Proizvodnja hidravličnega olja boljše stopnje čistosti Milan KAMBIČ Izvleček: Sveža hidravlična olja že vsebujejo določeno število trdnih delcev. Glede potrebne stopnje čistosti sicer ustrezajo zahtevam standarda DIN 51524, toda za uporabo v sodobnih hidravličnih sistemih in napravah brez dodatne filtracije niso neposredno uporabna. To dodatno filtracijo zato običajno opravijo uporabniki sami na mestu uporabe, in sicer ob nalivanju olja in pred zagonom hidravličnih naprav. Obstaja tudi druga možnost za dosego potrebne stopnje čistosti svežega hidravličnega olja. To je proizvodnja hidravličnih olj z boljšo stopnjo čistosti, kot je standardna. Vendar so bili doslej takšni primeri bolj izjema kot pravilo. Podjetje Olma, d. d., se je zato odločilo, da uporabnikom ponudi tudi to možnost. Glede na pomen čistosti tako hidravličnih sestavin kot uporabljanega hidravličnega olja v sodobnih hidravličnih napravah je tudi povpraševanja po bolj čistem hidravličnem olju vse več. Prispevek obravnava proizvodnjo mineralnega hidravličnega olja z boljšo stopnjo čistosti, vpliv finosti uporabljenih filtrskih elementov in števila prečrpavanj pri filtraciji. Z uporabo ustrezne opreme in primernim postopkom dela lahko odslej uporabnikom ponudimo izredno kvalitetno stopnjo čistosti hidravličnega olja, tako da je neposredno uporabno tudi v najbolj občutljivih hidravličnih sistemih. Ključne besede: hidravlika, olje, čistost, filtracija ■ 1 Uvod Kontrola kontaminacije hidravličnega olja z mehanskimi delci je učinkovit način za izboljšanje zmogljivosti in zanesljivosti, podaljšanje življenjske dobe in zmanjšanje obratovalnih stroškov vseh sistemov v fluidni tehniki. Pri proizvodnji hidravličnega olja smo to dosegli z dodatno namestitvijo ustreznih filtrskih elementov na primerna mesta v proizvodnem procesu. Dosežene stopnje čistosti svežega hidravličnega olja so izjemne. Za uspešno uporabo tako čistih olj pa je izrednega pomena, da se ob proizvodnji dosežene stopnje čistosti med transportom, skladiščenjem in polnjenjem hidravličnih naprav bistveno ne poslabšajo. Mag. Milan Kambič, univ. dipl. inž., Olma, d. d., Ljubljana Začetna stopnja kontaminacije hidravličnega sistema seveda ni odvisna le od čistosti hidravličnega olja, ampak je vsota kontaminantov v sestavljenem sistemu (S) in hidravličnem fluidu (F), torej (NSF = NS + Nf) [1-2]. Pri tem je začetna kontaminacija sestavljenega sistema vsota začetne kontaminacije vseh komponent in kontaminacije, ki izvira iz montaže sistema, kar prikazuje enačba (1): Ci i=1 e N (1) Če pogledamo še podrobneje, je kontaminacija vsake komponente hidravličnega sistema vsota kontaminacije vseh njenih sestavnih delov in kontaminacije, ki izvira iz montaže komponente, kar prikazuje enačba (2): N =|Z NP \ i=1 eN (2) Podobno bi lahko rekli, da je kontaminacija svežega dobavljenega hidravličnega olja vsota kontaminacije samega olja in kontaminacije embalaže. Zaradi tega smo pri proizvodnji hidravličnega olja boljše čistosti posvetili dodatno skrb tudi čistosti embalaže. 