Анализ масла - в чём выгода?

Эта публикация описывает как начать программу анализа масла, как подсчитать минимальный эффект и как анализ масла стыкуется с философией технического обслуживания. Итак, техническим языком, что значит эта фактическая выгода?

Использование анализа масла имеет три главных цели: наблюдать за состоянием масла, наблюдать за состоянием оборудования смазываемого этим маслом и измерять уровень загрязнений. Это прогнозируемый и превентивный способы технического обслуживания.  Прогнозируемый, потому что может снизить серьёзность поломок и предоставить возможность планирования. Превентивный, потому что позволяет снизить частоту отказов и стоимость работы.

Это самая важная цель анализа масла – снизить стоимость работы и сохранить деньги. Так как это сделать? Основные выгоды это:

• Определение повышенного износа.
• Определение деградации масла.
• Определение загрязнения масла.
• Определение возможных поломок.
• Проверка используемого масла.
• Оптимизация межсервисных интервалов.
• Возможность избежать ненужных ремонтов.
• Возможность избежать потери продукции.
• И, главное, сохранить деньги.

Каждый из этих пунктов мы обсудим детально.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЫШЕННОГО ИЗНОСА
 

Состав отдельного компонента известен, или может быть выяснен у производителя. Поршни сделаны из алюминия, подшипники скольжения содержат свинец; упорные шайбы и втулки содержат медь, валы, зубчатые колёса и шариковые подшипники состоят из сплавов железа. Анализ масла использовался с 1940-х и развивался на железной дороге Соединенных Штатов. Особый интерес представляла собой преждевременная поломка подшипников скольжения в двигателях локомотивов, которые обычно имеют покрытие из свинца или олова. Оригинальная идея заключалась в том, чтобы анализировать используемое моторное масло, чтобы увидеть содержит ли оно свинец. Большинство изученных проб содержали в себе свинец. Что, в конечном счёте, было открыто, так это то, что рост уровня свинца сигнализировал о надвигающейся поломке подшипника.

Обычно, компоненты износа демонстрируют на кривой известной как «ванная». Изначально показатели износа могут быть высокими, пока детали прирабатываются, затем частицы износа отстаиваются, уровень падает до относительно постоянного значения образования новых частиц, пока не закончится срок службы деталей, тогда значения износа вновь возрастут. Смотрите график ниже:

Рис. 1: Кривая – «ванная».

Любое отклонение от значений нормального износа на графике, может сигнализировать о том, что машина стала работать в более тяжелых условиях (ускоренный износ) или то, что имеет место катастрофический износ. Очень важный момент здесь в определении и корректировке этих проблем заблаговременно, таким образом, чтобы избежать  катастрофического износа и поломки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕГРАДАЦИИ МАСЛА (НАБЛЮДЕНИЕ ЗА СОСТОЯНИЕМ МАСЛА)

Анализ масла также позволяет наблюдать за состоянием масла. Со временем масло деградирует из-за его способности реагировать с атмосферным кислородом (окисление). Этот процесс является причиной роста вязкости и образования кислот. Причины, по которым эти процессы могут ускориться это высокая рабочая температура и присутствие загрязнений. Для придания специфических рабочих свойств, в масло добавлены различные химические вещества. Эти добавки не восполняются и, мало-помалу, с течением времени расходуются, и этот процесс также ведет к деградации масла. Это означает, что масло не может служить вечно и, периодически, должно заменяться.

Период смены масла зависит от многих факторов, таких как тип оборудования, применение и окружающая среда, но без программы анализа масла невозможно узнать, когда менять масло. Большое количество физических и химических тестов может быть проведено для наблюдения за состоянием базового масла и уровня присадок в масле.

Часто деградация масла может быть результатом порочного круга. Небольшое отклонение (например небольшой перегрев) может стать причиной  того, что масло деградирует немного (может произойти небольшой рост вязкости). Проблема здесь в том, что увеличение вязкости уменьшит способность масла действовать как охладитель, так проблема перегрева становиться более выраженной и причиной дальнейшей деградации масла. Полный механический отказ может произойти в неожиданно короткий период времени. Ниже моторное масло, которое было подвергнуто серьёзному перегреву.

