Làm thế nào để xác định khả năng tương thích mỡ và tại sao nó quan trọng

Biểu đồ tương thích mỡ đã được phát triển và lưu hành từ những năm 1980 mà không có nhiều thay đổi. Tuy nhiên, công nghệ dầu mỡ đã thay đổi đáng kể trong những năm qua, và có rất nhiều ví dụ về hiệu suất mà mâu thuẫn với một số biểu đồ tương thích được sử dụng rộng rãi. Bài viết này sẽ mô tả các ví dụ phổ biến nhất về trộn mỡ không tương thích và cách xác định xem hai mỡ có tương thích hay không.

Kiểm tra biểu đồ tương thích

Một số tổ chức dựa vào biểu đồ tương thích để đưa ra quyết định bảo trì quan trọng. Các biểu đồ này có sẵn trong các bài báo được công bố, tạp chí định kỳ và các trang Web. Thật không may, rất ít biểu đồ đưa ra bất kỳ tham chiếu nào về nguồn gốc của dữ liệu hoặc bất kỳ nghiên cứu nào được sử dụng để thiết lập các mối quan hệ tương thích được mô tả. Mối quan tâm đáng kể cũng đã được nâng lên về một số các biểu đồ sau khi mỡ bôi trơn được trình bày là tương thích đã được chứng minh là khá không tương thích.

Một lựa chọn 17 biểu đồ tương thích gần đây đã được đánh giá cho sự khác biệt. Bảng 1 cho thấy các nhãn được sử dụng trong các biểu đồ này và số lần các mô tả này xuất hiện trong các biểu đồ. Mười bảy lần xuất hiện sẽ chỉ ra rằng một loại dầu mỡ có mặt trong mỗi biểu đồ được tìm thấy, và chỉ có ba sản phẩm như vậy.

Ba sản phẩm xuất hiện trong mỗi bảng là phức hợp nhôm, phức hợp lithium và phức hợp canxi. Tuy nhiên, tính phổ biến kết thúc ở đó. Tổng cộng có 25 mô tả sản phẩm khác nhau đã được tìm thấy trong 17 bảng. Một số có thể đã được đề cập đến cùng một loại sản phẩm nhưng không sử dụng danh pháp chung, do đó rất khó để xác định nơi có thể có một chồng chéo.

Mâu thuẫn

Một số mâu thuẫn đã được phát hiện giữa các bảng xếp hạng khác nhau. Ví dụ, một biểu đồ chỉ ra rằng dầu mỡ phức hợp bari tương thích với mỡ dày của đất sét, trong khi những người khác cho rằng hỗn hợp này không tương thích. Một số biểu đồ liệt kê mỡ polyurea là tương thích hoặc đường biên tương thích với phức hợp canxi, nhưng một biểu đồ khác cho thấy phức hợp canxi không tương thích với polyurea.

Mặc dù có những bất đồng đáng kể giữa các bảng xếp hạng khác nhau, tất cả chúng đều có một điểm chung - một số ít cung cấp bất kỳ liên kết hoặc tham chiếu đến nghiên cứu được tiến hành để phát triển chúng. Có nghĩa là, các biểu đồ được sử dụng để đưa ra các quyết định thiết kế và kỹ thuật quan trọng là mâu thuẫn và không cho biết nguồn thông tin hoặc nghiên cứu được sử dụng để biên dịch chúng.

Sau khi quan sát, nó trở nên rõ ràng rằng một số các bảng xếp hạng có nguồn gốc từ những người khác. Các mô tả khác nhau được sử dụng ngụ ý rằng một số có thể đã được sao chép từ những người khác. Nhiều biểu đồ bao gồm tuyên bố từ chối trách nhiệm, thường cho biết sẽ tốt hơn nếu làm sạch tất cả mỡ cũ và tránh bất kỳ sự trộn lẫn nào hoặc các biểu đồ được cho là chính xác tại thời điểm xuất bản. Điều này nhấn mạnh thách thức của việc tìm kiếm một biểu đồ độc quyền được sử dụng một cách tự tin khi đưa ra các quyết định liên quan đến việc trộn mỡ.