1.1 Čistost svežih hidravličnih olj V nobeni od najbolj uveljavljenih mednarodnih specifikacij za hidravlična olja še nekaj let nazaj ni bila zajeta zahteva o potrebni stopnji čistosti svežega hidravličnega olja. Proizvajalci olj glede stopnje čistosti potemtakem niso imeli nobenih obveznosti [3]. V zadnji verziji standarda DIN 51524 (velja od aprila 2006), ki predpisuje minimalne zahteve za hidravlična olja, je vključena tudi zahteva o minimalni potrebni stopnji čistosti Preglednica 1. Izmerjene stopnje čistosti svežih hidravličnih olj [4] Vzorec olja Razred čistosti Vzorec olja Razred čistosti ISO 4406 NAS 1638 ISO 4406 NAS 1638 A-V 1 18/16/12 8 B-V 1 20/18/14 10 A-V 2 18/16/12 8 B-V 2 20/18/14 10 A-V 3 18/16/12 8 B-V 3 20/18/14 10 A-V 4 18/15/12 7 B-V 4 20/18/14 10 A-S 1 18/16/13 8 B-S 1 20/18/14 10 A-S 2 18/16/13 9 B-S 2 20/18/14 10 A-S 3 18/16/13 8 B-S 3 20/18/14 10 A-S 4 18/16/13 8 B-S 4 20/18/14 10 A-T 1 18/15/12 7 B-T 1 20/18/14 10 A-T 2 18/15/12 8 B-T 2 20/18/14 10 A-T 3 17/15/12 8 B-T 3 20/18/14 10 A-T 4 17/15/12 7 B-T 4 20/18/14 10 C-V 1 20/19/17 12 D-V 1 17/16/12 7 C-V 2 20/19/17 12 D-V 2 17/16/12 7 C-V 3 20/19/17 12 D-V 3 17/16/12 7 C-V 4 20/19/17 12 D-V 4 17/16/12 7 C-S 1 20/19/16 12 D-S 1 17/15/12 7 C-S 2 20/19/17 12 D-S 2 17/16/12 7 C-S 3 20/19/17 12 D-S 3 17/15/12 7 C-S 4 20/19/16 11 D-S 4 17/15/12 7 C-T 1 20/19/16 12 D-T 1 17/16/12 7 C-T 2 20/19/17 12 D-T 2 17/16/12 7 C-T 3 20/19/17 12 D-T 3 17/16/12 7 C-T 4 20/19/16 11 D-T 4 17/16/12 7 E-V 1 20/18/15 10 E-S 3 20/18/15 10 E-V 2 20/18/15 10 E-S 4 20/18/15 10 E-V 3 20/18/15 10 E-T 1 20/18/15 10 E-V 4 20/18/15 10 E-T 2 20/18/15 10 E-S 1 20/18/15 10 E-T 3 20/18/15 10 E-S 2 20/18/15 10 E-T 4 20/18/15 10 svežega hidravličnega olja na mineralni osnovi. Ta mora znašati vsaj 21/19/16 (ISO 4406:1999). Glede na to, da je ta zahteva celo manj kvalitetna od stopnje čistosti svežih olj, ki so jih že doslej prodajali nekateri proizvajalci (preglednica 1), ni prinesla bistvenega izboljšanja čistosti svežega olja. Morda so se le nekoliko bolj izenačile čistosti olj različnih proizvajalcev. O pomenu stopnje čistosti svežega hidravličnega olja smo pisali že na 3. konferenci Slotrib, kjer so bili prikazani rezultati primerjalne meritve stopnje čistosti nekaterih olj na slovenskem trgu [4]. Povzetek rezultatov prikazuje preglednica 1. Ne glede na to, da je od omenjenih primerjalnih meritev minilo več kot 10 let in da podobne primerjave v zadnjih letih nismo opravili, pa na osnovi posameznih meritev stopnje čistosti svežih hidravličnih olj vemo, da razmere tudi danes niso bistveno drugačne. To pomeni, da so sveža hidravlična olja tudi danes še vedno neprimerna za neposredno upo- rabo v sodobnih hidravličnih napravah (čeprav ustrezajo zahtevam standarda DIN 51524), še zlasti zato, ker se tudi zahteve po boljši čistosti hidravličnih sestavin in olja zaostrujejo. Prav tako še vedno obstajajo razlike med različnimi proizvajalci, saj nekateri v pretirani želji po nizki ceni ponujajo vprašljiv nivo kvalitete »svežega« hidravličnega olja. 1.2 Potrebna stopnja čistosti hidravličnega olja Potrebno stopnjo čistosti hidravlične tekočine za določen namen predpisujejo oz. priporočajo proizvajalci strojev in hidravličnih naprav, in sicer predvsem glede na vgrajene sestavne dele. Kadar omenjenih po- Preglednica 2. Priporočene stopnje čistosti za ventile VENTIL Tlak p<210 bar p>210 bar Potni ventili 20/18/15 19/17/15 Tlačni ventili 19/17/14 19/17/14 Tokovni ventili 19/17/14 19/17/14 Protipovratni ventili 20/18/15 20/18/15 Vgradni ventili 18/16/13 17/15/12 Dvopotni ventili-Krmilni vložki 18/16/14 17/15/13 Hidavlično daljinsko krmiljenje 18/16/13 17/15/12 Proporcionalni potni in tlačni ventili 17/15/12 16/14/11 Proporcionalni tokovni ventili 17/15/13 17/15/13 Proporcionalni vgradni ventili 17/15/13 16/14/11 