Woda w oleju
Woda w oleju hydraulicznym występuje w trzech postaciach i tylko jedną z nich widać gołym okiem. Próg nasycenia zależy od oleju i mieści się między kilkudziesięcioma a trzystoma ppm, a powyżej niego nadmiar wytrąca się jako emulsja i woda wolna. Mleczna barwa to już emulsja, czyli stan, w którym olej ma znacznie ograniczoną zdolność smarowania.
Dariusz OlbromskiWłaściciel FHU Olbromski
W tym artykuleSpis treści
Po czym poznać wodę w oleju
Wodę w oleju poznaje się po barwie próbki, ale widać tylko dwie z trzech jej postaci. Mleczna mętność to emulsja, osobna warstwa na dnie zbiornika to woda wolna, a wody rozpuszczonej nie widać wcale.
| Postać wody | Jak wygląda | Kiedy występuje |
|---|---|---|
| Rozpuszczona | olej wygląda normalnie, klarownie | poniżej progu nasycenia danego oleju |
| Zemulgowana | olej mętny, mleczny, nie rozdziela się sam | po przekroczeniu progu nasycenia |
| Wolna | osobna warstwa na dnie zbiornika | przy dużym nadmiarze wody |
Mleczna barwa oznacza więc, że próg nasycenia został już przekroczony, a nie że wody jest niewiele. Sam wygląd takiej próbki opisaliśmy osobno przy oleju hydraulicznym jak mleko. Klarowna próbka może natomiast zawierać wodę rozpuszczoną, której nie widać.
Do tego dochodzą objawy pracy maszyny: pienienie oleju w zbiorniku, korozja na elementach stalowych, szybciej zapychające się filtry i rdzawy nalot na magnesie.
Ile wody może być w oleju hydraulicznym
Próg nasycenia oleju mineralnego mieści się w szerokim przedziale, bo zależy od bazy i pakietu dodatków. Źródła podają dla olejów parafinowych wartości rzędu 30-80 ppm w 20 °C, dla wysokorafinowanych około 100 ppm, a dla typowych olejów hydraulicznych z pełnym pakietem dodatków 200-300 ppm. To próg nasycenia, powyżej którego olej nie przyjmie już wody w postaci rozpuszczonej, więc nadmiar wytrąca się jako emulsja, a przy większej ilości opada na dno jako woda wolna.
Próg zależy od temperatury. Gorący olej rozpuszcza więcej wody, dlatego maszyna, która pracowała cały dzień, może mieć próbkę klarowną, a po nocnym wystudzeniu ten sam olej zmętnieje.
| Zawartość wody | Co to oznacza |
|---|---|
| poniżej 50 ppm | poniżej progu nasycenia praktycznie każdego oleju mineralnego |
| 50-300 ppm | zależy od konkretnego oleju, rozstrzyga jego karta techniczna |
| powyżej progu nasycenia | pojawia się emulsja, olej mętnieje |
| warstwa na dnie zbiornika | woda wolna, stan wymagający natychmiastowego działania |
Wartości graniczne dla konkretnego oleju i maszyny podaje producent, a przedziały z tabeli służą do oceny, czy wynik pomiaru w ogóle mieści się w normie.
Jak sprawdzić wodę w oleju w terenie
Najprostszą metodą jest test trzaskowy. Kroplę oleju nanosi się na płytę rozgrzaną do około 160 °C. Jeśli w oleju jest woda, odparowuje gwałtownie i słychać charakterystyczny trzask, a na powierzchni pojawiają się pęcherzyki.
Test ma dwa ograniczenia, o których trzeba pamiętać. Po pierwsze, wykrywa wodę mniej więcej od 500 ppm w górę, więc niższe zawartości przepuści. Po drugie, reaguje na wodę wolną i zemulgowaną, a rozpuszczonej nie wykryje.
Pomiar ilościowy wykonuje się metodą Karla Fischera według ISO 12937, czyli miareczkowaniem, które podaje zawartość wody w ppm. To ta sama metoda, którą stosuje się do oznaczania wody w paliwie, gdzie normę graniczną wyznacza EN 590. Wykonujemy ją w ramach badania oleju hydraulicznego razem z lepkością i klasą czystości.
