Hydraulik- og Olielaboratoriet Kemiteknik Miljødivisionen

Hydraulik- og Olielaboratoriet Kemiteknik Miljødivisionen

Indholdsfortegnelse Udtagning af olieprøver 3 Rådgivning - Vedligehold - Olie 5 Anbefalede renhedsgrader og filterniveauer 8 I en maskines levetid 11 Hovedkrav til smøreog hydraulikvæsker 12 Off-line rensning ved havari og større forurening 14 Konklusion 15 Produceret af Teknologisk Institut Kemiteknik, Århus April 2000 3. udgave Layout: Grafisk Profil

UDTAGNING AF OLIEPRØVER Inden en olieprøve tappes, skal maskinen/anlægget have kørt så længe, at den/det har normal driftstemperatur. Vær omhyggelig med renligheden i forbindelse med prøveudtagningen, således at støv m.v. ikke medtages, idet sådanne faktorer influerer på resultatet. FORSLAG TIL UDTAGNING - DYNAMISK Målelynkobling og -slange. Special prøveudtagningshane på returrør. Manometerventil (manometertilslutning). FORSLAG TIL UDTAGNING - STATISK Med hævert fra tank (ca. 1/3 fra tankbund). UDTAGNING - DYNAMISK Lad ca. 1-1,5 l olie løbe ud i en dunk eller lignende. Olien kasseres eller hældes tilbage i tank. Uden at afbryde strålen fortsættes prøveudtagningen. Tag skruelåget af prøveflasken umiddelbart før, der skal fyldes olie i. Flasken føres ind i strålen og fyldes. Det er vigtigt, at påfyldningen højest andrager 75% og mindst 50% af prøveflaskens volumen. Træk flasken ud og sæt skruelåget på, før oliestrømmen afbrydes. Hvis udtagningen afviger væsentligt fra ovennævnte skriv det i Bemærkninger på selve flaskens etikette. 3

DYNAMISK PRØVETAGNING Støvkapper Lynkoblingshalvpart uden kontraventil Indv. diameter minimum 1,25 mm Forskruning med kapillarrør/ -slange T-stykke (turbulens) Lynkoblingshalvpart med kontraventil Kuglehane STATISK PRØVETAGNING Tank 50-200 mm 1/4'' kuglehane Udtag placeres i højde med pumpeindtag Min. 50 mm 30 Vacuum Tank I højde med pumpeindtag Min. 50 mm Lod (hvis nødvendigt) 4

RÅDGIVNING VEDLIGEHOLD OLIE FORMÅLET At kravet om en bestemt minimumsrenhed i hydraulik- og smøreolievæsker opfyldes. Jo renere et system er, desto længere levetid kan der forventes af olien og komponenterne. En veldefineret renhed og effektiv filtrering er derfor af største vigtighed. SNAVSET Vi skelner mellem tre væsentlige forureningskilder: 1. Urenheder opstået under montage = montagesnavs 2. Urenheder tilført fra ny olie = oliesnavs (ny olie er ikke det samme som ren olie) 3. Urenheder opstået under drift = driftssnavs Disse typer snavs skal fjernes fra anlægget for at opnå den længst mulige levetid. Ca. 80% af alle fejl i hydraulik- og smøreolieanlæg skyldes olieproblemer, og heraf ca. 60% at olien er mere forurenet end komponenterne kan tåle. En olieprøve kan vise, hvordan forureningen er i forhold til komponentkravet. Ny olie skal derfor altid forfiltreres inden påfyldningen. Det er den svageste komponent i maskinen/anlægget, der afgør renhedskravet. Ved nye maskiner/anlæg vil en olieanalyse ved opstart og en efter ca. 100 timer vise, om systemets filtrering kan sikre passende renhed, eller om der er en unormal slitage, der vil kunne give driftsproblemer eller havari. 5