Рис. 2: Моторное масло, подвергнутое серьёзному перегреву.

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА УРОВНЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Третья главная функция анализа масла это наблюдение за уровнем загрязнений. Загрязнения могут быть внутренними и внешними. Внутренние загрязнения образовываются в механической системе, такие как частицы износа или продукты сгорания. Внешние загрязнения это субстанции, которые существуют в окружающей среде, и не должны присутствовать в масле. Самые распространенные из них это грязь и вода.

Загрязнения могут непосредственно разрушать смазываемое оборудование. Грязь является абразивом, и может быть причиной повышенного износа деталей, вода же является причиной ржавления металлов. Загрязнения могут также быть причиной деградации масла, которая в свою очередь, оказывает негативный эффект на механическую систему. Продукты сгорания, такие как сажа, являются причиной роста вязкости масла, делая его менее эффективным как охладитель и как смазка. Этот феномен известен также как вторичный износ. К сожалению, износ не может быть устранён, но он может быть уменьшен. Это означает, что маленькие частички износа постоянно циркулируют в масле.  Если их количество значительно увеличивается, то частицы износа могут начать попадать между зубьями шестерён, а значит они будут работать в более тяжёлых условиях, что, в свою очередь, может быть причиной повышенного износа других компонентов механической системы.

Рис. 3: Серьёзный износ.

Рис. 4: Крупная грязь.

Рис. 5: Продукты деградации масла.

Эта иллюстрация внизу, любезно предоставленная Noria Corporation, показывает как пагубно грязное масло может влиять на гидравлическую систему.

Рис. 6: Влияние грязного масла на срок службы гидравлической системы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОЛОМОК

Связанный с наблюдением за состоянием оборудования, анализ масла может использоваться для определения возможных поломок. Иногда результаты анализов масла могут сигнализировать о том, что повышенный износ, который начался, появился за очень короткий период времени, хотя предыдущая проба могла быть полностью нормальной. Это важно и представляет собой отдельную пользу – определение наступления повышенного износа. В случае поломки, большая часть повреждений происходит в некоторой точке отказа, то есть счет за ремонт может быть значительно уменьшен принятием активных мер до того как отказ произойдет.
 

ПРОВЕРКА ИСПОЛЬЗУЕМОГО МАСЛА

Проверка используемого масла – важная возможность при использовании программы анализа масла. Когда проба масла поступает в лабораторию, клиент просит указать, какое масло используется.  Часто это звучит так: «Скажите, какое масло мы используем?» Ответ на этот вопрос иногда может очень удивить. Если масло, которое используется, не то, которое ожидал клиент, то можно говорить о нескольких вещах. В худшем случае, используется масло, которое не было рекомендовано или вообще не подходит для данного применения.  Некоторые морские двигатели и двигатели локомотивов имеют подшипники, которые содержат серебро, и эти подшипники реагируют с маслами, которые содержат основанные на цинке противоизностные и антиокислительные добавки. Производители масла для таких применений изготавливают моторные масла без цинка, но это значит, что «обычное» моторное масло приведет к выходу из строя двигателя в очень короткий срок.

Опыт показывает, что неправильное использование масла частая проблема в практике технического обслуживания на производстве.  Смешанные масла могут сигнализировать о том, что необходимо обучение персонала вовлечённого в обслуживание оборудования. Смешение масел, возможно, не будет представлять опасности для срока службы и, может быть вполне приемлемым, но это говорит о других проблемных моментах. Альтернативные бренды и сорта могут быть приемлемы в одной ситуации, и неприемлемы в другой, в специфичных применениях есть шанс лишиться гарантии, оборудование может преждевременно выйти из строя, и масло которое используется, возможно не рекомендовано производителем.

Важно отметить, что некоторые смеси масел могут быть неотличимы от других продуктов, которых даже нет на предприятии.
 