Co woda robi z układem hydraulicznym
Woda przerywa film olejowy w parach ślizgowych, wywołuje korozję elektrochemiczną, wypłukuje dodatki i przyspiesza utlenianie oleju. Każdy z tych mechanizmów obciąża inny element układu.
| Mechanizm | Skutek |
|---|---|
| Przerwanie filmu olejowego | przyspieszone zużycie par ślizgowych w pompie i rozdzielaczu |
| Korozja elektrochemiczna | wżery na powierzchniach stalowych, rdzawy nalot na magnesie |
| Wypłukiwanie dodatków | utrata ochrony przeciwzużyciowej i przeciwkorozyjnej |
| Sprzyjanie utlenianiu oleju | osady, szlam, szybciej zapychające się filtry |
W jednym z opracowań obniżenie zawartości wody z 400 ppm do 25 ppm wydłużyło czas pracy łożyska do uszkodzenia około pięciokrotnie. To wynik dla określonych warunków badania, a nie reguła obowiązująca w każdej maszynie. Mowa o różnicy w zakresie, w którym olej nadal wygląda normalnie i nikt nie podejrzewa problemu.
Woda pogarsza też zdolność oleju do uwalniania powietrza, przez co układ łatwiej się napowietrza. Objaw wygląda wtedy jak problem z ssaniem, choć przyczyna siedzi w oleju.
Skąd bierze się woda w oleju
Woda trafia do oleju czterema drogami: przez kondensację w zbiorniku, nieszczelną chłodnicę oleju, uszkodzone uszczelnienia wału pompy i siłowników oraz przez sam olej przy uzupełnianiu. Najczęstsza jest kondensacja. Zbiornik oddycha przez odpowietrznik, a przy dobowych zmianach temperatury para wodna z zasysanego powietrza skrapla się na chłodnych ściankach. Im większa różnica temperatur między dniem a nocą i im bardziej zbiornik jest pusty, tym szybciej przybywa wody.
Drugie źródło to chłodnica oleju. Nieszczelność między obiegiem oleju a obiegiem chłodzącym wprowadza wodę pod ciśnieniem, więc ilość rośnie znacznie szybciej niż przy kondensacji.
Trzecie to uszczelnienie wału pompy i siłowniki pracujące w błocie lub w wodzie. W maszynach budowlanych pracujących na mokrym gruncie to typowa droga wnikania, którą widzieliśmy w kilku realizacjach.
Czwarte źródło bywa pomijane: sam olej. Beczka stojąca na zewnątrz, otwierana przy zmiennej pogodzie, potrafi wprowadzić wodę już przy uzupełnianiu.
Co zrobić, gdy w oleju jest woda
Kolejność zależy od postaci wody. Wodę wolną z dna zbiornika da się spuścić, ale emulsji nie usuniesz spustem, bo jest rozproszona w całej objętości oleju. Wody rozpuszczonej nie usuniesz ani spustem, ani odstaniem.
| Postać wody | Co działa |
|---|---|
| Wolna, warstwa na dnie | spust z dna, potem kontrola zawartości |
| Zemulgowana | odwadnianie w obiegu, wkłady pochłaniające wodę |
| Rozpuszczona | odwadnianie w obiegu, jeśli poziom przekracza założony próg |
Samo usunięcie wody nie usuwa jej źródła. Jeśli woda wnika przez nieszczelną chłodnicę albo uszkodzone uszczelnienie wału, wróci po kilku dniach pracy, więc odwadnianie warto łączyć z ustaleniem drogi wnikania.
Prowadzimy odwadnianie oleju agregatem podłączanym do maszyny na obiekcie, bez wymiany oleju i bez zjazdu do serwisu. Skutków, które woda już wywołała, filtracja nie cofnie: powstała korozja zostaje, a wypłukane dodatki nie wracają do oleju.
