Monitorowanie olejów w czasie rzeczywistym: wybrane właściwości oleju

W artykule Monitorowanie olejów smarnych w czasie rzeczywistym: po co, jak i gdzie [1] opisano, dlaczego system monitorowania właściwości oleju w czasie rzeczywistym jest bardziej efektywny niż obsługa bazująca na monitorowaniu właściwości Off-Line, oraz w których obszarach produkcji winien on być przede wszystkim wdrażany. Poniżej omówiono łatwo dające się zaimplementować techniki pomiarowe, które umożliwiają ciągły monitoring wybranych właściwości oleju smarnego lub transformatorowego.

​​

MONITOROWANIE POZIOMU OLEJU

Poziom oleju w urządzeniu może wpływać na jego poprawną pracę także w zakresie dopuszczalnej temperatury. Ważność monitorowania poziomu może dotyczyć np. przekładni zębatych czy pracujących w wannach łożysk ślizgowych. Na ryc. 1. pokazano zróżnicowanie poziomu w przekładni. Za wysoki poziom oleju jest równie szkodliwy, jak za niski. 
 

I tak nadmiar oleju np.: 

• w przekładniach może prowadzić do kawitacyjnej erozji zębów, 
• w nośnym łożysku ślizgowym maszyny pionowej przyczynia się do zwiększenia oporów ruchu i w konsekwencji do zwiększonego grzania węzła łożyskowego,
• w skrzyni silnika skutkuje przyspieszonym zużyciem uszczelnień [1]. 

Dla wielu maszyn ocena poprawności poziomu oleju wciąż może być wystarczająco dobra na bazie oceny optycznej, np. z pomocą wizjerów (jak pokazany na ryc. 2A (2) [2]). Wytrawiony na wizjerze krzyż umożliwia natychmiastową ocenę poprawności poziomu i może być stosowany w przypadku maszyn mniejszej krytyczności, w których wymagany jest stały poziom oleju. W przypadku niektórych aplikacji poziom oleju może być zmienny i wtedy są wykorzystywane poziomowskazy – jak pokazany na ryc. 2B. W wielu jednak przypadkach bardziej zasadne będzie zainstalowanie czujnika, który umożliwi prowadzenie oceny w oparciu o pomiar On-Line. W najprostszym przypadku są to sygnalizatory krańcowe działające wtedy, gdy osiągnięty zostanie graniczny poziom oleju. Natomiast dostępne są także czujniki, które wykorzystują różne zjawiska fizyczne i zapewniają ciągły pomiar poziomu. Na ryc. 2C pokazano przykładowy czujnik wykorzystujący zmianę pojemności [3]. 
 

KOLORYMETRIA (BARWOMETRIA)

Świeże oleje, powszechnie wykorzystywane jako oleje przemysłowe, są bezbarwne lub charakteryzują się zabarwieniem złocistym o różnej intensywności, poczynając od jasnego (słomkowego), na ciemnym (brunatnym) kończąc. W trakcie użytkowania następuje ich degradacja i w konsekwencji zmieniają zarówno barwę, jak i poziom przezroczystości. Zmiana barwy oleju na mleczną, kremową lub spienioną winna być ostrzeżeniem, że zachodzą jakieś niepożądane procesy. Czasami zmiana kolorystyki ma miejsce nawet po stosunkowo niedługim czasie użytkowania. 
Rozpoznawanie zmiany kolorystyki w przypadku maszyny niższej krytyczności może być realizowane wzrokowo, za pomocą wizjerów (jak pokazane np. na ryc. 2A i B) lub bardziej profesjonalnie – w laboratorium. 
Na ryc. 3. pokazano wzorzec kolorystyczny ASTM D1500 o zmienności od 0,5 do 8,0 wraz z przykładem zróżnicowania kolorystyki oleju w wyniku zużycia. W przypadku wykorzystywania podejścia Off-Line test laboratoryjny winien być wykonywany z jakimś krokiem czasowym, np. Δt = 1 miesiąc.
Natomiast współcześnie możliwe jest także zainstalowanie kolorymetru monitorującego barwę w reżimie On-Line. Na ryc. 4 pokazano przykładowo monitor OILCOL [4].
 

Czujność użytkownika powinno zwiększyć stwierdzenie zmiany koloru oleju, może być bowiem symptomem jego złej kondycji, a więc może świadczyć o pogorszeniu jego parametrów eksploatacyjnych. Może, ale nie musi. Kolor oleju nie wskazuje, kiedy nadszedł czas na jego wymianę. Jest on symptomem statystycznym. Tak więc niejednoznacznie wskazuje na konieczność przeprowadzenia jego wymiany.
 

Za zmianę kolorystyki mogą być odpowiedzialne:

• niepożądane płyny, które dostają się do systemu olejowego i w konsekwencji mieszają z olejem (np. woda, paliwo, chłodziwo);
• zanieczyszczenia oleju ciałami stałymi (pojawienie sie sadzy, lakieru i szlamu); nie wszystkie zanieczyszczenia są wychwytywane na filtrach, a zwiększająca się w czasie ich koncentracja prowadzi do ściemnienia medium; 
• proces utlenie...