FEJLFUNKTION Ca. 60% af alle fejl/havarier skyldes oliens indhold af partikler, vand og anden forurening. OLIEPRØVEN Olieprøven udtages i specielt rene flasker, som kan rekvireres på Teknologisk Institut. Det er vigtigt, at prøven udtages fra arbejdende maskiner/anlæg, som er driftsvarme. TILSTANDSKONTROL Olieanalyser er væsentlige til vurdering af maskinens/anlæggets tilstand. Olieprøven skal udtages, medens maskinen/anlægget er i drift. Det forårsager ingen driftsforstyrelser for Dem. Teknologisk Institut kan vurdere olien, medens maskinen/ anlægget stadig tjener penge. LØBENDE KONTROL Løbende kontrol af partikelindholdet giver maskinen/anlægget: Større driftssikkerhed - lang levetid. Øget effektivitet - bedre økonomi. Nedsat olieforbrug - bedre miljø. Kun når maskinen/anlægget kører, tjenes der penge. Der bør udtages olieprøver minimum 3 gange om året, for at en løbende kontrol er effektiv. 6

ALARM Teknologisk Institut s teknikere vil ved en eventuel alarm give Dem telefonisk svar omgående men kan om nødvendigt i samråd med Dem sende en konsulent ud på stedet for at afhjælpe problemet her og nu. Dette sker dog kun i de færreste tilfælde normalt løses problemet per telefon. (start) med snavs større tryk = mere slid mere snavs mere slid mere snavs mere slid HAVARI SNAVS = SLID = SNAVS = MERE SLID = MERE SNAVS = HAVARI 7

ANBEFALEDE RENHEDSGRADER OG FILTERNIVEAUER Det efterfølgende skema er kun retningsgivende, men rammer efter vor erfaring rigtigt, og de krav, der er stillet, kan opfyldes ved en god opstart og valg af rigtig filtrering. De renhedskrav, der opgives, er, hvad man kalder, alarmgrænser, dvs. at en større forurening vil give driftsforstyrrelser. Valg af renhedsgrad Når renhedsgrad for et hydraulisk system skal vælges, vil det være den/de komponenter, der har det fineste krav, der vil bestemme renhedskravet til hele systemet. Erfaringsgrund Efter vore erfaringer svinger forureningen så meget i systemer, at man, for at overholde komponentkravene, skal vælge filtre, som kan balancere forureningsgraden noget lavere. Hvis fineste komponentkrav er ISO 4406-11218 kl. 20/18/15 (NAS 1638 kl. 9), bør man fx vælge filtrering, der kan balancere forureningen i væsken på ca. ISO 4406-11218 kl. 18/16/13 (NAS 1638 kl. 7). Dette skal naturligvis vægtes med krav til driftssikkerhed, driftsstopomkostninger, levetid o.s.v. Tilsvarende er der i Dansk Værft Standard 08003 opført lignende kravværdier for komponenter til hydrauliksystemer, gear m.v. Se også DS 2395, 2396, 2397 og 2398. Typisk komponentkrav Anbefalet max. forurening ISO NAS ISO NAS Tryk Typiske systemer Filtrering 4406 1638 4406 1638 ß x 75 14/12/9 3 14/12/9 3 0-600 bar Siltfølsomme systemer med meget høje driftssikkerhedskrav. 1-3 µm Laboratorier - rumfart - fly - kontrolsystemer - robotter. 17/15/12 6 16/14/11 5 0-400 bar Servosystemer, stor nøjagtighed, høje tryk, lang levetid. 3-5 µm Visse fly - værktøjsmaskiner - visse plastmaskiner - hydrostatiske systemer. 18/16/13 7 17/15/12 6 0-300 bar Proportionalsystemer - flow regulering. 5-10 µm Hurtige regulerbare pumper. Hydrostatiske systemer. Generelt produktionsmaskiner. Lang levetid. 20/18/15 9 18/16/13 7 0-250 bar Alm. retningsventiler - regulerbare pumper. 5-15 µm Anvendelse som ovenstående,men mindre driftssikkerhed og levetid. 20/18/15 9 19/17/14 8 0-250 bar Komponenter, som ovenfor, anvendt i systemer, hvor 10-15 µm driftssikkerhed og levetid ikke er afgørende paremetre. 20/18/15 9 19/17/14 8 0-150 bar Mellemtrykssystemer, hvor levetid ikke er høj, 15-25 µm og hvor en del driftsstop kan accepteres. Visse komponenter, som er konstrueret til en høj forurening. 21/19/16 10 20/18/15 9 0-100 bar Mellemtrykssystemer, hvor komponenter er specielt 20-30 µm konstrueret til en høj forurening. 22/20/17 11 21/19/16 10 0-60 bar Lavtrykssystemer, fx fjernstyrede spil med adskilt 25-40 µm hydraulik til fjernstyring. 23/21/18 12 22/20/17 11 0-40 bar Lavtrykssystemer med direkte manuelt betjent ventiler. 40-50µm 8