Źródła
- Progi nasycenia olejów mineralnych wodą w 20 °C, od kilkudziesięciu ppm dla olejów parafinowych do 300 ppm dla olejów z pełnym pakietem dodatków, oraz podział na wodę rozpuszczoną, zemulgowaną i wolną
- Czułość testu trzaskowego na poziomie około 500 ppm, jako test typu tak/nie dla wody wolnej i zemulgowanej
- ISO 12937 - oznaczanie zawartości wody metodą miareczkowania Karla Fischera
- Badania żywotności łożysk przy zawartości wody 25 ppm wobec 400 ppm
Rozpuszczona, zemulgowana czy wolna
Wpisz zawartość wody z raportu i wybierz typ oleju. Narzędzie pokaże, po której stronie progu nasycenia jesteś i w jakiej postaci woda najpewniej występuje.
poniżej progu nasycenia
Próg nasycenia zależy od bazy oleju, pakietu dodatków i temperatury, a źródła podają dla olejów mineralnych wartości od kilkudziesięciu do trzystu ppm. Dlatego narzędzie podaje przedział, a nie jedną wartość. Dokładną wartość dla Twojego oleju podaje jego karta techniczna. Zawartość wody mierzy się metodą Karla Fischera według ISO 12937.
Tak wygląda filtracja oleju w terenie
Wybrane case studies pokazują, jak procedura wygląda w praktyce u klienta - z konkretną maszyną, problemem technicznym i metodą.
Mleczny olej
Układ hydrauliczny
Filtracja serwisowa układu hydraulicznego przemysłowego - usunięto wodę i zanieczyszczenia, olej przywrócony do parametrów roboczych.
Zobacz realizację
Woda w układzie
Maszyna hydrauliczna
Filtracja z odwadnianiem maszyny hydraulicznej budowlanej - usunięto wodę i zanieczyszczenia, układ przywrócony do pracy.
Zobacz realizację
Koparka Volvo
Koparka Volvo
Filtracja serwisowa koparki Volvo - usunięto zawodniony olej i zanieczyszczenia, układ hydrauliczny przywrócony do normy.
Zobacz realizacjęNajczęściej zadawane pytania
Po czym poznać wodę w oleju?
Mleczna lub mętna barwa oleju oznacza emulsję, czyli wodę rozproszoną w oleju. Woda wolna zbiera się na dnie zbiornika jako osobna warstwa. Wody rozpuszczonej nie widać wcale i wykrywa ją tylko badanie laboratoryjne.
Ile wody może być w oleju hydraulicznym?
Zależy od oleju. Źródła podają dla olejów parafinowych 30 do 80 ppm w 20 °C, dla wysokorafinowanych około 100 ppm, a dla typowych olejów hydraulicznych z pełnym pakietem dodatków 200 do 300 ppm. Powyżej progu nadmiar wytrąca się jako emulsja.
Jak sprawdzić wodę w oleju w terenie?
Testem trzaskowym. Kroplę oleju nanosi się na płytę rozgrzaną do około 160 °C. Trzask i pęcherzyki oznaczają obecność wody wolnej lub zemulgowanej. Test wykrywa wodę mniej więcej od 500 ppm i nie zastępuje pomiaru laboratoryjnego.
Czy mleczny olej hydrauliczny nadaje się do dalszej pracy?
Mleczna barwa oznacza emulsję, czyli przekroczony próg nasycenia. Olej w tym stanie ma ograniczoną zdolność smarowania i sprzyja korozji, więc wymaga odwodnienia albo wymiany. Decyzję rozstrzyga badanie zawartości wody i lepkości.
Dlaczego woda w oleju skraca żywotność łożysk i pomp?
Woda przerywa film olejowy w parach ślizgowych i przyspiesza korozję. W badaniach obniżenie zawartości wody z 400 ppm do 25 ppm wydłużało żywotność łożyska około pięciokrotnie.
Skąd bierze się woda w oleju hydraulicznym?
Najczęściej z kondensacji pary wodnej w zbiorniku podczas zmian temperatury, z nieszczelnych chłodnic oleju oraz z uszkodzonych uszczelnień wału pompy. Źródłem bywa też sam olej, jeśli był niewłaściwie magazynowany.
