Čistý stlačený vzduch

Stlačený vzduch je čtvrtým energetickým médiem po elektřině, plynu a vodě. Bez něj by na světě fungovalo jen několik málo výrobních linek. Většina stlačeného vzduchu je vyráběna pomocí šroubových kompresorů se vstřikováním oleje a kompresorové oleje tak hrají významnou roli při výrobě čistého stlačeného vzduchu energeticky účinným způsobem. Kompresorové oleje tvoří méně než jedno procento nákladů na provoz kompresorů, ale správně zvolený olej pomáhá ušetřit významnou část celkových nákladů. Olej plní tři základní funkce – jednak zajišťuje, že rotory a jejich ložiska jsou v kompresorech mazány, jednak odvádí teplo při procesu stlačování vzduchu a jednak tvoří těsnicí film mezi rotorem a skříní kompresoru.

Pro efektivní a bezproblémovou výrobu je vyžadován olej s dlouhou životností, s dobrými teplotními vlastnostmi a s nízkým obsahem zbytků ve stlačeném vzduchu. Nicméně ve výkonu jednotlivých kompresorových olejů existují značné rozdíly. Syntetický produkt s dobře definovaným složením poskytuje značné výhody v porovnání s produkty na bázi ropného oleje, přičemž vyniká zejména optimální oxidační stabilitou, dobrou přilnavostí a nízkou tvorbou zbytků. Nově vyvinuté syntetické oleje vynikají ve srovnání s běžnými kompresorovými oleji výrazně vyšším výkonem.

Speciální kompresorové oleje odolné proti oxidaci zajišťují nižší náklady na údržbu, vyšší disponibilitu kompresorů, snížení celkových nákladů na oleje, olejové filtry a odlučovače oleje, jakož i snížené náklady na likvidaci použitých olejů. Kromě toho správně zvolený kompresorový olej zvyšuje výkon kompresoru se stejným příkonem díky vysokému mazacímu účinku základového oleje v kombinaci s optimálním balíčkem aditiv. V průběhu stlačování vzduchu takovýto produkt zabraňuje rozkladu, oxidaci a tvorbě zbytků oleje.

Kompresor v podstatě během svého provozu „zničí“ používaný olej, přičemž na toto má vliv hned několik faktorů, jakož je vysoký tlak, kontinuální přívod čerstvého vzduchu, vysoké teploty, značné střihové síly, vniknutí částic a vlhkost vzduchu. Všechny tyto faktory zapřičiní stárnutí oleje, které je způsobeno především jeho oxidací. Při teplotách mezi 90 °C a 100 °C a vyšších a pod stálým přívodem kyslíku, organických kyselin vzniklých oxidací je používaný olej rychle rozkládán. Koncentrace těchto kyselin se vyjadřuje pomocí tzv. neutralizačního čísla – čím nižší je jeho hodnota, tím nižší je míra oxidace.

Kondenzát vzniklý ze vzdušné vlhkosti je dalším faktorem, který má za následek vysoké náklady na údržbu, protože musí být zpracován ještě před jeho odvedením do kanalizačního systému. Nevhodné oleje nebo méně kvalitní přísady zapříčiňují emulgaci kondenzátů, takže je nemožné oddělit olej a vodu v běžném odlučovači, což vyžaduje používání nákladnějších odlučovačů kondenzátu a zvyšuje tak náklady. Zejména v potravinářském a farmaceutickém průmyslu musí být obsah oleje ve stlačeném vzduchu co nejnižší a kompresorové oleje musí být registrovány podle NSF pro kategorii H1.

Jedním z příkladů může být přední výrobce uzenin, který měl potíže s používáním jeho kompresorových olejů registrovaných podle NSF pro kategorii H1. Životnost oleje byla kratší než 1 000 hodin, což způsobovalo vysoké náklady na údržbu a časté prostoje ve výrobě. Po provedení přesných analýz bylo doporučeno vyčištění kompresorů za chodu a následný přechod na používání syntetického oleje. Po vyčištění mohla být provozní teplota až o 15 K nižší než předtím. Kromě toho nebylo již třeba chladič každý rok demontovat a čistit, provozní hodiny se zvýšily na více než 4 000 a náklady na údržbu se tedy výrazně snížily, zatímco cena oleje byla srovnatelná.

Některé syntetické oleje byly vyvinuty speciálně pro kompresory v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, kde stlačený vzduch může během výrobního procesu přijít do styku s konečným výrobkem. Speciální oleje s registrací podle NSF pro kategorii H1 a certifikací podle ISO 21469 podporují výrobní podniky, aby vyhověly náročným hygienickým požadavkům. Syntetické oleje mají velmi dobrou oxidační stabilitu, což znamená, že je přítomnost oxidačních zbytků nebo laků v kompresoru minimalizována. Intervaly výměny oleje mohou být prodlouženy například až na 5 000 provozních hodin pro šroubové kompresory se vstřikováním oleje. Toto umožňuje kromě snížení nákladů na údržbu a provozních nákladů také dosáhnout vyšší provozní spolehlivosti.

Dalším příkladem je výrobce dřevotřískových desek. Výměna kompresorového oleje byla původně nutná po 2 000 provozních hodinách a doporučení tedy bylo přejít na používání syntetického kompresorového oleje. Po 8 000 provozních hodinách odhalila laboratorní analýza použitého oleje počátek rozkladu aditiv přítomných v oleji, avšak olej ještě nemusel být měněn na dalších 2 000 hodin. Tudíž životnost oleje byla pětkrát delší než u dříve používaného kompresorového oleje. Sečtou-li se celkové náklady na výměnu oleje, jeho likvidaci, s náklady na olejové filtry, odlučovače olejů a na údržbu, ukáže se kvalitní produkt nejvíce nákladově příznivým. Výpočet celkových provozních nákladů ve výše uvedeném příkladu tedy názorně ukazuje na značné úspory. Se stejnou spotřebou energie je možné vyrobit více stlačeného vzduchu (zlepšení specifického výkonu).

Speciální syntetické oleje byly vyvinuty zejména pro mazání silně zatížených kompresorů na stlačování vzduchu s plánovanými intervaly výměny oleje až do 10 000 provozních hodin (za normálních provozních podmínek). Tyto oleje jsou neutrální vůči většině elastomerových těsnění používaných v kompresorech na stlačování vzduchu. Speciální inhibitory udržují vnitřní prostory kompresorů čisté, tak aby byly eliminovány náklady na čištění kompresorů a jejich neplánované prostoje.

Kompresorové oleje na bázi ropného oleje mohou způsobit tvorbu lakových a karbonizačních zbytků, a to zejména v šroubových kompresorech se vstřikováním oleje a lopatkových kompresorech, kde se usadí v celém olejovém okruhu. V hydraulických systémech mohou ropné oleje způsobit zalepení ventilů na horkém povrchu, což má za následek vysokou spotřebu energie, ucpané olejové kanálky a filtry a díky tomu vysoké náklady na údržbu a prostoje.

K dispozici jsou účinné čisticí koncentráty na bázi esterových olejů s čisticími přísadami, které jsou používány v 10% koncentraci v olejové náplni, a to 60 hodin před další plánovanou výměnou oleje. Během chodu kompresoru rozpouští čisticí koncentrát zbytky na površích a zajišťuje, že zbytky zůstávají rozpuštěné v oleji, aby pak byly vypláchnuty ze systému při výměně oleje. Tato metoda je mnohem účinnější než pouze proplachování kompresoru pomocí normálního kompresorového oleje. Provozovatel zařízení může snadno zjistit, zda a kdy je nutné provést výměnu oleje pomocí soupravy určené pro rychlý test stavu kompresorových olejů. Test využívá přítomnosti rozložených kyselin v oleji a pomocí barevné indikace určí míru oxidace použitého oleje.

Více informací na www.klueber.com/cz/kompresoroveoleje

Zmíněné praktické příklady ukazují, že přechod na plně syntetické kompresorové oleje může být proveden velmi jednoduše. Provozní životnost oleje může být výrazně prodloužena a výkonnost kompresorů zvýšena za současného ušetření provozních nákladů a cenných zdrojů.

Robert Corna
Drahomíra Wachtlová

Klüber Lubrication CZ

www.klueber.cz
drahomira.wachtlova@cz.klueber.com