Cơ sở cho tính tương thích của Mỡ

Điều thú vị là các biểu đồ tương thích mỡ này chỉ tập trung vào gia đình chất làm đặc có liên quan. Tuy nhiên, có ba thành phần cho bất kỳ mỡ công thức nào: dầu gốc, phụ gia và chất làm đặc. Khi trộn dầu, các cân nhắc chính là độ nhớt của từng sản phẩm, loại dầu gốc và chất làm đặc. Bằng cách nào đó, mặc dù, các thông số quan trọng này bị bỏ qua khi sử dụng các biểu đồ tương thích mỡ. Điều này phần nào được hiểu, vì lý do phổ biến nhất cho vấn đề trộn mỡ có liên quan đến sự khác biệt trong chất làm đặc mỡ, nhưng đó không phải là vấn đề duy nhất.

Cơ sở dầu tương thích

Mỡ được sản xuất từ ​​cả dầu khoáng và dầu gốc tổng hợp. Một số loại dầu gốc tổng hợp không tương thích với các loại dầu khoáng và các loại chất tổng hợp khác, giống như trong quá trình trộn dầu bôi trơn. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét loại dầu gốc trong dầu mỡ khi xác định khả năng tương thích. Nếu chất làm đặc mỡ tương thích nhưng dầu gốc thì không, hỗn hợp thu được có thể có vấn đề. Độ nhớt là rất quan trọng khi lựa chọn bất kỳ chất bôi trơn nào. Tương tự, khi mỡ được trộn lẫn với độ nhớt dầu gốc khác nhau đáng kể, hỗn hợp thu được sẽ không được tối ưu hóa cho ứng dụng.

Tính tương thích phụ gia

Điều này được hiểu rằng khi dầu được trộn lẫn, bất kỳ sự không tương thích nào trong các gói phụ gia sẽ dẫn đến hiệu suất kém và thường là các phản ứng phụ tạo ra tiền gửi. Trong khi phản ứng phụ gia sẽ không lắng xuống đáy dầu mỡ, cũng như mối quan tâm trong dầu, những thay đổi có thể gây ra vấn đề, ảnh hưởng đến hiệu quả phụ gia và trong một số trường hợp tạo ra các điều kiện ăn mòn trong mỡ. Tính tương thích phụ với luyện kim của thành phần bôi trơn cũng phải được xem xét.

Độ tương thích chất làm đặc

Việc trộn mỡ với chất làm đặc không tương thích có thể dẫn đến những thay đổi ngay lập tức và rõ ràng nhất ảnh hưởng đến việc bôi trơn hiệu quả. Nhiều hỗn hợp ban đầu sẽ mềm, thường đến điểm di chuyển qua các con dấu hoặc tránh xa các bề mặt bôi trơn. Một số hỗn hợp sẽ làm cho chất làm đặc để giải phóng dầu, với pha tách rời chạy tự do từ ổ đỡ, bánh răng hoặc vỏ bọc. Hỗn hợp khác làm cứng ban đầu và dẫn đến các vấn đề tải thành phần và khả năng vận động mỡ kém. Hiệu ứng tiềm năng này không dễ xác định. Đơn giản chỉ cần trộn hai mỡ với nhau để quan sát những thay đổi có thể không cung cấp bất kỳ sự khác biệt rõ ràng nào. Tuy nhiên, trộn cẩn thận các mỡ ở các tỷ lệ khác nhau và tuân theo các chu trình trộn, làm việc và sưởi ấm có thể tiết lộ những thay đổi có thể đo được trong các thuộc tính để dự đoán hiệu suất của chúng trong máy.

Thử nghiệm cho tương thích mỡ

Nếu nghiên cứu đã chứng minh sự không đáng tin cậy của các biểu đồ tương thích mỡ khác nhau, điều quan trọng là thảo luận các bước bổ sung có thể được thực hiện để đánh giá khả năng tương thích dầu mỡ. ASTM D6185 (Tiêu chuẩn thực hành đánh giá khả năng tương thích của hỗn hợp nhị phân mỡ bôi trơn) liên quan đến việc trộn mỡ dự định theo tỷ lệ 25-75, 50-50 và 75-25. Các hỗn hợp thu được được đánh giá cho những thay đổi về điểm rơi, độ ổn định cắt và độ ổn định lưu trữ. Hai tham số cuối cùng này bao gồm đo thay đổi giá trị thâm nhập hình nón.

