Témata
Reklama

Monitorování stavu hydraulického oleje

Na následujících stranách je ukázán příklad aplikace, jak lze prodloužit životnost oleje v hydraulickém zařízení. U sledovaného zařízení byl na začátku stanoven servisní interval a životnost hydraulického oleje na 2 000 hodin. U maximálně vytíženého stroje by to znamenalo tříměsíční interval výměny oleje.

Reálná životnost oleje průměrného stroje se odhaduje podstatně vyšší, ale vzhledem k chybějícím analýzám oleje a nutné ochraně systému byl servisní interval upraven podle scénáře „Worst-Case“. Použitím snímače stavu oleje LubCos H2Oplus II, kombinovaného s novým filtračním systémem společnosti Argo-Hytos, mohl výrobce zařízení zvýšit životnost oleje ve stroji o 125 %.

Reklama
Reklama
Reklama

Základní popis snímače

Snímač LubCos H2Oplus II, který byl použit v této aplikaci, může měřit a ukládat několik parametrů oleje a kompenzovat rušivé vlivy. Navíc ukládá počáteční referenční parametry nového oleje a stále je porovnává s aktuálními měřenými parametry a zadanými mezními hodnotami. Naměřené hodnoty se kumulují v interní paměti snímače, dokumentují historii procesu a používají se společně s integrovanými modely a algoritmy k výpočtu očekávané životnosti oleje (viz obr. 1).
Výměnu oleje musí uživatel nebo pracovník servisu zadat snímači přes připojené PLC (Programmable Logic Controller) zařízení, aby se snímač nastavil na výchozí parametry.

Obr. 1. Přehled toku dat ve snímači a interakce algoritmů a naměřených parametrů

Obr. 2 ukazuje příklad měření mobilní hydrauliky s životností oleje přes 9 000 hodin. Graf ukazuje výsledky měření relativní permitivity přepočítané na referenční teplotu 40 °C a limitní hodnoty pro dané zařízení po dobu životnosti oleje. Úroveň relativní permitivity stoupá velmi pomalu, což svědčí o pomalém procesu stárnutí oleje.

Obr. 2. Relativní permitivita hydraulického oleje v průběhu doby životnosti oleje

Obr. 3 ukazuje příklad měření teplotně kompenzované vodivosti u mobilní hydrauliky a příslušné mezní hodnoty během doby životnosti oleje. Hodnota vodivosti zůstává téměř konstantní, s lehce stoupající tendencí, která jednoznačně nevypovídá o stárnutí.

Obr. 3. Vodivost hydraulického oleje v průběhu doby životnosti oleje

Snímač vyhodnocuje také relativní vlhkost oleje, aby bylo minimalizováno riziko vysokého obsahu vody.

Obr. 4. Relativní vlhkost hydraulického oleje po dobu měření 9 000 hodin

Analyzovat data se vyplácí

Parametry, jako je teplota oleje, kompenzovaná relativní permitivita (P40) a kompenzovaná vodivost (C40) jsou uloženy v interní paměti, která analyzuje procesy a porovnává je s mezními hodnotami a očekávanou životností. Každý jednotlivý výpočet je součástí prognózy zbývající doby životnosti oleje (RUL = remaining useful lifetime). Odhadovaná RUL vychází z tepelného zatížení, naměřených chemických parametrů a uživatelem přednastavených parametrů. Uživatel stroje může zkontrolovat údaj o zbývající životnosti oleje RUL stejně jako v moderním automobilu údaje o počtu km do příští servisní kontroly. Dále lze odečítat jednotlivé parametry, jako je aktuální teplota nebo relativní vlhkost. Je-li překročena maximální přípustná teplota nebo relativní vlhkost, objeví se varování na obrazovce PLC a uloží se v interní paměti.

Důležitost parametrů

Pro zdůvodnění důležitosti měřených parametrů byly provedeny teoretické úvahy a praktické testy. Pro ověření výsledků měření permitivity byly tyto výsledky porovnány s hodnotami TAN (Total Acid Number) z laboratorních měření (obr. 5). Ty lze použít pro sledování procesu stárnutí.

Obr. 5. Porovnání měření relativní permitivity s měřením TAN

Měření vodivosti závisí na výchozím stavu oleje. Vypovídá jednak o aditivech a jednak o chemických produktech stárnutí obsažených v oleji. Tak může poskytnout také informaci o obsahu aditiv v oleji, viz obr. 6.

Obr. 6. Typy olejů, jejich vodivost a orientační obsah aditiv

Monitorování parametrů

Existují různé příčiny, které určují konec doby životnosti použitého oleje. Snímač LubCos H2Oplus II měří aditiva, produkty stárnutí, relativní vlhkost, smísení s jinými kapalinami a teplotní zatížení, ale neumí detekovat žádné znečištění částicemi nebo produkty oděru či opotřebení. Z tohoto důvodu nejsou laboratorní analýzy oleje zbytečné, intervaly mezi zkouškami však lze díky online měřením a krátké době reakce podstatně prodloužit. Pro získání kompletního monitorovacího systému je možné do hydraulického systému zapojit monitor částic, jako je snímač OPCom II. Toto rozšíření dovoluje téměř kompletní monitorování stavu a podstatně prodlužuje životnost oleje.

