Η χρήση των αναλύσεων λαδιού

Η παρακολούθηση της κατάστασης του κινητήρα με ανάλυση λαδιού βοηθά τους χρήστες να πετύχουν την καλύτερη δυνατή απόδοση του εξοπλισμού τους και του λιπαντικού που χρησιμοποιούν. Αυτό αποτελεί ένα μόνο μέρος ενός πλήρους προγράμματος προληπτικής συντήρησης.

Η Lubrication Engineers Inc. διενεργεί αναλύσεις δειγμάτων λαδιού σαν ένα μόνο μέρος των παρεχομένων υπηρεσιών προς τους πελάτες της για προληπτική συντήρηση. Το πρόγραμμα φασματογραφικών αναλύσεων LEAP της Lubrication Engineers υποστηρίζεται από ένα από τα μεγαλύτερα χημικά εργαστήρια των Ηνωμένων Πολιτειών.

Η LE ενδιαφέρεται πάντοτε για τη διενέργεια ερευνών και απάντησης κάθε ερώτησης, σχετικά με την ποιότητα ή την απόδοση κάθε προϊόντος που παράγει. Όταν και εάν τίθεται κάποια ερώτηση από ένα πελάτη , κάνουμε ότι είναι δυνατόν αυτή να απαντηθεί γρήγορα, άσχετα από τον χρόνο που έχει χρησιμοποιηθεί το λάδι. Ελέγχοντας την κατάσταση του λαδιού, η LE μπορεί να κάνει προτάσεις που θα βοηθήσουν στη διόρθωση κάθε μηχανικού προβλήματος ή των συνθηκών λειτουργίας και περιβάλλοντος που έχουν επίδραση στο λάδι. Υπάρχουν δύο γενικοί τύποι αναλύσεων που χρησιμοποιούνται στο πρόγραμμα LEAP – η φασματογραφική ανάλυση και η λεγόμενη «υγρή ανάλυση».


ΦΑΣΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Η περιοδική φασματογραφική ανάλυση είναι ένα εργαλείο που βοηθά στην επιμήκυνση του χρόνου αλλαγής του λαδιού. Κάθε κινητήρας, κιβώτιο ταχυτήτων ή σύστημα κυκλοφορίας λαδιού είναι μοναδικό όσον αφορά την κατασκευή του, τη λειτουργία του και την επιρροή που αυτό έχει στο λάδι που χρησιμοποιείται. Για να επιτευχθεί η maximum διάρκεια ζωής κάθε κομματιού εξοπλισμού, το λάδι θα πρέπει να αναλύεται, περιοδικά, για να επιβεβαιώνεται ο βαθμός διάβρωσης και μόλυνσής του. Η ανάλυση μας λέει, πότε τα πρόσθετα του λαδιού έχουν εξαντληθεί ή πότε οι παράγοντες μόλυνσης έχουν φθάσει σε τέτοιο επίπεδο που δεν επιτρέπουν στο λάδι να λειτουργεί σύμφωνα με τις προσδοκίες μας. Με τη συνεχή αύξηση του κόστους των λιπαντικών, των εργατικών αλλά και του ίδιου του μηχανολογικού εξοπλισμού η σωστή, ασφαλής και επί μακρόν χρήση του λιπαντικού είναι σήμερα περισσότερο σημαντική από ποτέ.

Η περιοδική φασματογραφική ανάλυση των συγκεντρωθέντων μεταλλικών σωματιδίων στο λάδι, δείχνει στο χρήστη πολλά, σχετικά με την κατάσταση του εξοπλισμού του, και τον προειδοποιεί για προβλήματα που πιθανόν να ανακύψουν σε σύντομο διάστημα, επιτρέποντάς του έτσι, τον προγραμματισμό επεμβάσεων σε πιο βολικό και προγραμματισμένο γι’ αυτόν χρόνο. Τυπικά, οι αναλύσεις δειγμάτων λαδιού μπορούν να εντοπίσουν τη φθορά διαφόρων μερών του κινητήρα, τη μείωση ζωής των ρουλεμάν, τον εντοπισμό κολλημένων βαλβίδων, τον ελλιπή καθαρισμό αέρος, διαρροές από το σύστημα ψύξης, εσφαλμένο χρονισμό, λανθασμένο και ανακριβή ψεκασμό και πολλές άλλες λιγότερο σημαντικές βλάβες.

Η βασική ένδειξη για την κατάσταση του λαδιού μέσα σε ένα μηχάνημα είναι η ποσότητα και το επίπεδο των μεταλλικών σωματιδίων που αιωρούνται σ’ αυτό. Μερικά από τα σωματίδια που εντοπίζονται από το φασματογράφο είναι μέταλλα φθοράς, σωματίδια μόλυνσης από τον αέρα (το περιβάλλον), καθώς και αυτά που υποδεικνύουν διαρροή του αντιψυκτικού. Για να γίνει σωστός συσχετισμός των μεταλλικών σωματιδίων, που βρίσκονται μέσα στο λάδι, πρέπει πρώτα να γίνει ανάλυση για τον εντοπισμό του ακριβούς αριθμού και επιπέδου προσθέτων σε δείγμα νέου λαδιού. Τα περισσότερα προγράμματα περιοδικών αναλύσεων λαδιού περιλαμβάνουν τρία βασικά μέρη:

  1. Έλεγχος των φυσικών ιδιοτήτων του λαδιού,
  2. Καθορισμός των συγκεντρωμένων μεταλλικών σωματιδίων με φασματογράφο, και
  3. Επεξήγηση των πληροφοριών.

Μερικά προγράμματα αναλύσεων μπορούν επίσης, να χρησιμοποιήσουν την τεχνική του φερρογράφου, όπου το μέγεθος της φθοράς λαμβάνεται από το δείγμα και αναλύεται σε σχέση με το μέγεθος, το σχήμα, τον αριθμό κλπ. Η πληροφόρηση αυτή χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της φθοράς των μετάλλων και δίνει ένδειξη για την έναρξη διαδικασίας που θα οδηγήσει σε σημαντικές φθορές.

Α. Ο ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ:

ΣΥΝΟΛΟ ΣΤΕΡΕΩΝ: Το test αυτό δείχνει, εάν το λάδι και τα φίλτρα αέρα λειτουργούν σωστά, εάν το λάδι έχει αρχίσει να δημιουργεί λάσπη και να προκαλεί επικαθίσεις ή εάν υπάρχει μόλυνση από σκόνη, άμμο κλπ. Όταν αφορά κινητήρα το test αυτό υποδεικνύει και την ύπαρξη καπνισμού σ’ αυτόν.

ΝΕΡΟ: Η παρουσία νερού σε κάποιο κύκλωμα είναι βεβαίως αφύσικη και ανεπιθύμητη. Υψηλή περιεκτικότητα σε νερό υποδεικνύει υγροποίηση, διαρροή αντιψυκτικού ή μόλυνση από κάποιο εξωτερικό παράγοντα. Υπάρχουν άλλες μέθοδοι ελέγχου που μπορούν να μας υποδείξουν ποια από τις παραπάνω είναι η πιθανή αιτία.

ΙΞΩΔΕΣ: Αυτός είναι ένας τρόπος μέτρησης του επιπέδου οξείδωσης ή μόλυνσης του λιπαντικού. Τη στιγμή που τα περισσότερα λάδια οξειδώνονται, έχουν την τάση να αυξάνουν το ιξώδες τους, καθώς και μερικοί σταθεροποιητές ιξώδους έχουν την τάση να «αποκόπτονται» με τη χρήση του λαδιού, κάτι που έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση του ιξώδους.

«ΒΑΘΜΟΣΟΥΔΕΤΕΡΟΤΗΤΑΣ» – (ΝΕUTRALIZATION NUMBER) :

ΤΑΝ (TOTAL ACID NUMBER): Τα λιπαντικά μπορούν να δημιουργήσουν την αποσύνθεση προϊόντων που περιέχονται σ’ αυτά και την περιεκτικότητα σε οξέα, κάτι που εντοπίζεται με αυτό το test. Αυτός είναι ένας τρόπος μέτρησης του βαθμού αποσύνθεσης, και τυχόν υψηλό αποτέλεσμα υποδεικνύει την πιθανότητα διάβρωσης του μετάλλου.

TBN (TOTAL BASE NUMBER): Η μέθοδος μέτρησης της διαθέσιμης αλκαλικότητας ενός λιπαντικού. Μία χαμηλή τιμή συνήθως υποδεικνύει ότι το πακέτο προσθέτων έχει εξαντληθεί και ότι τα χαρακτηριστικά διαλυτότητας του λαδιού έχουν μειωθεί.

FUEL DILUTION (AΡΑΙΩΣΗ ΛΟΓΩ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ): Αφορά εφαρμογές κινητήρων και πρόκειται για τη μέθοδο μέτρησης της ποσότητας άκαυστου καυσίμου που περιέχεται στο λιπαντικό. Αυτό υποδεικνύει προβλήματα του κυκλώματος καυσίμου, των μπέκ , του καρμπυρατέρ, της αντλίας καυσίμων.

Β. ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΦΑΣΜΑΤΟΓΡΑΦΟ:

Αυτή η μέθοδος ελέγχου περιλαμβάνει την αναζήτηση έως και 16 διαφορετικών στοιχείων και το επίπεδό τους σε «μέρη ανά εκατομμύριο» (parts per million – ppm) που περιέχονται μέσα στο λάδι. Τα στοιχεία αυτά μπορούν να χωρισθούν στις παρακάτω κατηγορίες :

METAΛΛΑ ΦΘΟΡΑΣ: Περιλαμβάνουν : Σίδηρο (Fe), Mόλυβδο (Pb) Xαλκό (Cu) , Χρώμιο (Cr), Μολυβδαίνιο (Mo) , Αλουμίνιο (Αl), Νικέλιο (Ni) , Άργυρο (Ag), και Κασσίτερο (Sn). Τα στοιχεία αυτά αντιπροσωπεύουν τη μεταλλουργία των μερών κάθε εξοπλισμού. Η προοδευτική αύξηση του επιπέδου των στοιχείων υποδεικνύει την προοδευτική εξέλιξη της φθοράς. Παρ’ όλα αυτά, η επιτάχυνση του ρυθμού αύξησης των επιπέδων των στοιχείων είναι ένδειξη συναγερμού για την επικείμενη φθορά του συγκεκριμένου μέρους του εξοπλισμού.

ΠΥΡΙΤΙΟ (Si – Silica ): Η άμμος, η βρώμα, η σκόνη ή παρεμφερής τύπος διαβρωτικού συνήθως αποτυπώνεται στις αναλύσεις ως «πυρίτιο». Η αύξηση του επιπέδου υποδεικνύει συχνά την ανάγκη αντικατάστασης των φίλτρων αέρος. Σαν σιλικόνη (silicon) υπάρχει πιθανότητα να πρόκειται και για πρόσθετο λαδιού.

ΒΟΡΟΝ (Β) , ΝΑΤΡΙΟ (Να), και ΚΑΛΛΙΟ (Κ): Τα στοιχεία αυτά περιέχονται στο πακέτο προσθέτων των περισσότερων αντιψυκτικών υγρών. Η παρουσία τους δεικνύει διαρροή αντιψυκτικού στο λάδι και εξακολουθεί να υφίσταται ακόμη και αν το νερό του αντιψυκτικού έχει εξατμισθεί . Το βόρον μπορεί, επίσης, να είναι και πρόσθετο λαδιού.

ΦΩΣΦΟΡΟΣ (P), ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΣ (Ζn), ΑΣΒΕΣΤΙΟ (Ca), ΒΑΡΙΟ (Βα), ΜΑΓΝΗΣΙΟ (Mg): Τα στοιχεία αυτά υπάρχουν στα πακέτα προσθέτων των περισσότερων λιπαντικών και το επίπεδό τους μπορεί και να υποδεικνύει τον τύπο της φόρμουλας που χρησιμοποιείται. Ο φώσφορος και ο ψευδάργυρος είναι μέρος των προσθέτων ενάντια στη φθορά, ενώ το αλουμίνιο, το βάριο και το μαγνήσιο είναι συνήθως πρόσθετα καθαρισμού και διαλυτότητας. Σημαντική μείωση του επιπέδου αυτών των προσθέτων μπορεί να σημαίνει, ότι δεν βρίσκονται πλέον σε αρκετή ποσότητα για να φέρουν σε πέρας το έργο τους. Η αλλαγή λαδιού ή το συμπλήρωμα φρέσκου λαδιού μπορεί να είναι απαραίτητα για την επαναφορά τους στο βασικό επίπεδο.

Γ. Η ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ:

Είναι μάλλον ο πιο σημαντικός τομέας ενός προγράμματος ανάλυσης λαδιού. Μόνο ένας τεχνικός ή ο συγκεκριμένος χημικός που διενεργεί τα tests μπορεί πραγματικά να εκτιμήσει τα αποτελέσματά του. Και αυτό, γιατί αυτός γνωρίζει καλά τον εξοπλισμό του εργαστηρίου του και την ακρίβειά του. Τέτοιου είδους τεχνικοί μπορούν, συνήθως να εντοπίσουν με ακρίβεια συγκεκριμένα προβλήματα, χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες. Αυτό απαιτεί χρόνια εμπειρίας σε αναλύσεις δειγμάτων λαδιού από παρεμφερή εξοπλισμό και καταστάσεις. Η σωστή τήρηση της διαδικασίας λήψης του δείγματος, η σωστή χρήση ετικετών για το διαχωρισμό των δειγμάτων και η, σε ίδια διαστήματα λήψη δειγμάτων είναι ιδιαίτερα σημαντικοί παράγοντες για την εξαγωγή ολοκληρωμένων αποτελεσμάτων.

Αρκετά εργαστήρια στις Ηνωμένες Πολιτείες αλλά και στις υπόλοιπες χώρες είναι έτσι οργανωμένα, ώστε να διενεργούν μόνο αναλύσεις δειγμάτων χρησιμοποιημένου λαδιού. Οι αναλύσεις αυτές μπορεί να γίνονται εφ’ άπαξ ή σαν ένα μέρος ενός εξελιγμένου προγράμματος προληπτικής συντήρησης. Τα αποτελέσματα μπορούν να είναι διαθέσιμα σύντομα και με σχετικά λογικό κόστος. Τέτοιου είδους εργαστήρια μπορούν να προσφέρουν γρήγορες αναλύσεις και ερμηνεία τους. Πολλές εταιρείες (συμπεριλαμβανομένων των εταιρειών που είναι πελάτες της LE) ενδιαφέρονται βασικά για φασματογραφικές αναλύσεις ρουτίνας. Το πρόγραμμα αναλύσεων της LE, τα εργαστήρια της οποίας θεωρούνται από τα καλύτερα ανεξάρτητα εργαστήρια στον κόσμο, καταχωρείται ενημερωτικά στο συγκεκριμένο έντυπο.

Όπως αναφέρθηκε και προηγούμενα και φαίνεται σ’ αυτό το έντυπο, η συγκέντρωση στοιχείων σε ppm που εξάγεται από τις φασματογραφικές αναλύσεις αναφέρεται κατά κατηγορία σαν μέταλλα προσθέτων , μέταλλα μόλυνσης και μέταλλα φθοράς.

Στο έντυπο φαίνεται επίσης, και ο χώρος για τη διάγνωση, όπου το εργαστήριο ή ο τεχνικός αναφέρει τα συμπεράσματά του και τα σχολιάζει. Το μέρος της στατιστικής πληροφόρησης, το οποίο στέλνεται από τον πελάτη μαζί με το δείγμα εμφανίζεται στο επάνω μέρος της φόρμας.

Η κατάσταση ενός χρησιμοποιημένου λαδιού είναι ένδειξη για τις συνθήκες λειτουργίας ενός μηχανήματος.

Συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών περιβάλλοντος, υψηλής υγρασίας, σκονισμένου περιβάλλοντος και παρουσίας διαβρωτικών σωματιδίων σ’ αυτό κλπ., έχουν συγκεκριμένη σημασία. Μετά τον καθορισμό της κατάστασης του λαδιού, ο πελάτης μπορεί να θέσει συγκεκριμένα χρονικά όρια για τη ζωή του λαδιού ή για την τροποποίηση των συνθηκών λειτουργίας αλλά και των περιόδων συντήρησης του εξοπλισμού του.


ΥΓΡΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (WET ANALYSIS)

Υπάρχουν πάρα πολλές παράμετροι που μας επιτρέπουν την καθιέρωση ορίων, που μπορούν να έχουν εφαρμογή σε κάθε είδος λαδιού και εξοπλισμού. Με πλήρη όμως και περιεκτικό έλεγχο μπορούμε να έχουμε σημαντικότατη πληροφόρηση, σχετικά με την κατάσταση του λαδιού. Μία σειρά από tests των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του λαδιού (που ονομάζεται «υγρή ανάλυση») θα μας δείξει :

  1. εάν το ιξώδες του λαδιού βρίσκεται μέσα στα αποδεκτά όρια,
  2. εάν το λάδι έχει οξειδωθεί ή έχει αρχίσει να αποσυντίθεται κατά οποιονδήποτε τρόπο,
  3. εάν το πακέτο των προσθέτων εξακολουθεί να είναι αποτελεσματικό,
  4. τα επίπεδα κάποιου συγκεκριμένου υλικού (στοιχείου), και
  5. εάν ή όχι το λάδι έχει μολυνθεί από «υποπροϊόντα» της καύσης, νερό, καύσιμο, αντιψυκτικό κλπ.

