Zanieczyszczenie smaru – niewidzialny wróg trwałości łożysk

Zanieczyszczenie smaru potrafi znacząco skrócić trwałość łożyska, nawet jeśli sam środek smarny został dobrany prawidłowo. Problem polega na tym, że wiele zanieczyszczeń nie jest widocznych gołym okiem, a do układu mogą dostać się na różnych etapach: podczas magazynowania, transferu, napełniania smarownicy, aplikacji do punktu smarnego albo przez uszczelnienia pracującej maszyny. Według danych przywoływanych w materiałach SKF co najmniej 14% przedwczesnych awarii łożysk wiąże się z zanieczyszczeniami, a po połączeniu tego problemu z nieprawidłowym smarowaniem udział ten rośnie do poziomu znacznie przekraczającego 50%.

W artykule wyjaśniamy:

• gdzie najczęściej dochodzi do zanieczyszczenia smaru,
• dlaczego czystość zaczyna się już na etapie magazynowania,
• jak ograniczyć ryzyko podczas napełniania smarownicy,
• czym jest zanieczyszczenie krzyżowe smarów,
• dlaczego zgodność smarów ma znaczenie przy zmianie produktu,
• jak woda wpływa na właściwości smaru,
• jak działają testy odporności na wodę i Emcor,
• w jaki sposób dodatnie ciśnienie może chronić łożysko przed zabrudzeniami,
• jak analiza smaru pomaga wykrywać nieprawidłowości,
• jakie działania warto wdrożyć w zakładzie, aby poprawić czystość procesu smarowania.

Spis treści

1. Dlaczego zanieczyszczenie smaru jest tak niebezpieczne?
2. Gdzie najczęściej dochodzi do zanieczyszczenia smaru?
   • Przechowywanie i transfer
   • Napełnianie smarownicy
   • Napełnianie otwartych łożysk
   • Punkt smarny i uszczelnienie
3. Zanieczyszczenie krzyżowe smarów – niewidzialny problem
4. Woda jako zanieczyszczenie smaru
5. Czystość oleju ISO 4406 – przykład, jak zanieczyszczenia wpływają na trwałość
6. Jak wykrywać zanieczyszczenie i zmiany stanu smaru?
7. Lubrykator i dodatnie ciśnienie – jak chronić łożysko od strony uszczelnienia?
8. Jak poprawić czystość procesu smarowania w zakładzie?
9. Punkt ryzyka, rozwiązanie i narzędzie – praktyczna ściąga
10. Podsumowanie: czystość smaru zaczyna się na długo przed łożyskiem

Dlaczego zanieczyszczenie smaru jest tak niebezpieczne?

Łożysko jest precyzyjnym elementem mechanicznym, w którym powierzchnie współpracują przy bardzo małych luzach i wysokich obciążeniach kontaktowych.

Jeżeli do strefy pracy dostaną się cząstki stałe, woda albo inne obce substancje, warunki smarowania mogą szybko ulec pogorszeniu.

Problem nie ogranicza się przy tym wyłącznie do samego łożyska.
Równie ważne jest to, czy smar pozostaje czysty od momentu dostawy aż do chwili podania go do punktu smarnego.

To istotne dlatego, że większość pracujących łożysk nie jest fabrycznie zamknięta i nasmarowana „na cały okres eksploatacji”. W wielu aplikacjach środek jest uzupełniany lub wymieniany w trakcie użytkowania, co automatycznie zwiększa liczbę miejsc, w których może dojść do zanieczyszczenia.

Dlatego zanieczyszczenie łożysk często zaczyna się dużo wcześniej niż przy samej maszynie.

Może rozpocząć się:

• w magazynie,
• podczas otwierania opakowania,
• przy przepompowywaniu,
• przy napełnianiu smarownicy,
• podczas mieszania produktów,
• w samym punkcie smarnym,
• przez nieszczelne lub zabrudzone uszczelnienie.

Z punktu widzenia utrzymania ruchu oznacza to, że czystość smaru trzeba traktować jako proces, a nie pojedynczą czynność.

Gdzie najczęściej dochodzi do zanieczyszczenia smaru?

Łańcuch zarządzania środkiem smarnym można przedstawić jako:
dobór → przechowywanie → transfer → dozowanie → utylizacja

Nad całym procesem powinno znajdować się monitorowanie stanu i czystości środka.

Przechowywanie i transfer

Przechowywanie smaru to jeden z pierwszych punktów ryzyka.

Produkt może ulec zanieczyszczeniu przez:

• kurz,
• pył,
• wodę,
• zabrudzone narzędzia,
• przypadkowy kontakt z innym środkiem smarnym.

Szczególnie niebezpieczny jest transfer z dużego opakowania do mniejszych pojemników albo urządzeń dozujących.

Jeśli stosuje się otwarte wiadra, przypadkowe łopatki albo zabrudzone pojemniki, nawet dobry smar może trafić do maszyny już w pogorszonym stanie.

Dlatego w profesjonalnym systemie ważne są zamknięte lub możliwie szczelne metody transferu.

W przypadku smarów mogą to być m.in.:

• pompy smarowe,
• pompy napełniające,
• systemy do napełniania łożysk.

W przypadku olejów stosuje się także odpowiednie pojemniki i stacje kondycjonowania.

Najważniejsza zasada jest prosta:
im mniej przypadkowego kontaktu środka smarnego z otoczeniem, tym łatwiej utrzymać jego czystość.

Napełnianie smarownicy

Kolejny krytyczny moment to napełnianie smarownicy.

W praktyce właśnie tutaj łatwo doprowadzić do zabrudzenia produktu albo niezamierzonego wymieszania dwóch smarów.

Dobrym standardem jest stosowanie osobnej smarownicy dla każdego rodzaju smaru.
Takie podejście ogranicza ryzyko, że pozostałości wcześniejszego produktu zmieszają się z nowym.

Sam proces napełniania również powinien być możliwie czysty.

Pompy napełniające, takie jak rozwiązania z rodziny LAGF, pozwalają przekazywać smar z większych opakowań do smarownicy bez przypadkowego kontaktu z zabrudzeniami z otoczenia.

To ważne także dlatego, że smarownica i smar – czystość tych dwóch elementów trzeba traktować łącznie.
Czysty środek podany brudnym urządzeniem przestaje być czysty.

Napełnianie otwartych łożysk

Otwarte łożyska również mogą zostać zanieczyszczone jeszcze przed uruchomieniem.

Jeżeli smar jest wciskany ręcznie przy użyciu nieodpowiednich narzędzi albo w zapylonym środowisku, zabrudzenia mogą trafić pomiędzy elementy toczne już na etapie przygotowania do montażu.

Do takich zastosowań przeznaczone są specjalne urządzenia typu bearing packer.

Przykładem jest VKN 550, który pracuje w układzie zamkniętym i pozwala wtłaczać smar pomiędzy elementy toczne przy ograniczeniu dostępu brudu z zewnątrz.

W przypadku tego typu rozwiązań największą wartością nie jest wyłącznie wygoda.
Chodzi również o powtarzalne i czyste napełnianie łożyska.

Punkt smarny i uszczelnienie

Nawet jeśli cały proces magazynowania i transferu jest prowadzony prawidłowo, zanieczyszczenia mogą dostać się do układu przy samej maszynie.

Smarowniczki są narażone na:

• kurz,
• wodę,
• pył technologiczny,
• błoto,
• resztki środków procesowych.

Jeżeli przed podłączeniem smarownicy końcówka nie zostanie oczyszczona, zabrudzenia można wtłoczyć bezpośrednio do punktu smarnego.

Pomocne mogą być kapturki ochronne, np. rozwiązania TLAC 50, które zabezpieczają smarowniczki przed zanieczyszczeniami i jednocześnie ułatwiają identyfikację punktów.

Drugą drogą jest samo uszczelnienie łożyska.
Jeżeli ochrona jest niewystarczająca, do wnętrza mogą przedostawać się woda i cząstki stałe z otoczenia.

Zanieczyszczenie krzyżowe smarów – niewidzialny problem

Nie każde zanieczyszczenie jest pyłem lub wodą.
Czasami problemem jest… inny smar.

Zanieczyszczenie krzyżowe smarów może wystąpić wtedy, gdy:

• tą samą smarownicą stosuje się różne produkty,
• stary smar pozostaje w przewodach lub pojemnikach,
• podczas zmiany środka nie usunięto poprzedniego produktu,
• opakowania lub narzędzia nie są jednoznacznie oznaczone.

To szczególnie ważne dlatego, że różne smary nie zawsze są ze sobą kompatybilne.

Zgodność smarów ocenia się m.in. poprzez mieszanie produktów w różnych proporcjach i obserwowanie, czy mieszanina nie twardnieje lub nie mięknie w sposób niepożądany.

Jeżeli po zmieszaniu konsystencja gwałtownie się zmienia, może dojść do problemów z dostarczaniem środka do powierzchni roboczych.

Dlatego przy zmianie produktu warto stosować zasadę:
usunąć możliwie dużo starego smaru i skrócić pierwsze interwały relubrykacji po zmianie.

To prosty sposób na ograniczenie ryzyka niepożądanej mieszaniny w łożysku.

Woda jako zanieczyszczenie smaru

Woda jest jednym z najczęstszych i najbardziej problematycznych zanieczyszczeń w środowisku przemysłowym.

Może dostać się do punktu smarnego m.in. przez:

• nieszczelne uszczelnienia,
• mycie maszyn,
• wilgotne środowisko,
• kondensację,
• kontakt z wodą procesową.

Dlatego w kartach technicznych smarów można spotkać kilka testów odnoszących się do ich zachowania w obecności wody.

Przykładowo niektóre smary SKF, takie jak LGMT 2, LGMT 3, LGEP 2 czy LGWA 2, uzyskują w teście Emcor wynik 0–0.

Warto jednak pamiętać, że odporność smaru na wodę i ochrona antykorozyjna to nie dokładnie to samo.
Jeden parametr mówi o zmianie struktury smaru, drugi o zdolności do ochrony powierzchni metalowych.

Czystość oleju ISO 4406 – przykład, jak zanieczyszczenia wpływają na trwałość

Bardzo obrazowy przykład wpływu czystości na żywotność elementu dotyczy oleju.

W materiale przedstawiono obliczenie dla łożyska SKF 22222 E pracującego w określonych warunkach.

Przy klasie czystości oleju:
-/21/18
obliczona trwałość wyniosła około 1060 godzin.

Po poprawie czystości do:
-/19/16
obliczona trwałość wzrosła do około 1950 godzin.

To wzrost o ponad 80%.

Trzeba jednak wyraźnie zaznaczyć, że ten przykład dotyczy oleju, a nie smaru plastycznego.
Nie należy więc bezpośrednio przenosić tych wartości na układy smarowane smarem.

Przykład dobrze pokazuje jednak ogólną zasadę:
czystość środka smarnego ma bezpośredni wpływ na warunki pracy łożyska.

Norma ISO 4406 służy do opisywania poziomu zanieczyszczeń stałych w oleju na podstawie liczby cząstek o określonych rozmiarach.
To narzędzie szczególnie przydatne w systemach hydraulicznych i układach smarowania olejowego.

Jak wykrywać zanieczyszczenie i zmiany stanu smaru?

Nie wszystkie problemy można rozpoznać podczas oględzin.
Dlatego analiza smaru może być ważnym elementem utrzymania predykcyjnego.

Jednym z narzędzi do terenowej oceny jest SKF Grease Test Kit TKGT 1.
Do przeprowadzenia zestawu testów wystarcza około 0,5 g próbki.

Można ocenić m.in.:

• konsystencję,
• wydzielanie oleju,
• obecność zanieczyszczeń.

Pozwala to porównywać stan smaru z produktem świeżym i obserwować, czy podczas eksploatacji zachodzą niepożądane zmiany.

Tego typu analiza może pomóc w:

• dostosowaniu interwałów smarowania,
• wychwytywaniu różnic pomiędzy partiami,
• ocenie przydatności produktu,
• analizie przyczyn awarii,
• wykrywaniu problemów z zanieczyszczeniem.

W układach olejowych stosuje się także urządzenia takie jak TMEH 1, które pozwalają obserwować zmiany właściwości próbki względem świeżego oleju.
Ważne jest jednak, aby nie traktować ich jako pełnej analizy laboratoryjnej.