Servoventili 16/14/11 15/13/10 datkov nimamo, lahko kot smernice upoštevamo splošna priporočila [3]. Preglednica 2 prikazuje splošna priporočila za ventile, ki so najobčutljivejši elementi v hidravličnem sistemu. Vidimo, da so potrebne, zahtevane stopnje čistosti, npr. za servoventile, bistveno višje, kot znašajo povprečne stopnje čistosti svežih hidravličnih olj, in neprimerno bolj kvalitetne, kot je zahteva standarda DIN 51524. Potrebno stopnjo čistosti lahko dosežemo in vzdržujemo z dodatnim filtriranjem [5]. To dodatno filtriranje mora izvesti uporabnik med polnjenjem hidravličnega olja, pred zagonom hidravličnega sistema in med rednim obratovanjem. Vsi uporabniki nimajo potrebne opreme za to dodatno filtriranje, poleg tega pa tudi tisti, ki jo imajo, želijo že v začetku uporabiti čim bolj čisto olje in tako znižati stroške dodatne filtracije. Zato se vse bolj pogosto pojavljajo želje po boljši stopnji čistosti svežega hidravličnega olja. Podjetje Olma, d. d., se je odločilo, da uporabnikom hidravličnih olj ponudi tudi takšno hidravlično olje. ■ 2 Izboljšanje stopnje čistosti svežega hidravličnega olja 2.1 Uporabljena oprema Stopnjo čistosti svežega hidravličnega olja smo izboljšali z dodatnim Slika 1. Nalepka hidravličnega olja boljše stopnje čistosti filtriranjem, kjer smo uporabili dva različno fina filtrska elementa istega proizvajalca, oba bolj fina, kot jih sicer uporabljamo pri redni proizvodnji. Za on-line meritve stopnje čistosti olja smo uporabili avtomatski števec delcev Internormen CCS2, poleg tega pa še zunanjo črpalko Internormen TSS1. Za laboratorijske meritve stopnje čistosti pa smo poleg avtomatskega števca delcev Internormen CCS2 uporabili še stekle- Slika 2. Označitev soda z oljem boljše stopnje čistosti nični analizator Internormen BSS1. 2.2 Postopek dela Sveže olje Hydrolubric VG 46, š. 8565 (polizdelek), smo dodatno filtrirali, in sicer v enem primeru skozi fin filtrski element A, v drugem primeru pa skozi še finejši filtrski element B istega proizvajalca. V obeh primerih smo izmerili stopnjo čistosti po 2 in po 4 prečrpavanjih ter na ta način ugotovili vpliv števila prečrpavanj na doseženo stopnjo čistosti. Uporabili smo takšen način filtracije, da je celotna količina olja dejansko večkrat šla skozi filtrski element. Dodatno smo z izpiranjem/filtriranjem odstranili tudi kontaminacijo embalaže. Pri uporabi filtrskega elementa A smo med vsakim prečrpavanjem merili stopnjo čistosti z avtomatskim števcem delcev, po drugem in četrtem prečrpavanju pa odvzeli še vzorca olja za laboratorijsko meritev stopnje čistosti. Pri uporabi filtrskega elementa B pa smo opravili štiri prečrpavanja in po drugem ter četrtem prečrpavanju odvzeli vzorca olja za laboratorijsko meritev stopnje čistosti. Ker smo v primeru uporabe filtrskega elementa A videli, da pri filtraciji nastaja precej zračnih mehurčkov, smo on-line meritve 3831004806957 CCS i nter normei'i.~ e ! ec -tron i t s inveas.u^ i ng-pQ i nti date: 27, 07, 2012 tirni?! 123 00 mode; bottl® ¿gBipliruj particlet por lml: 6jJiit:c} S 21vTili ci S Šepniti! 