Měření

Aktuální měření probíhá asi 9 000 hodin. V této době se odebírají vzorky oleje a analyzují se v nezávislé laboratoři. Jak již bylo popsáno výše, vypočítávají snímače samy zbývající dobu životnosti oleje a jako vedlejší produkt generují parametr „proces stárnutí“ AP (Aging Process). Tento parametr udává v procentech, kolik času z celkové životnosti oleje již bylo spotřebováno, vycházeje z měření P40, C40 a tepelného zatížení. Obr. 7 zobrazuje vypočítaný proces stárnutí v závislosti na provozních hodinách. Ve sledovaném období praskla jedna hydraulická hadice a zničil se jeden válec. Důsledkem obou událostí byla ztráta oleje, který musel být doplněn, což je v grafu zobrazeno. Výsledky z laboratoře ukazují, že by olej mohl v systému zůstat déle, protože chemické parametry i čistota oleje se nacházejí v normálních mezích.

Obr. 7. Vypočítaný proces stárnutí pro mobilní hydrauliku s označenými událostmi, které by mohly poukazovat na chyby v systému.

Protože však výrobce odhadl dobu životnosti oleje na 9 000 hodin, byl olej po 9 000 hodinách kvůli zajištění výkonu zařízení vyměněn.

Životnost oleje pod kontrolou

Tento příklad ukazuje, že využitím snímače lze prodloužit životnost oleje a tím i intervaly kontroly hydraulického systému stroje o 125 %. Dále lze díky snímači podstatně snížit náklady na údržbu hydraulického zařízení. Vedle prodloužené životnosti oleje nabízí snímač i ochranu před předčasným opotřebením oleje tím, že monitoruje více parametrů a nepřetržitě vypočítává zbývající dobu jeho životnosti.

Měření také ukazují, že životnost oleje by mohla být prodloužena ještě víc. Pro kompenzaci omezení snímače lze do systému zaintegrovat monitor částic kvůli sledování jeho znečištění. Další možností je náhrada snímače LubCos H2Oplus II snímačem LubCos Level, čímž se ušetří náklady za samostatný snímač výšky hladiny oleje.

Dalšími přednostmi snímače LubCos H2Oplus II jsou integrovaná měření teploty a měření relativní vlhkosti oleje. Integrace měření teploty nabízí ochranu před příliš vysokými teplotami a šetří náklady na samostatný snímač a náklady za jeho vestavbu a uvedení do provozu. Sledování relativní vlhkosti chrání olej před znečištěním vodou, které může vzniknout v důsledku prasklého obvodu vodního chlazení, kontaminací vodou z okolí nebo kondenzací vodní páry v nádrži.

Argo-Hytos

Ing. Jiří Vrhel

j.vrhel@argo-hytos.com

www.argo-hytos.com/cz.html

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 160955
Datum: 07. 09. 2016
Rubrika: Trendy / MSV 2016
Autor:
Firmy
Související články
Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Prediktivní údržba 4.0

Smyslem prediktivní údržby je předpovědět stav výrobních zařízení a odhalit potenciální poruchu. Prediktivní údržba rozšiřuje běžné monitorování stavu o pohled do budoucnosti strojů a nabízí tak možnosti, jak zvýšit efektivitu a snížit celkové provozní náklady. Digitalizace přináší nové možnosti řešení servisní údržby.

Související články
Efektivní program čištění pro moderní průmyslovou výrobu

„Rozlila se mi láhev ředidla!“ I v nejlépe organizované dílně se stávají nehody. Jsou dvě řešení: vytáhnete během vteřiny z vhodně umístěného zásobníku jednu netkanou utěrku, ředidlo utřete a utěrku hodíte do koše. Nebo vstanete, jdete do kumbálu, z velkého pytle hadrů vyberete ten nejvhodnější, vrátíte se, zjistíte, že hadr rozlité ředidlo nepojme, jdete pro další, oba dva pak zanesete do druhého kumbálu, kde se ukládají hadry na vyprání... a už je pomalu čas na pauzu po uklízecí anabázi.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výzvy při lisování hliníku

Vzhledem k neustále se zvyšujícím požadavkům na snižování spotřeby paliv automobilovém průmyslu, musí výrobci hledat cesty ke snižování hmotnosti automobilů všech produktových řad. Vedle používání ocelí AHSS a UHSS jsou hliníkové slitiny velmi atraktivní a životaschopnou možností pro výrobce. Novější typy oceli mohou být zpracovány podobným způsobem původně používaným po generace. Hliníkové materiály mají mnoho výhod i nevýhod oproti oceli, které musí být pečlivě zváženy.