Lubrykator i dodatnie ciśnienie – jak chronić łożysko od strony uszczelnienia?

Jedną z ciekawszych funkcji automatycznych systemów smarowania jest możliwość utrzymywania dodatniego ciśnienia przy punkcie smarnym.

Regularnie doprowadzany świeży smar może ograniczać przedostawanie się zanieczyszczeń przez uszczelnienie.
W pewnych aplikacjach działa to również jak delikatne przepłukiwanie strefy uszczelnienia.

Taki lubrykator z dodatnim ciśnieniem może być szczególnie przydatny w środowiskach narażonych na:

• pył,
• wodę,
• zabrudzenia procesowe.

W przypadku mniejszych łożysk o niższych prędkościach jedno urządzenie może jednocześnie smarować i wspierać przepłukiwanie uszczelnienia.
Dla większych łożysk katalog wskazuje, że lepszym rozwiązaniem może być osobny lubrykator przeznaczony do przepłukiwania uszczelnienia.

To pokazuje, że automatyzacja smarowania może pełnić więcej funkcji niż tylko dawkowanie środka.

Jak poprawić czystość procesu smarowania w zakładzie?

Najlepiej zacząć od przeanalizowania całego procesu, a nie wyłącznie punktu przy maszynie.

Pierwsze pytanie brzmi:
czy smar jest czysty już w magazynie?

Drugie:
czy pozostaje czysty podczas transferu i napełniania?

Trzecie:
czy właściwy produkt trafia do właściwego punktu bez mieszania z innymi środkami?

Czwarte:
czy smarowniczka i uszczelnienie są chronione przed otoczeniem?

To naturalnie łączy się z szerszym podejściem do zarządzania smarowaniem.

Jeżeli chcesz sprawdzić, jak taki proces można ocenić w skali całego zakładu, przeczytaj również artykuł Audyt smarowania SKF – jak wygląda proces poprawy programu lubrykacji w zakładzie. Pokazujemy tam, jak przejść od pojedynczych czynności do uporządkowanego programu obejmującego dobór, przechowywanie, transfer, dozowanie i monitoring.

W praktyce poprawa czystości może obejmować:

• osobne smarownice dla różnych produktów,
• czytelne oznaczenia kolorystyczne,
• zamknięte pompy napełniające,
• ochronne kapturki na smarowniczki,
• właściwe przechowywanie,
• kontrolę uszczelnień,
• analizę stanu środka smarnego,
• automatyczne dozowanie tam, gdzie istnieje duże ryzyko przedostawania się zanieczyszczeń.

Punkt ryzyka, rozwiązanie i narzędzie – praktyczna ściąga

Nie każdy zakład potrzebuje wszystkich tych rozwiązań.
Najważniejsze jest dopasowanie zabezpieczeń do realnych punktów ryzyka.

Jeżeli szukasz smarów, smarownic, urządzeń dozujących i wyposażenia pomocniczego, warto sprawdzić również kategorię Smarowanie w sklepie e-marat.pl.

Podsumowanie: czystość smaru zaczyna się na długo przed łożyskiem

Zanieczyszczenie smaru nie zaczyna się dopiero w chwili, gdy brud przedostaje się przez uszczelnienie do łożyska.

Może pojawić się znacznie wcześniej:
w magazynie → podczas transferu → przy napełnianiu smarownicy → przy aplikacji → w punkcie smarnym → na uszczelnieniu.

Dlatego skuteczna ochrona powinna obejmować cały łańcuch.

Czyste przechowywanie, osobne smarownice dla różnych produktów, zamknięte systemy napełniania, ochrona smarowniczek, kontrola zgodności smarów i monitorowanie ich stanu pozwalają ograniczyć ryzyko, zanim problem dotrze do samego łożyska.

Woda, kurz czy obcy smar mogą być równie niebezpieczne jak niedobór środka smarnego.

A ponieważ część tych zanieczyszczeń pozostaje niewidoczna, czystość smaru powinna być traktowana jako element zarządzania niezawodnością, a nie wyłącznie jako kwestia porządku w magazynie czy warsztacie.