Badanie klasy czystości oleju, klasyfikacja oraz metody pomiaru zanieczyszczeń

Czy wiesz, że zanieczyszczenia mechaniczne w oleju to najbardziej destrukcyjny czynnik dla żywotności urządzeń? Jeżeli wziąć pod uwagę przyczyny występowania zużycia smarowanych elementów w urządzeniach, aż 82% tych procesów jest związanych z występowaniem w oleju zanieczyszczeń mechanicznych.

klasa czystości oleju a niezawodność urządzeń

Czy wiesz, że zanieczyszczenia mechaniczne w oleju to najbardziej destrukcyjny czynnik dla żywotności urządzeń? Jeżeli wziąć pod uwagę przyczyny występowania zużycia smarowanych elementów w urządzeniach, aż 82% tych procesów jest związanych z występowaniem w oleju zanieczyszczeń mechanicznych.


pogorszenie czystości oleju

Pogorszenie czystości oleju o jedną klasę oznacza podwojenie ilości zanieczyszczeń w próbce dla danego przedziału. Poziom zanieczyszczenia powinien mieścić się w wymaganiach przedstawianych przez producentów urządzeń. Należy również pamiętać, że im wyższe ciśnienie, obroty oraz mniejsze luzy technologiczne, tym klasa czystości powinna być lepsza.
Szacuje się, iż poprawiając czystość oleju tylko o jedną klasę, należy oczekiwać wydłużenia bezawaryjnego czasu pracy, jak przedstawiono poniżej:

  • dla układów hydraulicznych: 30%,
  • dla przekładni: 10%,
  • dla urządzeń wirujących: 20%,
  • dla silników Diesla: 30%,
  • dla sprężarek: 30%,
  • dla elementów tocznych łożysk: 20%.

I odwrotnie – pogorszenie klasy czystości powoduje obniżenie żywotności!

Wynik badania klasy czystości prezentuje kod liczbowy uzależniony od zastosowanego standardu. Najczęściej stosowane standardy (normy techniczne) definiujące klasę czystości oleju to:
ISO 4406, NAS 1638, SAE AS 4059.

system kodowania NAS 1638 (National Aerospace Standard)

System kodowania NAS 1638 został opracowany w 1964 roku w celu zdefiniowania klasy zanieczyszczeń dla płynów stosowanych w statkach powietrznych. Ze względu na brak alternatyw w tamtym czasie, stosowanie tego standardu rozszerzono także na przemysłowe systemy hydrauliczne.

System kodowania określa maksymalne dozwolone ilości cząstek w 100 ml objętości w różnych przedziałach wielkości (zliczanie różnicowe). Chociaż w standardzie nie podano wskazówek dotyczących przedstawiania wyniku, na ogół podawany jest pojedynczy kod – odpowiada on najwyższemu poziomowi zanotowanemu dla wszystkich przedziałów rozmiarów cząstek.

system kodowania ISO 4406

Opracowany przez International Standards Organisation (ISO) system kodowania wg ISO 4406:1999 jest obecnie najbardziej preferowaną metodą klasyfikacji zanieczyszczeń. Kod liczbowy dla poszczególnych poziomów zanieczyszczeń składa się z trzech liczb, które umożliwiają określenie wymiaru i rozkładu wielkości cząstek w następujący sposób:

Dla automatycznych liczników cząstek: 18/16/13

  • Pierwsza liczba – liczba cząstek większych lub równych 4 μm w 1 ml cieczy.
  • Druga liczba – liczba cząstek większych lub równych 6 μm w 1 ml cieczy.
  • Trzecia liczba – liczba cząstek większych lub równych 14 μm w 1 ml cieczy.
  •  
    Dla badań mikroskopowych: -/16/13

  • Pierwsza liczba – nie określa się.
  • Druga liczba – liczba cząstek większych lub równych 5 μm w 1 ml cieczy.
  • Trzecia liczba – liczba cząstek większych lub równych 15 μm w 1 ml cieczy.

18/16/13

  • 18 – w 1 ml 1300-2500 cząstek ≥ 4μm
  • 16 – w 1 ml 320-640 cząstek ≥ 6μm
  • 13 – w 1 ml 40-80 cząstek ≥ 14μm

  • -/16/13

  • 16 – w 1 ml 320-640 cząstek ≥ 5μm
  • 13 – w 1 ml 40-80 cząstek ≥ 15μm

  • system kodowania SAE AS 4059

    Standard SAE AS 4059 jest rozwinięciem standardu NAS 1638 i określa poziom czystości za pomocą kodu alfanumerycznego. Zastosowano przedziały rozmiarów cząstek oznaczone literami od A do F oraz przedziały ilości cząstek w zakresie od 000 do 12.

    W praktyce wyniki podawane są dla wszystkich przedziałów, przy czym stosuje się zliczanie w sposób kumulacyjny lub różnicowy.

    porównanie klas czystości ISO 4406, NAS 1638, SAE AS4059

    ogólne wymagania dla klasy czystości oleju

    Wymagane klasy czystości w uzależnieniu od specyfiki danego układu oraz wymagań producenta mogą być bardziej rygorystyczne.

    przykładowe klasy czystości

    powiększenie x100 , 1 działka odpowiada 10µm

    ISO 4406:1999 21/20/17
    NAS 1638 11
    SAE AS4059 12A/11B/11C

    powiększenie x100, 1 działka odpowiada 10µm

    ISO 4406:1999 14/12/9 NAS 1638 3 SAE AS4059 4A/3B/3C

    Sposób klasyfikacji czystości oleju to jeden aspekt, drugim istotnym elementem jest metoda badawcza, bowiem nie każdą metodę można bowiem zastosować dla każdego typu oleju.
     
    Filtrowanie 100 ml oleju przez membranę o porowatości 1,2 µm (ISO 4407) z oceną mikroskopową może być przeprowadzone manualnie – przez doświadczonego laboranta – lub automatycznie, za pomocą mikroskopu z odpowiednim oprogramowaniem. Jest to klasyczna metoda, dla której właściwie nie istnieją interferencje.

    Poza określeniem klasy czystości daje ona możliwość realnej interpretacji pochodzenia cząstek w oleju, np. metali zużyciowych, materiałów z uszczelnień czy kurzu z otoczenia. Metoda jest polecana dla wszystkich typów olejów, z wyjątkiem syntetycznych na bazie PAG.

    Dla metody automatycznej można klasyfikować cząstki wg ISO 4406, NAS 1638, SAE AS 4059 oraz wielu innych. W przypadku metody manualnej najczęściej korzysta się z klasyfikacji wg ISO 4406.

    Niniejsza metoda jest realizowana przez wyspecjalizowane służby serwisowe Ecol również na miejscu u klienta, np. w trakcie wykonywania usług dofiltrowania oleju.

    Klasyczna metoda oznaczania zanieczyszczeń na membranie filtracyjnej wg ISO 4407.
    Zestaw filtracyjny: 1 – badana ciecz, 2 – odfiltrowane zanieczyszczenia, 3 – filtr membranowy, 4 – podkładka filtra, 5 – przefiltrowana ciecz
    Mikroskop Olympus CIX100 z klasyfikacją ISO 4406, SAE AS 4059 , również ISO 16232
    do automatycznego zliczania cząstek odfiltrowanych na membranie.

    Metoda automatyczna z rozcieńczeniem, która poprzez zastosowanie techniki rozcieńczenia eliminuje interferencje związane z obecnością wody oraz rozpuszczalnych osadów. Aparat umożliwia badanie wszystkich typów olejów – mineralnych, syntetycznych, estrów fosforanowych, a także olejów mętnych oraz bardzo ciemnych (np. oleje silnikowe).

    Możliwa jest klasyfikacja cząstek wg ISO 4406, NAS 1638, SAE AS 4059 oraz wielu innych standardów.

    Aparat CINRG Metoda wg ASTM D7647, klasyfikacja klasy czystości wg ISO 4406, SAE AS 4059 oraz innych.

    Badanie optycznym laserowym licznikiem cząstek wraz z optyczną analizą cząstek (PSC – Particle Shape Classification, Laser Net Fines)

    Metoda ta, ze względu na ograniczenia aparatu, nie może być stosowana do estrów fosforanowych, olejów bardzo zanieczyszczonych, ciemnych oraz mętnych.

    Możliwa jest klasyfikacja cząstek wg ISO 4406, NAS 1638, SAE AS 4059 oraz wielu innych standardów.

    Badanie klasy czystości automatycznym blokadowym licznikiem cząstek

    Zasada pomiaru opiera się na różnicy ciśnień, która występuje podczas blokowania porów kanałów filtracyjnych poszczególnych membran. W odniesieniu do pomiaru referencyjnego można przedstawić klasę czystości bez faktycznego zliczania cząstek.

    Metoda charakteryzuje się niskimi interferencjami i może być stosowana dla wszystkich typów płynów, w tym również na bazie wody. Wymaga jednak większej ilości próbki, dlatego najczęściej znajduje zastosowanie podczas usług serwisowych wykonywanych u klienta.

    Aparat Pall PCM 400

    podsumowanie

    Utrzymywanie klasy czystości oleju na optymalnym poziomie jest niezaprzeczalnie jednym ze środków do obniżenia awaryjności urządzeń, wydłużenia ich żywotności oraz poprawy dyspozycyjności. Kluczem do utrzymania odpowiedniej klasy są regularne badania czystości wykonywane właściwymi metodami.

    Nie bez znaczenia jest również czas przeprowadzenia badań. W laboratorium Ecol, w zależności od potrzeb, wyniki mogą być realizowane w trybie ekspresowym – nawet kilka godzin po otrzymaniu próbki.

    literatura

    • AS4059 Aerospace Fluid Power – Cleanliness Classification for Hydraulic
    • National Aerospace Standard NAS 1638
    • PN-ISO 4406: Metoda kodowania zanieczyszczeń w postaci cząstek stałych
    • PN-ISO 4407: Zanieczyszczenia cieczy roboczej, wyznaczanie zanieczyszczeń w postaci cząstek stałych metodą zliczania za pomocą mikroskopu
    • STLE CLS Preparation Class Presentation Handbook 2010
    • www.hydraulicparticlecounter.com
    • MP Filtri Engineers Handbook – Classes of Contamination
    • Mary Moon, Bel-Ray Company, Inc. Taking Lubricant Cleanliness to the Next Level
    • Noria Corporation Machine Life Extension Calculator
    • Rexroth Oil Cleanliness Booklet

    aparatura badawcza:

    • Aparat CINRG-CS-APC-2
    • Metoda wg ASTM D7647
    • Klasyfikacja czystości wg ISO 4406, SAE AS 4059 oraz inne
      • Aparat Spectro LNF Q200
      • Metoda wg ASTM D7596
      • Klasyfikacja czystości wg ISO 4406, SAE AS 4059 oraz inne
      • Dodatkowo: klasyfikacja kształtu cząstek wg mechanizmu zużyciowego
      • Klasyczna metoda mikroskopowa
      • ISO 4407 lub inne standardy, np. ISO 16232 (sączenie przez membranę)
      • Klasyfikacja manualna przez laboranta wg ISO 4406
      • Klasyfikacja automatyczna na mikroskopie Olympus CIX100 wg ISO 4406, SAE AS 4059 oraz ISO 16232

    Brak połączenia z internetem

    Nie udało się nawiązać połączenia z siecią. Upewnij się, że masz dostęp do internetu, a następnie odśwież stronę, aby kontynuować korzystanie z serwisu.