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕЖСЕРВИСНЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Анализ масла может использоваться для оптимизации межсервисных интервалов. Отметьте, главное слово здесь «оптимизировать», а не «как долго я могу использовать это масло?». Давайте используем для примера землеройные работы.  Лет двадцать назад был такой волшебный период  замены масла - 250 часов. Почти все производители оборудования предписывали его, и было не важно кто сделал двигатель, его модель, на каком оборудовании установлен двигатель, какое назначение у этого оборудования или где это будет работать. Некоторые двигатели были установлены на бульдозеры, какие-то на погрузчики или грейдеры. Бульдозер, например, может работать «медленно», может «быстро», может скребок толкать. Эта единица техники могла ровнять землю или строить дамбу, работать в Ква Зулу –Натал, в Гаутенге или в середине пустыни Калахари. Это был случай «починить всё одним ключём», период смены масла в 250 часов для двигателя.

Очевидно, что есть машины работающие «на легких работах», в «хорошей» окружающей среде и с увеличенным интервалом смены масла. Однако эта задача никогда не была бы выполнена без помощи анализа масла. Если вы собрались увеличить период смены вашего масла, вы должны знать, когда масло окончательно деградирует, до момента, когда оно должно быть заменено, до того как оно может принести какой-либо вред.

Надо понимать, что оптимизация означает, что период смены масла может быть уменьшен в жестких условиях эксплуатации или враждебной окружающей среде. Это означает рост стоимости использования масла, труда, простоев оборудования. Однако, вместе с оптимальным сроком замены масла, мы предполагаем более долгий срок службы двигателя, и добавочная стоимость обслуживания будет оправдана возвратом инвестиций.

Только будьте осторожны. В большинстве случаев стоит задача увеличить межсервисные интервалы смены масла. Это логично, поскольку этот вид обслуживания выполняется чаще всего.  Если период замены масла может быть увеличен с 250 до 500 часов, всё здорово и хорошо, но если теперь 500 часов интервал замены масла на каком-то конкретном оборудовании, убедитесь, что остальные работы, которые обычно выполнялись каждые 250 часов, не стали бы теперь выполняться каждые 500 часов.
 

ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗБЕЖАТЬ НЕНУЖНЫХ РЕМОНТОВ
 

Ремонт оборудования часто продиктован эмпирическими временными интервалами, будь то километры, часы или календарные интервалы. Эти промежутки времени  обычно берутся от средней и исторической даты. Если среднее время до отказа трансмиссии 10 000 часов, то имеет смысл планировать замену масла через этот промежуток времени. Единственная проблема в том, что среднее время – это среднее время.  Предписанные интервалы замены не исключают преждевременные отказы и, с другой стороны, некоторые узлы будут ремонтироваться или заменяться, когда они ещё работоспособны.

Анализ масла может помочь в принятии обоснованного решения исходя из состояния масла. Имеет смысл выполнять столько неразрушаюших и «бескровных» тестов, сколько нужно, затем принимать решение о ремонте, основываясь на полученных данных. Если все полученные параметры соответствуют требуемым, то тогда нет необходимости выполнять ремонт. Точно так же, если вернувшиеся результаты анализа масла выглядят критично, тогда рекомендуется скорейшая замена.
 

ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗБЕЖАТЬ ПОТЕРИ ПРОДУКЦИИ
 

Программа анализа масла или любая подобная деятельность, должна оправдывать себя финансово. Стоимость работ и материалов довольно просто рассчитать. Анализ масла, определяющий неисправность, запланированный ремонт, предписанные запасные части, доступные людские ресурсы для ремонта. Всё это легко просчитываемые параметры, цена поломки также может быть рассчитана. Так что, будет ли ударом по производительности, если линия по выпуску продукции простаивает два дня? Будет ли ударом по производительности горнодобывающего оборудования ожидание главного двигателя в течение недели (или больше) из магазина? Что будет, если четверть автобусов будет не на рейсе в праздники? Какие будут последствия для компании, не завершившей свою работу вовремя?

Если бы даже потери продукции сложно было подсчитать достаточно точно, это тот фактор, который обычно имеет наибольшее влияние на уменьшение расходов, и предоставляет наибольшую выгоду от программы анализа масла.

СОХРАНЕНИЕ ДЕНЕГ
 

И наконец, для чего это всё – для сохранения денег, создания более прибыльной организации. Когда все отдельные выгоды программы анализа масла совмещены, все они работают на снижение стоимости работы и увеличение прибыли. Эффективное использование программы анализа масла, должно показать возврат инвестиций как минимум 10:1. Где вы сможете сделать такие инвестиции сегодня и в будущем?