SÅDAN LÆSES OG OMSÆTTES EN PARTIKELANALYSE Tabel for ISO 4406 Tællemetode: HIAC/ROYCO laser diode efter ISO 4402, 4406 og 11218 Partikelstørrelse i µm: >2 >5 >10 >15 >30 >50 >100 Antal partikler per 100 ml: 448310 90240 26290 10950 1600 320 50 Antal partikeler/100 ml olie 10 7 1,6 8 4 2 10 6 5 2,5 10 5 1,3 6,4 3,2 10 4 1,6 8 4 10 3 2 5 2,5 10 2 1,3 6,4 3,2 1,6 10 8 4 2 1 2 5 10 15 20 Partikelstørrelse 4 6 14 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ISO Renhedskodenumre µm µm (C) Aflæsning for ISO 4406 og 11218 Eksempel: 100 ml olie presses gennem en automatisk partikkeltæller. Antallet af partikler der blev opmålt >2 µm, >5 µm og >15 µm er plottet på kodeskemaet, her til venstre og kodetallene kan aflæses i højre kolonne. 448310 >2 µm giver klassificering 19 90240 >5 µm giver klassificering 17 10950 >15 µm giver klassificering 14 Renhedskoden er således 19/17/14. For ISO 4406-1999 opnås renhedskode 20/17/14 ved 4, 6 og 14 µm(c). Baseret på NIST-støv til kalibrering. Forureningsklasse Partikelstørrelse i µm 5-15 15-25 25-50 50-100 >100 00 125 22 4 1 0 0 250 44 8 2 0 1 500 89 16 3 1 2 1000 178 32 6 1 3 2000 356 63 11 2 Tabel for NAS 1638 Næsten samme metode anvendes ved NAS 1638 klassificering som ved ISO bortset fra at der normalt kun opgives et renhedskodetal i dette tilfælde NAS klasse 9. 4 4000 712 126 22 4 5 8000 1425 253 45 8 6 16000 2850 506 90 16 7 32000 5700 1012 180 32 8 64000 11400 2025 360 64 9 128000 22800 4050 720 128 10 256000 45600 8100 1440 256 11 512000 91200 16200 2880 512 12 1024000 182400 32400 5760 1024 9

HAVARI SNAVS = SLID = SNAVS = MERE SLID = MERE SNAVS = HAVARI 10

I EN MASKINES LEVETID Maskiners driftssikkerhed og levetid bestemmes i høj grad af hydraulik- og smøreoliens tilstand. Olieanalyser kan bruges som en kontrol af maskinens helbred. Mange havarier forhindres ved at analysere oliens indhold af fremmede partikler og vand. Ved opstart af en maskine er det især vigtigt at sikre oliens renhed, idet snavs er årsagen til ca. 80% af alle fejl i hydraulik- og smøreoliesystemer, og ved opstart er snavsproduktionen størst i en maskine. Ud fra en olieprøve kan risikoen for havari vurderes ved at analysere indhold af partikler, som produceres af maskinens bevægelige dele. Bliver en maskine startet med rene smøre- og hydrauliksystemer, bliver levetiden med sikkerhed også lang. Teknologisk Institut s hydraulik- og olielaboratorium, Kemiteknik og Center for Produktudvikling udfører analyser på smøreolie og hydraulikolier. I samarbejde med Dem kan vi være med til at forbedre dansk erhvervslivs produktion og sikkerhed. Det er kun når maskinen kører, den tjener penge! 11

