V praxi existujú dva základné ciele, postupy, ako získať reprezentatív­nu vzorku. Prvým cieľom, požia­davkou je zistiť obsah všetkých prítomných látok, zložiek – teda maximali­zovať prítomnosť týchto látok v oleji (zistiť hustotu oleja). Ide o informácie, ktoré sa tý­kajú čistoty, vlhkosti (vysušenia) oleja, úbyt­ku prísad a prítomnosti častíc z opotrebova­nia trecích uzlov strojov.

Druhým cieľom je minimalizovať všet­ky vplyvy tak, aby neboli narušené úda­je o vzorkách. Vzorka použitého oleja by sa mala vyhodnocovať tak, aby informácie boli koncentrované, jednotné a reprezentatívne. To znamená uistiť sa, či vzorka oleja nebola počas odberu kontaminovaná. V opačnom prípade by to mohlo narušiť údaje o vzor­ke a potom by sa dalo ťažko rozlíšiť, čo bolo pôvodne v oleji a čo sa dostalo do vzorky počas jej odberu. Úspešný program pre ana­lýzu použitých olejov si preto vyžaduje urči­té investície, čas a správne vzorkovacie zaria­denie a príslušenstvo.

 

Všeobecné požiadavky na vzorkovanie pou­žitých mazacích olejov

Hneď v úvode treba upozorniť, že na odber vzoriek platí norma STN 65 6005. Vzhľadom na nové požiadavky, vyplývajúce z tribotech­nickej diagnostiky, uvedieme informácie, kto­ré súvisia s danou technologickou činnosťou.

Z praxe vyplýva, že vzorky sa najčastejšie odoberajú pre tieto účely:

1. Vizuálnu kontrolu

2. Analýzu v chemickom laboratóriu

Podľa vizuálnej kontroly môžeme určiť, od­hadnúť stupeň znečistenia oleja a na základe toho stanoviť ďalší postup kontroly. Pri ana­lýze vzorky v chemickom laboratóriu býva často cieľom stanoviť, resp. zistiť tieto údaje:

či je olej vhodný na ďalšie použitie,

stanoviť výmenný interval oleja,

určiť pôvod a rozsah znečisťujúcich látok v oleji,

zistiť stav oleja zodpovedajúceho dané­mu tribologickému problému,

určiť efektívnosť čistiacich postupov pri ošetrovaní olejov a iné.

 

Spôsoby a postupy vzorkovania

V praxi sa najčastejšie stretávame s požia­davkami na odber vzorky mazacieho oleja pre jeho analýzu, tribotechnickú diagnostiku. Okrem toho existujú aj požiadavky na vstup­nú kontrolu mazív, ktorá súvisí s dodávkami a skladovaním mazív. Na základe toho môže­me konštatovať, že vzorkovanie mazív môže byť statické a dynamické.

 

Statické vzorkovanie

Predstavuje vzorkovanie pri pokoji kvapali­ny napríklad zo zásobníkových nádrží, sta­cionárnych obalov, kontajnerov, sudov a podobne. Postupy vzorkovania sú veľ­mi rozdielne a treba rešpektovať platné po­kyny. Ak ide napríklad o nádrže s obsahom do 200 litrov, vzorka sa odoberá zo stredu v spodnej tretine objemu nádrže. V prípade nádrže s obsahom nad 200 litrov sa vzorky odoberajú najmenej z troch miest.

 

Dynamické vzorkovanie

V tribotechnickej diagnostike je ten­to typ vzorkovania základný a smerodaj­ný. Všeobecne platí, že zariadenie musí byť v prevádzke minimálne 20 minút, aby sa ustálila prevádzková teploty a dokonale sa rozptýlili všetky častice v oleji jeho cirkulá­ciou. V praxi sú známe tri hlavné postupy dy­namického vzorkovania:

1. In-line, pri ktorom sa vzorka oleja odobe­rá priamo,

2. On-line, vzorka sa odoberá paralelne s hlavným okruhom a kontroluje sa ob­tokovým ventilom (bypassom),

3. Off-line, vzorka sa odoberá vypúšťaním oleja do samotnej odbernej nádoby, vzor­kovnice.

 

