nietrujące, ognioodporne oraz niezwilżalne wodą. Wykazują niską temperaturę krzepnięcia oraz lotność, dobrą płynność w niskich temperaturach, a także dobrą stabilność termiczną i odporność na utlenianie w bardzo niskich temperaturach.

Należy zawsze pamiętać o tym, że poszczególne syntetyki różnią się między sobą w takim samym stopniu, w jakim są odmienne od środków smarnych stanowiących przetwory naftowe. Ich charakterystyka pracy oraz przydatność do określonych zastosowań zależą od jakości syntetycznych substancji bazowych oraz zestawu dodatków.

Najlepszym podejściem, zapewniającym wybór produktu odpowiedniego do danego zastosowania, jest konsultacja z producentem na wczesnym etapie procesu wyboru.

Autor: Joseph L. Foszcz, redaktor magazynu Plant Engineering