55 4 1 0 o o v tem primeru opustili. Pri laboratorijskih meritvah stopnje čistosti s pomočjo stekleničnega analizatorja BSS je možno vzorec olja pred meritvijo odzračiti in tako dobiti bolj realne rezultate. Izpis rezultatov meritve stopnje čistosti nalepimo na embalažo, tako da je vsaka embalaža razen z običajnimi nalepkami opremljena še s tem izpisom kot »certifikatom«, iz katerega je razvidna dosežena stopnja čistosti. Na sliki 1 je prikazana nalepka hidravličnega olja z boljšo stopnjo čistosti, slika 2 pa prikazuje primer označitve soda z oljem boljše stopnje čistosti. ■ 3 Rezultati dodatne filtracije Rezultati izmerjenih stopenj čistosti so prikazani v preglednici 3. Vidimo, da smo pri embalaži 1 in 2 v laboratoriju (off-line) izmerili boljšo stopnjo čistosti (to velja še zlasti za območje večjih delcev) kot pri on-line meritvah, kar sicer ni običajno. To pripisujemo dejstvu, da so pri on-line meritvah zračni mehurčki, nastajajoči med dodatnim filtriranjem, kvarili rezultat meritve. Zaradi tega razloga smo kasneje opravljali le laboratorijske meritve, pri katerih s predhodnim odzračenjem dobimo bolj realne rezultate. Vidna je drastična razlika v doseženi stopnji čistosti med filtrskima vložkoma A in B, medtem ko število pre-črpavanj nima posebnega vpliva in snka 3 Certifikata 0 doseženi stopnJ[ čistosti Preglednica 3. Izmerjene stopnje čistosti olja Hydrolubric VG 46 NAS6 cprrtaraifTBtl DH clss^et accnrriirig to 150 4406: c last > 4pim: 13 cUsi i- &jjmi S> cl-a'55 > £4-uirt: 5 contarinMčjtiGn claasest 3cccirdiriq io SrtE 4053 : > 4pitrt > fifinK G J: > 14jiiin(c>[ > 2Lim: class £ cliiti £ c J a-šTi C D class E > 3Q.iif[ TC^mCc}J 3 1 □ 000 □00 parili les per lOOmli * - lSpm: 335 25|ffi>J IS SOj^m: 5 15 25 earit^jiinatiipn ela^ee*. according io ifi^S! - l^jimi 1 - 25pm: 00 - 5Qyfiii Q tU-ss C c Js^ 5 15 25 CCS 2 i frt? t*fi os- Dr? m - e I« Eis^t ?A. C?. 20 L2 14:11 mod?: bot+le sampi-irig paifejticlca pfl^ s > 4fjmtC>: lfiSti-? > 1E1, 0 > l0vffl(c>i 21*? > > 1-8 > 33jihI C,9 cotitamlna+iari clas-ses acetjrdiftg to ISO ^406: > 4jrtiic>i iS da» > 6ym<.c)i 35 c las* > 14^ic>i 10 CCS 2 in-birnorri»iT-crl ec trohic t meaBui--! ng-Do iirti "h-ug-Jfi da-te: 24. CP. 2012 ■tirne: 14H4 mode: bo+t]r? samplinfl Eju-ICJ:): lOptiiO* iDOmtt 16314? leiflo 2170 665 183 65 Povzetek izmerjenih stopenj čistosti po dodatni filtraciji svežega hidravličnega olja Embalaža Število prečr-pavanj Filtrski element Stopnja čistosti ISO 4406:99 Stopnja čistosti NAS 1638 On-line Off-line On-line Off-line Sveže olje 0 / 19/16/11 8 1 4 A 19/16/12 19/15/9 8 6 2 2 A 18/15/11 18/15/10 7 6 3 2 B 14/10/6 2 3 4 B 13/9/4 1 4 2 B 12/9/5 0 4 4 B 13/9/5 1 razlika v doseženi stopnji čistosti pri dveh in štirih prečrpavanjih v splošnem ne presega 1 stopnje. Pri uporabi filtrskega vložka A smo dosegli stopnjo 6 po standardu NAS 1638. Po standardu ISO 4406, ki upošteva tudi manjše delce, je vpliv filtracije v področju manjših delcev praktično zanemarljiv. Pri uporabi filtrskega vložka B pa zelo učinkovito odstranimo tudi manjše delce, zato z lahkoto doseženo izredno kvalitetne stopnje čistosti že po dveh prečrpa-vanjih. Slika 3 prikazuje podroben izpis rezultatov/certifikat meritve stopnje čistosti pri štirikratnem pre-črpavanju in uporabi filtrskega vlož- Pa [3 (šio) in dvakratnemprečrpa-var^ju euporaV filtrskegavlažka A (cdertn^k. RazliOa vdosežeei stopnji UistosVi isi števHu (delcev je očitna. T^kiani izp^isijc^^^iPkuSi so priloženi nsaVi e^trkela^i, v kateri elokiaclj^rdio oSipS^o^^freutnpna^aiajk^rdš ■ 4ZalnlJuoek Z uporabo dodatne filtracije svežega olj v smo dosev|i pjičf^j^<^\^iav re-aoltat, toja ioreicho^olj^njesto-[tnje čistoi^ti (yp rmpi zs primnrjuvo ¡zmoriliori ^r^^tp odeodov iz raka, droiz\^odn^f^)i rnezulOar aoVdtn^ šin^trcfajezelood-vis«^rr«r^^ 1[[idt^^či filtrskega elementa, zelo malo pa od števila prečrpavanj. Zato je potrebno za bodoče c^e^^o uporabljati bc^Z PnegeodobetPItr-tčihelomebtov, ^n sicor bak^o» dolgo, hohler pakzc tlola va tilbru n^ bo pbhsabelUcpustvcmeje(vbrtjgv in-likator pnčratlbka) oziram ojoklcr sejzkalterfiltfčbijg ev P(e pzklabral. bjlhri)oe utiopnje čistosti med filtracijo niso smiselne, ker je rezultat popašnn zasadi usVimrjavja nraš-viemehurčkov. V Vodoč^on lahlro opoevi tiltriaoej^ kn^r^č^ea^m zadkom prečrpavanja ne se os ojeVpisyn načrn opravivzoairTetn za meritev sto^a vsrort( olja v |PnOFatotijaiUdvkh de!a rn pp^rnk¡ z laboratorinslro mer¡tvijv sto^je aatosfi.Iz^sek temnritve aluai ^ verVi\^^^t in dvsszi|oonornpeei sto-pvriViados0io svrem|javsakodoba-v|\eeokeos|ažOj Odslej lahko na opisan način i zde-Izmo tiolp aeto bidčbvlir:no otfk. Pri obranem delo rmo uporabili love skoznostno gbadacijo ISO VG Zb. Oczvjtjem,do tudioakalevitkozoo-stne gradacije ne bi dosti spremeni-lerazmer. 0azvne;^yir^o)^b^i^)^a^vavjp a:- nn;r^£i sistema je vu-t) Vvoat^iti^e-ftovnta kis^oatil^id^^i^Nnranognc^Iri-oarko oomembčaatopejaaiit vseh ciFrah eo1opokevt. Te mora) mo še z^sO vpoSnevati piI noN^mji^i-dnavliva¡n sistemi. [1] C. Peuchoi, U^e^tvtoc3^s;to optima ho manaeementcU uleanlieess reeuirementu of phidt^daaveir sy-stems,Zboraik prisehv^^ovas^at taratlnt konfaoetct tluidna tehnita C0i^9,irisaboaii^lo^er^iju, 2009,N5-C4. [t] C thuchoa, Nfvo ihS(orh^^tiohol ^^^^cJvrds^eS^it^dU^c^f^atsyel^^hP clnSam¡naC¡lacontrol,ZNore¡k prispivkovmednarodne konference Fluidna tehnika 2009, Ma-r^i^oitiloi/uoiju, 2009, ^ncc. [C] D.Lov2ec,M. Kamhič, 0^i2r^^s^i¡Cr^^ tekočiet innjihova taga, Univer-sav MseS>otu.Maablc COOU-f M¡N2mh¡č, 2. 0^aiSs^]^e LViamar, S^asit^tiju artosb s-učn UiNcai vl^nihoyt dsoc2ed¡ngs-SLO-TRCCOt Ljubljtnn, kloeeetja, lhgUidah^of. [5] M. Kambič, A. Hrobat, Spremljanje kontaminacije hidravličnih tekočin:pogledvzakulisje -0o-Idčanje vrete, ečličinoinievotp eit)rtcmiocnj:ge. Oontil, eol. 03 bateoz 414-418. Production of hydraulic oil with better cleanliness level Abstract: Fresh hyd raulic oils already contain a certa i n num be r of particles. Although they meet the requirements of DIN 51524 regardino the nececsary cleanliness level, they are not directly applicable for use in modern hydraulic systems and deviceswithoutadditional filtration. This additional filtration is therefore normally done by users on the siSebofore starting of the hydraulic system. There is also another option to achieve toe necessary aleanliness level of fresh hydraulic oil. This is thepreduction of hydraulic oilswith better purityas standard. However, so far such cases are the exception rather than the rule. Company Olma d.d. has therefore decided to offer users even this option. Given the importance of c^anliness of hydraulic components and hydraulic oil in the hydraulic system is the moUecn demand dsss more clcar hydraulic oil all over. Thia paper deals with the production of mieeralhydrtalic oil suito a beOter cleanliness lnvel,in-dluence of the Tinsnesnof filterelementsand numbet of filtration cyulee.By csing nf cppropria-te equipment and approp riate method of work we can nowoffnt cusSumess an entremely high cleanliness level of hiydraulic nil, so that it is directly applicable even in th e most sensitive hydraulic systems. Keywords: hyTrtulics,o il, cleanliness, filtration