Odber vzorky a vzorkovnice

Dôležitým faktorom pre získanie reprezenta­tívnej vzorky je zabezpečiť postup vzorkova­nia tak, aby boli dodržané všetky zásady sú­visiace s čistotou vzorkovníc, vzorkovacieho zariadenia, odberných miest a iné. Pre kon­krétny odber sa musí vybrať vzorkovnica, a to čo do veľkosti v mililitroch a materiálu vzorkovnice. V praxi sa stretávame s veľkos­ťou vzorkovníc 50 ml, 100 ml, 200 ml, 300 ml a 500 ml. Tento pestrý rozsah veľkostí vzor­kovníc vyplýva aj z toho, že sa rešpektujú požiadavky z hľadiska rozsahu kontroly jed­notlivých kvalitatívnych ukazovateľov a tiež podľa viskozity daného oleja. Treba pozna­menať, že niektoré vzorkovnice musia mať určitý voľný priestor, ktorý súvisí s úpravou vzorky pred jej analýzou. Preto platia vše­obecné pokyny pre plnenie vzorkovníc, čo sa týka viskozity mazacieho oleja:

oleje s nízkou viskozitou do ISO VG 32 sa plnia do vzorkovníc cca do 3/4 celkového objemu,

oleje viskozitných tried ISO VG 32 až 100 sa plnia do cca 2/3 celkového objemu,

oleje viskozitných tried nad ISO VG 100 sa plnia do cca 1/2 celkového objemu.

 

V prípade materiálu vzorkovníc rovnako pla­tí určitý výber a ten treba v niektorých prí­padoch rešpektovať. Veľmi často sa používa­jú plastové vzorkovnice (polyetylén), ktoré sú nepriehľadné (mliečne), čo je často ne­výhodné. Ďalej sú to plastové (PET – po­lyetylén tereftalat) vzorkovnice, ktoré sú priehľadné a podľa skúseností kompatibil­né s väčšinou mazacích olejov. Sú dostup­né v rôznych veľkostiach. U nás sa ešte často používajú sklenené vzorkovnice. Pri porov­naní s plastovými treba povedať, že sú drah­šie, je tu väčšie riziko poškodenia (rozbitia), ale možno ich čistiť a opätovne používať. Čistota sklenených vzorkovníc je väčšia ako plastových. Okrem toho sa občas používa­jú aj kovové (hliníkové) vzorkovnice. Tie sa používajú, napríklad v pri vzorkovaní synte­tických polyolesterových olejov (POE). Podľa ostatných informácií bola stanovená definí­cia čistoty vzorkovníc podľa ISO 3722 tak, ako je uvedené v tabuľke č.1.

Vzorkovanie použitých mazacích olejov

V praxi sa často stretávame s požiadavkami, ktoré vyžadujú väčšiu pozornosť vzhľadom na problémy, kde treba stanoviť nové odberné miesto, aby sme mohli určiť príčinu poruchy, resp. navrhnúť opatrenia na jej odstránenie. Nasledujúce otázky by nám mali dať odpo­veď, kedy a ako navrhnúť vzorkovacie miesta:

Kde je najlepšie miesto na odber vzor­ky oleja, ktoré má najlepšiu vypovedaciu schopnosť pre dosiahnutie správnych in­formácií?

Aké sú najlepšie zariadenia a pomôcky na odber vzoriek zo špecifických miest?

Kto bude zodpovedný za odber vzoriek a kto stanoví správny termín ich odberu?

Všeobecne platí, že vzorky olejov odoberá­me najčastejšie vtedy, keď chceme určiť, či je olej ešte schopný ďalšej prevádzky, teda vhodný na ďalšie použitie. Na odber vzo­riek olejov sa používajú vzorkovacie pištole (vákuové pumpy) alebo vzorkovače (sklo), ktoré môžu byť použité napríklad na odber z plniaceho otvoru nádrže. Ak sa vzorka ole­ja odoberá na stanovenie efektívnosti čistia­cich operácií, potom treba brať do úvahy tie­to dve možnosti:

V prípade kontroly efektívnosti čistiaceho zariadenia sa musí odobrať vzorka oleja na prítoku aj na odtoku z čistiaceho za­riadenia na porovnávaciu skúšku.

Ak však treba zistiť, či čistiace zariadenie udržiava mazací olej v požadovanom sta­ve, treba odobrať vzorku, ktorá reprezen­tuje celý objem mazacieho systému.

 

Odberné miesta

Odberné miesta sú klasifikované do dvoch kategórií – primárne a sekundárne, ako je to uvedené na obrázku č. 1.

Pri riešení tribologických problémov po­mocou tribotechnickej diagnostiky sa často stretávame s tým, že pri niektorých strojoch a zariadeniach treba stanoviť väčší počet od­berných miest. Vyplýva to z toho, že niektoré odberné miesta nám neposkytujú potrebné údaje, a preto okrem tzv. primárnych odber­ných miest treba určiť aj ďalšie, tzv. sekun­dárne odberné miesta.

Primárne miesta sú tie, ktoré bežne použí­vame na odber vzoriek pri pravidelnej kon­trole mazacieho oleja v prevádzke, napríklad odber oleja z olejovej nádrže stroja. Vzorky olejov z týchto odberných miest sa obyčajne používajú na kontrolu nečistôt v oleji, tuhých častíc, chemických a fyzikálnych vlastností oleja. Primárne odberné miesta by mali byť uvedené aj v mazacom návode stroja, maza­cej karte a mali by sa nachádzať vzhľadom na mazací systém stroja v časti spätného potru­bia, ktoré vstupuje do nádrže.

Pre sekundárne odberné miesta sa rozho­dujeme vtedy, keď máme riešiť konkrét­ne tribologické problémy. Vtedy pozornosť venujeme napríklad jednotlivým častiam mazacieho systému stroja, strojovým sú­čiastkam, ložiskám a podobne a navrhuje­me nové odberné miesta v príslušnej vetve mazacieho systému. Ide o získanie potreb­ných individuálnych informácií o nečisto­tách a o množstve kovových častíc z opot­rebovania z konkrétnych trecích uzlov, strojových súčiastok. Na základe toho po­tom vieme stanoviť triedu čistoty oleja pod­ľa ISO 4406:99 pre jednotlivé trecie uzly, na­príklad 16/13/10. V praxi sa často stretávame s otázkou, ako často odoberať vzorky a čo má na to vplyv. Podľa skúseností možno po­vedať, že treba rešpektovať tieto vplyvy:

vplyv okolitého prostredia (vlhkosť, prach, agresívne látky a iné),

vplyv prevádzkových podmienok (teplo­ta, zaťaženie a iné),

prevádzka stroja podľa pracovných ho­dín, stála alebo občasná prevádzka,

vek stroja a zariadenia (výskyt častejších porúch, konštrukcia mazacieho systému, veľkosť náplne, obehové číslo oleja a iné),

životnosť oleja (čerstvý, resp. starší olej, kvalita oleja a iné),

tesnosť mazacieho systému (vplyv na obsah nečistôt, triedy čistoty a iné).

 

Vzorkovanie pri vysokom tlaku

Je všeobecne známe, že vzorkovanie sa vyko­náva najmä pri atmosférickom tlaku, naprí­klad odber vzorky z olejovej nádrže, resp. zo spätného potrubia. Často sa stáva, že vzor­ku oleja treba odobrať z tlakovej časti, naprí­klad z hydraulického okruhu. Preto sa na ten­to účel používajú tlakové redukčné ventily, ktoré sú bezpečné a znižujú tlak z 35 MPa až na odberný tlak 0,3 MPa. Vzorkovač sa pri­pojí na tlakový redukčný ventil, kde je vnú­torný priemer hadičky 2 mm. Okrem tohto spôsobu odberu sa používa aj systém vyu­žívajúci malú špirálu (cievku), ktorá umožní odber vzorky z tlakovej časti hydraulického systému, resp. odber vzorky pomocou guľo­vého ventilu.

 

Všeobecne pokyny a praktické skúsenosti

Všeobecne platí zásada, že vzorky by sa mali odoberať v tej časti mazacieho systému, kde sú silné turbulentné prúdenia. Laminárny tok oleja nie je výhodný. Je známe, že pri od­bere vzorky pomocou obtoku (bypassu) ne­dostaneme reprezentatívnu vzorku oleja. Preto sa uplatňujú tlakové redukčné venti­ly, ktoré sa umiestňujú na ostré ohyby (ko­lena) potrubia a podobne Spätné potrubia a vypúšťacie ventily dávajú najreprezentatív­nejšie vzorky oleja. Je všeobecne známe, že filtre a rôzne separátory odstraňujú nečisto­ty. To znamená, že odberné miesta by mali byť jednoznačne pred týmito zariadeniami.

Občas sa stretávame s odberom vzorky z nízkotlakovej časti, vtedy sa s výhodou po­užíva vzorkovač (vákuová pumpa).

 

Informácie o vzorkách

Na vypracovanie odborného posudku po­trebného na riešenie daného problému tre­ba okrem analýzy kontrolovaných kvalitatív­nych ukazovateľov doplniť aj ďalšie údaje:

názov a klasifikácia oleja,

výrobca a typ kontrolovaného stroja,

presné miesto odberu,

dátum odberu vzorky,

celkové prevádzkové hodiny stroja,

termíny odberu vzoriek a dopĺňanie oleja,

obsah oleja v systéme,

prevádzková teplota oleja,

ošetrovanie oleja v prevádzke,

predchádzajúci olej,

popis problému a iné.

 

Záver

Na záver treba pripomenúť, že každá skupi­na mazacích olejov má svoje špecifické vlast­nosti, ktoré vyplývajú z ich formulácií, teda z výberu základových olejov a vhodných prí­sad. Pre jednotlivé skupiny, resp. druhy ma­zacích olejov, treba stanoviť správne kvalita­tívne ukazovatele, ktoré budú vystavené na kontrolu. Je to dôležité a môže to značne ovplyvniť výsledok kontroly a celkové nákla­dy na vzorkovanie. V tomto prípade je veľmi dôležité rešpektovať aj uvedené požiadavky na vzorkovanie mazív.

 

TEXT: Ing. Jozef Stopka FOTO: archív redakcie