I samarbejde med Dem kan vi være med til at forbedre dansk erhvervslivs produktion og sikkerhed. I EN MASKINES LEVETID Fejlhyppighed Fase 1 - Indkøring Fase 2 - Normal drift Fase 3 - Nedslid Levetid Fejlårsager Opstartfejl Betjeningsfejl - vedligeholdelssvigt Nedslid Indkøringsfejl Overbelastning Betjeningsfejl Sabotage = pilfinger Leverancefejl Ønskeligt Så kort og stejl Fejlhyppighed - så lav som mulig Krav til produktionssom mulig Driftsperiode - så lang som mulig sikkerhed bestemmer Overstået før skæringspunkt produktionsstart Hvem har Konstruktør Produktionsansvarlig Økonom indflydelse på Leverandør Vedligeholdelsespersonale Produktionsansvarlig Montør Operatør Operatør Hvad kan God instruktion Ansvarsbevidst operatør Produktionsstop forbedre Prøvekørsel Vedligeholdelse Pris Intensiv overvågning Tilstandskontrol Omhyggelighed Komponentvalg 12

Hovedkrav til smøre- og hydraulikvæsker 1 Maximale smøreegenskaber 2 Renhed 3 Rust- og korrosionbeskyttelse 4 Iltningsbestandig 5 Laveste sammentrykkelighed 6 Antiskumegenskaber 7 Gode deemulgeringsegenskaber 8 Viskositet 9 Viskositetsindeks 10 Forligelighed 11 Miljøpåvirkning 13

OFF-LINE RENSNING VED HAVARI OG STØRRE FORURENING Ved havari og større forurening af maskiner/anlæg vil olien indeholde store mængder: URENHEDER Ved off-line rensning spares der på systemfiltrene. Systemfiltrene kan ikke tage så megen snavs og er væsentlig dyrere i brug end off-line filtre. OFF-LINE RENSNING Ved en off-line filtrering opnås en effektiv filtrering af olien uden at belaste systemfiltrene unødigt. Off-line filtrering sker i et uafhængigt filtreringskredsløb med konstant væskestrøm uden tryksvingninger, hvilket sikrer optimal filtreringseffekt. = RENHED I MASKINE/ANLÆG Overholdes renhedsniveauet i maskiner/anlæg, er dette det første trin til større driftssikkerhed og bedre økonomi. Der skal indkøbes mindre mængder olie, færre filtre og reservedele, såsom ventiler og andre følsomme komponenter. Der kan med en effektiv filtrering og systematisk vedligeholdskontrol spares mange penge. Samtidig skånes miljøet. OFF-LINE MOBILRENSEFILTER kan købes/lejes hos diverse filterfirmaer. Det betaler sig i det lange løb. 14

KONKLUSION Brug af off-line rensefilter kombineret med systematisk vedligeholdskontrol medfører: Mindre driftsudgifter til vedligehold. Besparelser på indkøb af olie. Besparelser på indkøb af reservedele. Mindre forbrug af tid til vedligehold. Færre produktionsstop på grund af snavs i olien. Lang levetid på maskine/anlæg. Større effektivitet. Skåner miljøet. Forebyggende vedligehold på maskiner/anlæg betaler sig det viser 20 års erfaring på Teknologisk Institut. 15

Teknologiparken 8000 Århus C Telefon 72 20 10 00 Kemiteknik Telefon 72 20 18 80 Telefax 72 20 18 70 KONTAKTPERSONER Ønsker De yderligere information om analyserne, eller er Deres ønsker om analyser ikke omtalt, så kontakt venligst: Vagn Nielsen Akademiingeniør Telefon 72 20 18 42 E-mail: vagn.nielsen@teknologisk.dk Henning D. Lauridsen Seniorkonsulent Telefon 72 20 16 96 E-mail: henning.d.lauridsen@teknologisk.dk Hydraulik- og Olielaboratoriet Kemiteknik Miljødivisionen