Vlastnosti moderních plastických maziv

Průmyslová odvětví neustále vyhledávají plastická maziva, jež nabízejí nejkvalitnější technické parametry mazání – lepší mechanickou stabilitu, zvýšenou odolnost vůči smyku a vodě, účinnější ochranu proti korozi a stálý výkon jak při vysokých, tak nízkých teplotách.

Množství maziva je klíčem k životnosti ložisek

Obecně platí, že ložiska jsou velmi spolehlivé komponenty a často mohou přečkat celkovou životnost stroje. Nicméně ne všechna ložiska dosáhnou své výpočtové životnosti. Předčasné selhání ložisek je častým problémem a může vést k nákladné opravě a nákladným prostojům strojních zařízení.

Čisticí utěrky v systému vícenásobného použití

Vyčistit stroje, pracoviště a materiál použitý k čištění prostě zahodit? Tak jednoduché to v oblasti řemesel a průmyslu není. Kdo začne pracovat se znečišťujícími látkami, jako jsou motorový olej, tuhá maziva nebo nátěry, musí respektovat a dodržovat určité zákonné směrnice pro zacházení s materiálem použitým k čištění.

Čistící síla pro hydraulické systémy

Majitelé podniků a provozovatelé strojů neustále hledají nové způsoby, jak zefektivnit produktivitu výroby a zvýšit svou konkurenceschopnost. Údržba hydraulických zařízení se však stále více potýká se znečištěním hydraulického systému kaly a usazeninami. Tyto usazeniny snižují efektivitu práce strojů, způsobují zbytečné prostoje a snižují celkovou produktivitu práce a navyšují celkové náklady.

Ochrana provozních měřidel tlaku před mechanickým namáháním

Při měření tlaku v potrubních systémech a v nádobách se setkáváme s nepříznivými mechanickými vlivy, které mají původ v měřeném procesu. Jedná se o tlakové rázy, pulzace, otřesy či vibrace, a někdy také o přetížení nad rámec měřicího rozsahu přístroje. Pulzace tlaku v potrubí zpravidla pochází od čerpadel, případně od rotujících míchadel v nádobách. Tlakové rázy jsou způsobovány setrvačností sloupce kapaliny pohybující se v potrubí; na jejich vzniku se podílí i činnost ventilů a škrticích orgánů. Destruktivní účinky mohou mít i bubliny par a plynů v tekutině proudící přes ventily. Otřesy a vibrace jsou způsobovány zpravidla rotujícími částmi strojů, prouděním tekutin, pulzacemi a tlakovými rázy v potrubí. Tento článek si klade za cíl shrnout způsoby, jak lze tlakoměry před uvedenými vlivy ochránit.

Syntetická maziva šetří energii i přírodní zdroje

Ochrana životního prostředí stejně jako co nejvyšší energetická účinnost jsou již delší čas velmi důležitými pojmy v rámci řízení a údržby každého podniku. Výrobci hledají různé způsoby pro snížení spotřeby surovin a energie, aby zlepšili bilanci oxidu uhličitého. A díky neustálému zvyšování nákladů na energie se tedy pro mnoho firem stávají možnosti jejich úspor stále atraktivnější.

Prodloužení životnosti olejů a strojů sledováním kondice oleje

Kondice a čistota oleje má zcela zásadní vliv na kondici stroje, resp. jeho spolehlivost, efektivitu a produktivitu a životnost. Problémy mazání, zasekávání ventilů, rychlé opotřebení komponent a tvorba úsad v kritických částech olejových systémů jsou příčinou dlouhých prostojů, snížené produktivity a nejdražších provozních problémů vůbec. Způsob, jak definovat příčiny a předcházet zvýšenému opotřebení komponent, je využití nových metod analýz olejů.

Ochranné rukavice pro zaolejovaná prostředí

Na trhu je velké množství rukavic pro přesnou práci, ale ne všechny přinášejí dostatečnou ochranu proti pořezání při bezpečném úchopu a nepropustnosti. Při manipulaci se zamaštěnými nebo znečištěnými díly přicházejí pracovníci do kontaktu například s řeznými kapalinami, které s ohledem na požadavky výroby často obsahují látky s dráždivými účinky.

Olej, sprej, nebo pěna?

Klübersynth NH1 4-68 je sprej na pomezí oleje a pěny. Spojuje v sobě vynikající mazací vlastnosti syntetického oleje s výbornými adhezními vlastnostmi pěny. Sprej je určen pro mazání vřeten, otevřených převodů, závěsů, kluzných vedení a řetězů (délky 3 až 5 metrů), ale hodí se pro celé spektrum aplikací, kde nabídne kombinaci nejlepších vlastností oleje a pěny. Produkt je registrovaný u NSF pro kategorii H1, je tedy možné jeho použití i v potravinářském průmyslu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit