obrTribotechnická diagnostika (dále jen TTD) je založena na pravidelném odběru vzorků maziv – většinou mazacích olejů – ze sledovaných strojů a jejich analýze. Pomocí analýzy lze zjistit jednak stav vlastního oleje, jednak také stav sledovaného stroje.
Mazací olej slouží v tomto případě jako médium unášející částice vzniklé opotřebením mazaných částí sledovaného stroje. Analýzou částic se získají důležité informace o dějích ve stroji. Důležité je sledovat stroj průběžně a získat tak trendy obsahů částic v oleji, protože ty vypovídají dostatečně spolehlivě o změnách v režimu opotřebení. Druhou součástí TTD je analýza vlastního oleje, kterou zjistíme jednak změny jeho fyzikálně-chemických vlastností, jednak jeho znečištění cizorodými látkami, např. vodou, mechanickým znečištěním, chemickými sloučeninami. Je zřejmé, že aby výstupy z TTD opravdu přinášely uživatelům strojů užitečné informace o jejich strojích, je bezpodmínečně nutné rychle a správně interpretovat výsledky provedených analýz a na jejich základě zformulovat jasné a pokud možno stručné diagnostické závěry a doporučení pro další postup.

SCHÉMA ROZBORU
Pro TTD je důležité splnit tři následující požadavky – rychlost, přijatelná cena a komplexnost (tím je míněno, že každý protokol o analýze oleje provedené v rámci TTD musí obsahovat jasný závěr a doporučení dalšího postupu). První dva požadavky jdou proti tomu třetímu; na jejich základě by měl být rozbor co nejjednodušší, naproti tomu správné vyhodnocení stavu oleje i stroje vyžaduje nezbytně nějaký ne nejmenší počet parametrů v rámci rozboru stanovit. S ohledem na tyto skutečnosti je třeba vytipovat co nejmenší, ale dostatečný počet zkoušek. Stanovené parametry se pochopitelně liší podle typu analyzovaného oleje (typu zařízení, ze kterého je vzorek oleje odebrán).

tab1Příklad možného složení zkoušek je v tab. 1. Zkratky v této tabulce znamenají: ICP – atomová emisní spektrometrie s indukcí vázanou plazmou je metoda, kterou se stanovuje obsah uvedených prvků v oleji; FTIR – infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací je metoda, kterou se stanovuje degradace a znečištění oleje; TBN – celkové číslo alkality; TAN – celkové číslo kyselosti; ISO kód – tzv. kód čistoty oleje stanovený podle počtu částic v oleji rozdělených do 3 frakcí podle velikosti; KF – titrace podle Karla Fischera, může být coulometrická nebo volumetrická.

INTERPRETACE VÝSLEDKŮ TTD
Předpokladem správné interpretace výsledků analýzy mazacího oleje vzhledem ke stavu sledovaného stroje jsou: znalost složení materiálů použitých ve stroji, znalost provozních podmínek stroje a znalost všech neobvyklých událostí, které nastaly mezi odběry vzorků oleje. Je zřejmé, že bez dobré komunikace mezi laboratoří a uživatelem stroje by to nešlo. K dispozici jsou samozřejmě obecně platné údaje o tom, který kov se zvýšenou koncentrací v oleji indikuje zvýšené opotřebení kterého dílu – viz tabulka 2.

tab2s

A kdy je obsah toho kterého otěrového kovu, který vznikl opotřebením stroje, zvýšený a vysoký? Zásadní otázka TTD nemá úplně jednoznačnou odpověď. Jednoduché řešení – uplatnit limity obsahu prvků – má svá nemalá úskalí. Především jak tyto limity stanovit tak, aby opravdu korespondovaly se zvýšeným či intenzivním opotřebením jednotlivých dílů stroje? Tuto možnost má prakticky jen výrobce stroje na základě dlouhodobých provozních zkoušek svých výrobků. Během těchto zkoušek a na jejich závěr je nutné provádět prohlídky jednotlivých dílů spojené s proměřením intenzity jejich opotřebení a tyto výsledky dávat do souvislosti s naměřenými obsahy jednotlivých otěrových kovů. Jistě je jasné, že je to časově a finančně náročné. Také proto jsou limity obsahu otěrových kovů v mazacím oleji předepsány minimem výrobců strojů a často i výrobci, kteří ve svých provozních předpisech doporučují či nakazují provádět analýzy olejů včetně intervalů odběru vzorků, parametrů, které se mají měřit a jejich limitů, mají v kolonce otěrové kovy uvedeno „sledovat trendy“. Typickým příkladem jsou někteří výrobci plynových motorů. Takže trendy neboli sledování změn obsahů jednotlivých kovů v čase jsou tím účinným nástrojem tribotechnické diagnostiky – viz obrázek 1.

obr1v

Typickým průběhem obsahu otěrového kovu je kolísání kolem nějaké hodnoty v tzv. ustáleném režimu provozu s nějakým minimálním opotřebením dílů stroje. Pak odchylka směrem k vyššímu obsahu sledované¬ho kovu znamená diagnostický signál zvýšeného opotřebení – viz obr. 2.
Hlavní výhodou TTD je, že při pravidelném sledování obsahu otěrových kovů je možné zaznamenat vznikající poruchu velmi brzy. Pak je možné včas přistoupit k opravě diagnostikovaného dílu stroje.

obr2
Oprava je z kategorie malých, tzn. levných a krátkých. V tab. 3 je uvedeno porovnání nákladů pro tuto situaci v případě převodovky nakladače – když se provádí analýza oleje z převodovky, vs. když se analýza neprovádí. Je zřejmé, že i když by se drobná oprava prováděla každých 2 000 hodin, budou náklady na hodinu provozu nižší. A především že největší úspora je v minimálním prostoji stroje.

tab3v

ZÁVĚR
Účelem mého příspěvku bylo ukázat, že kvalitní TTD je součást moderního systému údržby strojů, a že pro její co největší efektivitu je naprosto nutná velmi dobrá spolupráce lidí z laboratoře provádějící analýzy olejů s lidmi z podniku, ve kterém jsou stroje sledovány. Nejčastěji to logicky bývají pracovníci údržby strojů. K tomu je jistě nutné splnit určité technické předpoklady – znalost materiálů, znalost parametrů použitého oleje a jejich limitů a znalost provozních podmínek stroje. Pak aplikace TTD v rámci údržby strojů přináší reálné a nezanedbatelné úspory.

LITERATURA
[1] V. Nováček: sborník Nástavbový kurz tribotechniky, Česká strojnická společnost-sekce Tribotechnika, Nové Město na Moravě, 2014

TEXT VLADIMÍR NOVÁČEK FOTO ARCHIV REDAKCE

Lektorovala:
prof. Ing. Hana Pačaiová, PhD.