Мониторинг и прогноз состояния средств транспорта и оборудования предприятий по анализу смазочных материалов

В своевременной диагностике и профессиональном сервисе  нуждаются все системы высокотехнологического оборудования, в которых используются моторные, трансмиссионные и гидравлические масла. Такой  подход необходим  для эксплуатации  отечественной  и импортной тяжелой техники, применяемой в карьерах, на горно-обогатительных комбинатах и вспомогательных площадках.  Контроль и анализ  смазочных материалов , используемых на карьерном транспорте и горнодобывающем оборудовании, становится  сегодня одной из самых актуальных проблем не только эксплуатирующих предприятий, но и производителей техники и оборудования, а также компаний-поставщиков масел.

Мониторинг состояния использованного масла является мощным оружием в арсенале технического обслуживания. Внимательное изучение изменения концентрации металла и прочих примесей, собираемых маслом, позволяет выявить потенциальные проблемы на ранних стадиях. Анализ моторного, трансмиссионного, гидравлического масел и рабочих жидкостей дает  оперативное и точное представление о том, что происходит внутри силового агрегата, редуктора, коробки передач, гидравлической системы и других важнейших узлов и механизмов техники, и служит источником  жизненно важной информации для используемой техники.

Проверяя физические и химические характеристики масла, мы получаем информацию относительно износа как металла, так и самого смазочного материала.

Проведя  соответствующее исследование, можно без разборки двигателя или какого-нибудь другого агрегата установить степень износа входящих в его состав деталей и механизмов. При отборе пробы масла нет необходимости выводить из работы технику или оборудование. Более того, при возникновении каких-либо подозрений относительно исправности отдельных узлов (непонятные шумы или стуки) можно провести комплексную диагностику, не прибегая к дорогостоящим и  трудоемким операциям. Результаты анализов вносятся во встроенную базу данных, которая ведется на все испытания, для расчета тенденций износа и определения оптимальных интервалов обслуживания техники и обеспечения безаварийной работы.

Основная, характерная особенность мониторинга масел - чем больше анализов проб масел, тем точнее результаты исследования, тем больше статистики и выше надежность, и достоверность итоговых заключений, более информативный график тренда износа!

Другими словами, трейдинговый анализ техники и оборудования позволяет выявить и устранить возможный  аварийный случай задолго до возможного его возникновения и принятия корректирующих действий на технике.

Таким образом, накопленная база данных на техническое состояние техники и оборудования, позволяет любому владельцу дорогостоящей тяжелой техники и оборудования прогнозировать свои экономические и финансовые затраты на обслуживание и  ремонт, а также возможность увеличения времени замены масла по его фактическому состоянию.

В зарубежных странах-производителях тяжелой карьерной и горнодобывающей техники была проведена подробная и кропотливая работа в определении нормативных уровней содержания в масле тех или иных металлов износа и загрязнений. Так в компании CATERPILLAR определены нормы по содержанию в используемом масле элементов износа и контроля чистоты. За основу приняты соответствующие нормативы, установленные международной организацией по стандартизации. Например, согласно этих требований уровень загрязнения для заправляемых  новых гидравлических масел должен составлять- ISO 18/15, для масел механических трансмиссий- ISO 21/16, для топлива- ISO 18/16/13. Такие же требования существуют  у компании CUMMINS INC. и некоторых других производителях техники.

Зарубежные производители техники устанавливают интервалы замены масел и специальных жидкостей для продаваемой в России и странах СНГ техники с меньшей наработкой, чем в странах Европы и Америки. Они страхуют отказы своей техники из-за того, что у нас в России и странах СНГ не производится мониторинг ГСМ при эксплуатации этой техники. И в какой-то мере они правы в этом. Так,  например, на интервал замены  моторных масел влияет содержание серы в топливе и это надо обязательно контролировать.

В России  производят топливо с уровнем европейского стандарта с соответствующим содержанием серы. Все компании- производители импортной техники (Caterpillar, Cummins, Komatsu и др.) в своих бюллетенях и спецификациях сообщают, что не против увеличения интервалов замены масла при условии  использования  дизельного топлива  с соответствующим уровнем содержания серы,  но при этом  с обязательным контролем (мониторингом) за эксплуатацией масел и специальных жидкостей.

Проведение мониторинга смазочных материалов  выполняется  на самом современном, диагностическом лабораторном оборудовании, в соответствии с международными стандартами испытаний  ISO, DIN, SAE, ASTM, NAS и отечественным ГОСТ.        

Масло раскрывает секреты по индикаторам износа двигателя или техники.

Если провести анализ на определение индикаторов износа двигателя  или техники, то можно без разборки двигателя или какого-либо другого агрегата установить степень износа входящих в его состав компонентов. Более того, при возникновении каких-либо подозрений относительно исправности отдельных узлов (непонятные шумы или стук) выполнить комплексную диагностику системы, не прибегая к дорогостоящим и времязатратным операциям.

Общая информация, приведенная ниже, позволяет понять о чем свидетельствует наличие в масле определенных веществ, так называемых, индикаторов износа двигателя и как они отражается на состоянии различных агрегатов.

 

Индикаторы износа некоторых узлов двигателя.

 

Подшипники = Свинец + Олово (Медь/Алюминий). Все вращающиеся внутренние детали двигателя оснащены  подшипниками скольжения. Поверхность подшипников покрывает сплав, в который входит свинец и олово. Присутствие в пробе масла двух этих металлов означает о начале износа подшипников. Если вместе с свинцом и оловом обнаружена медь или алюминий, то это указывает на серьезный износ подшипников.

Распредвал  = Железо. Если в пробе масла обнаружено содержание железа, превышающее уровень нормального износа, а концентрации других металлов - в норме – это указывает на износ деталей в системе газораспределительного механизма  (распредвал, толкатели, рокеры и т.д.).

Коленчатый вал = Железо + Свинец + Олово + (Медь/Алюминий).  Высокие концентрации всех этих металлов сопровождают износ коленчатого вала и соответственно подшипников скольжения. 

Цилиндры = Железо + Хром и/или Алюминий.  Хром попадает в масло от поршневых колец, алюминий – от поршней и железо – от цилиндров. Присутствие в масле этих металлов обусловлено износом поршневой группы. Интенсивное  нарастание этих элементов свидетельствует ненормальном износе и как следствие – задире.

Поршни = Алюминий. Поршни в основном состоят из алюминия. Износ поршней за частую вызван абразивными частицами (пыль, грязь) попадающими в масло. Другая причина – перегрев двигателя. Кроме того, попадание топлива в масло снижает его смазывающие свойства, а это увеличивает трение и, следовательно, износ поршней.

Поршневые кольца = Хром + топливо или грязь. Кольца выполняют две основные функции в двигателе: предотвращают попадание прорыв газов в систему смазки и препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Износ колец легко определяется по концентрации хрома и вызывается абразивным износом от частиц грязи и пыли.

Блок цилиндров / Впускной коллектор = Примесь антифриза или Натрий/Калий.  Натрий, калий и иногда кремний входят в состав антифриза. Через камеру сгорания они попадают в масло и служат индикаторами протечек в системе охлаждения. Выявление факта попадания антифриза на ранней стадии позволяет избежать дорогостоящего ремонта.

Вода = Вода в масле. Вода в масле накапливается как правило в период зимней эксплуатации автомобиля, когда двигатель работает на низком температурном режиме. Может являться индикатором протечек в системе охлаждения. Повышенное содержание воды ускоряет окисление, нитрование масел и приводит к потере диспергирующих свойств.

Воздушный фильтр = Кремний.  Пыль находиться в воздухе вокруг нас и чрезвычайно важно избегать её попадания в двигатель. Абразивный износ, вызываемый частицами пыли, которые попали через воздушный фильтр или через неплотности воздушного тракта, приводит к быстрому выходу двигателя из строя. Повышение концентрации кремния в пробе указывает на попадание пыли с воздухом и требует замены воздушного фильтра и смены масла, а также, проверки герметичности воздушного тракта.

Большой экономический эффект может обеспечить замена моторных масел по их фактическому состоянию. В этом случае могут быть исключены повышенный износ двигателя при работе на масле, выработавшем свой ресурс, и дополнительные расходы, связанные с преждевременной заменой масла. Однако,  решение этой задачи связано с выбором критических параметров состояния масла, налаживанием своевременного отбора проб и инструментального контроля их состояния.   Ниже показана блок-схема  процесса оптимизации затрат:      

В таблице, в качестве примера приведены значения физико-химических показателей работавших масел, при достижении которых необходима замена масла. 

Эти значения установлены для четырехтактных дизелей фирм Detroit Diesel, Caterpillar, Cummins. При  использовании перечисленных показателей рекомендуется вести их непрерывный учет по пробегу, причем одновременно (включая общее кислотное и щелочное число ) и для группы автомобилей. Резкое изменение одного из параметров и приближение его к критической отметке, свидетельствует  о необходимости замены масла.  Характерно, что  в различных двигателях и условиях работы,  критическими оказываются различные показатели.                      

Некоторые фирмы для определения срока службы масла рекомендуют ориентироваться на удельный расход топлива. Чем выше расход топлива на единицу пробега, тем «жестче» условия эксплуатации и, соответственно, меньше пробег до замены масла.

    Интервалы до замены моторных масел для дизелей различных фирм

Фирма-изготовитель	Топливо, масло	Условия эксплуатации	Интервалы для  различных моделей, км.
CATERPILLAR CUMMINS	Малосернистое, CG-4 15W40 API CG-4	Магистрали Легкие Нормальные Тяжелые	40 000 43 400-51 500 35 400-40 000 24 000-29 000
DETROIT  DIESEL	Содержание серы       до 0,5%	Магистрали Город Частые остановки, короткие пробеги	19 200-24 000 9 600-19 200 (3 мес.) 9 600-19 000
DETROIT DIESEL	Содержание серы      более 0,5%	Магистрали Город Частые остановки, короткие пробеги	16000 6 400 (3 мес.) 6 400-12 500

 

 Для промышленного оборудования и  оборудования ГОК,  в эксплуатации которых используются объемы масел до  100 тонн, мониторинг масла позволяет:

- Продлить  срок работы масла  на значительные сроки от 1 месяца до года.

- Знание состояние оборудования по металлам износа позволяет прогнозировать  его остановку и ремонт.

- предупредить   аварию оборудования с длительными сроками простоя, когда потери от простоя   огромны.

Мониторинг смазочных материалов  на современном  диагностическом оборудовании позволит  Вам современными методами испытаний масел, жидкостей и топлива, т.е. комплексно, уменьшить свои финансовые затраты и сделать так, чтобы Вы могли по состоянию масла предотвращать аварийные отказы техники и планировать свое техническое обслуживание и ремонт.