Η LE προβαίνει σε πλήρεις αναλύσεις, στις περιπτώσεις μηχανικών προβλημάτων, η μετά από αίτηση του πελάτη, με σκοπό τον καλύτερο δυνατό εντοπισμό της αιτίας που τα δημιούργησε και ειδικότερα, εάν αυτά έχουν σχέση με τη λίπανση. Μια τέτοιου είδους περιεκτική, χρονοβόρα και ακριβή διαδικασία απαιτεί για να γίνει, πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τη συνηθισμένη περιοδική ανάλυση, που χρησιμοποιείται στα τυποποιημένα προγράμματα προληπτικής συντήρησης. Είναι δε αξιοσημείωτο, ότι ενώ η φασματογραφική ανάλυση χρειάζεται μόνο 120 περίπου γραμμάρια λαδιού η «υγρή ανάλυση» χρειάζεται το λιγότερο 1 λίτρο λαδιού.

Με βάση όλες τις σχετικές παραμέτρους, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τα παρακάτω όρια σαν ένα πάρα πολύ γενικό οδηγό για αλλαγές λαδιού.

  1. Αλλαγή ιξώδους από 10-12% (αύξηση ή μείωση)
  2. Βαθμός ουδετερότητας – ΤΑΝ 6,5 ή λιγότερο ή αύξηση κατά 1,0 ΤΒΝ χαμηλότερο του 2,0 δεικνύει ότι η προστασία των προσθέτων είναι χαμηλή
  3. 0,5% μεταβολή της περιεκτικότητας σε κορεσμένους υδρογονάνθρακες (σύνολο ανθρακούχων σωματιδίων, μετάλλων [με μαγνητική μέθοδο], κλπ)
  4. 0,25% μεταβολή της ένδειξης σε μεθυλοβενζόλιο (η διαφορά μεταξύ της περιεκτικότητας σε κορεσμένους υδρογονάνθρακες και της ένδειξης σε μεθυλοβενζόλιο υποδεικνύει οξείδωση του λαδιού, λάσπη, επικαθίσεις, καπνισμό κλπ.)
  5. Ένα 3,0% της ένδειξης αραίωσης του καυσίμου (fuel dilution)
  6. Ένδειξη περιεκτικότητας νερού σε ποσοστό 1% είναι ένδειξη για αυξημένη προσοχή – περιεκτικότητα νερού σε ποσοστό 2% επιβάλει αλλαγή.

Όταν χρησιμοποιούμε τις παραπάνω γενικές κατευθύνσεις θα πρέπει πάντοτε να έχουμε κατά νου ότι:

  1. Ο βαθμός ουδετερότητας (NEUTRALIZATION), από μόνος του, δεν έχει πρακτική αξία. Σωστή ερμηνεία μπορεί να επιτευχθεί μόνο με ταυτόχρονη αξιολόγηση των υπολοίπων αποτελεσμάτων και έχοντας κατά νου τις υπόλοιπες παραμέτρους, σχετικά με τις συνθήκες λειτουργίας και τις συνθήκες περιβάλλοντος που συνοδεύουν ή αφορούν το δείγμα.
  2. Τα ίχνη των μετάλλων (η μαγνητική μέθοδος) έχουν βέβαια σημασία – αλλά η ακριβής μέτρηση της περιεκτικότητας απαιτεί μεγαλύτερη έρευνα.
  3. Ακόμη και ίχνος γλυκόλης απαιτεί μεγαλύτερη έρευνα – μία μετρήσιμη ποσότητα ουσιαστικά σημαίνει άμεση ανάγκη ελέγχου του κινητήρα. Στη φασματογραφική ανάλυση η περιεκτικότητα σε νάτριο, κάλλιο ή βόρον και η ένδειξη ποσότητας μεγαλύτερης της κανονικής πρέπει να σημαίνει ύπαρξη γλυκόλης (διαρροή αντιψυκτικού).

Η φασματογραφική ανάλυση μας αποκαλύπτει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση ενός κινητήρα, αλλά σημαντικά λιγότερες, σχετικά με την κατάσταση του λαδιού, απ’ ότι η φυσικοχημική ανάλυση («υγρή ανάλυση»). Όμως, αφ’ ενός, λόγω του χαμηλού οικονομικού κόστους και αφετέρου της σημαντικής χρονικής διαφοράς διενέργειας της μίας από την άλλη οι χρήστες θα πρέπει να χρησιμοποιούν τη φασματογραφική ανάλυση ως μέρος ενός προγράμματος προληπτικής συντήρησης.