Trong khi tiêu chuẩn này đã cải thiện đáng kể tính đồng nhất mà mỡ có thể được kiểm tra tính tương thích, cần lưu ý rằng ba thử nghiệm đánh giá là tĩnh trong tự nhiên. Mặc dù có một số hoạt động cơ học của mỡ trước khi thử nghiệm, đây là sự nhiễu loạn cơ học tối thiểu.

Khi hỗn hợp mỡ được đưa vào máy, chẳng hạn như ổ đỡ động cơ, nó sẽ trải qua quá trình trộn đáng kể và hoạt động trong một khoảng thời gian tương đối ngắn. Điều này so sánh với 60 cú đúp được sử dụng để trộn và làm việc hỗn hợp nhị phân được đánh giá trong tiêu chuẩn.

Một hỗn hợp mỡ bôi trơn được giới thiệu trong một ổ bi chung hoạt động ở 1.750 vòng / phút sẽ thấy gần 30 triệu sự kiện trộn và làm việc chỉ trong ba ngày hoạt động. Hỗn hợp này sẽ phải chịu lực động liên tục, và hiệu suất của nó và suy thoái có thể sẽ bị ảnh hưởng bởi điều này nhiều hơn phản ứng tĩnh nhìn thấy trong sự thâm nhập hình nón hoặc các phép đo điểm rơi. Khả năng của thử nghiệm này để dự đoán đầy đủ hỗn hợp trong dịch vụ có thể được đặt câu hỏi hợp lý.

Làm việc trong một bộ mô phỏng Bearing

Một số nghiên cứu đã được thực hiện để cải thiện việc trộn và làm việc của dầu mỡ để mô phỏng tốt hơn điều kiện máy. Vị trí thử nghiệm động cơ điện được trình bày dưới đây được xây dựng theo hướng dẫn Thực hành Grease Hiệu quả của Viện Nghiên cứu Điện lực. Vị trí thử nghiệm này bao gồm tiếng chuông kết thúc từ động cơ điện 60 mã lực gắn với một ổ bi trong một trục sơ khai. Trục được quay bởi một động cơ mã lực phân đoạn, cùng với một trục quay xuống. Các nhà ở của chuông kết thúc được lấy ra và thay thế bằng một cửa sổ Plexiglas để quan sát tình trạng của dầu mỡ trong điều kiện năng động. Với mục đích thử nghiệm hỗn hợp dầu mỡ, tỷ lệ 25-75, 50-50 và 75-25 được đóng gói tuần tự vào ổ đỡ bằng tay, và khu vực nhà ở liền kề được đóng gói một nửa đầy đủ. Điều này sau đó chạy trong 72 giờ để đạt được 30 triệu cộng với sự nhiễu loạn của mỡ. Các điều kiện quan sát được ghi nhận, và dầu mỡ được lấy ra khỏi ổ đỡ.

Phân tích động

Hỗn hợp thu được được phân tích bằng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) để lưu ý bất kỳ phản ứng hoặc sự oxy hóa bất ngờ nào của các thành phần trong mỡ. Mỡ cũng được đánh giá bằng quang phổ nguyên tố để đánh giá tỷ lệ phụ gia cuối cùng bất ngờ so với giá trị trung bình dự đoán được thấy trong các sản phẩm gốc, điều chỉnh cho tỷ lệ pha trộn.

Cuối cùng, dầu mỡ được thử nghiệm trong máy đo độ căng ứng suất được kiểm soát để xác định các thay đổi về đặc tính dòng chảy và cắt so với các sản phẩm gốc. Các giá trị đo được bao gồm ứng suất năng suất, có thể dự đoán việc làm cứng hoặc làm mềm mỡ có thể trải qua; sự căng thẳng dao động, có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng tách dầu và các hiệu ứng khác; và khả năng tuân thủ có thể phục hồi, có thể giúp xác định các hỗn hợp có thể trải nghiệm “kênh” hoặc “đường hầm” trong vỏ thiết bị.

Kết hợp với nhau, các xét nghiệm này có thể cung cấp một bức tranh toàn diện hơn về các tác động tiềm tàng của việc trộn lẫn hai sản phẩm mỡ với nhau và giúp người dùng tránh các vấn đề về độ tin cậy từ việc trộn mỡ, ngay cả đối với các sản phẩm có thể tương thích trên biểu đồ.

Ví dụ về kiểm tra tương thích mỡ

Các kết quả thử nghiệm sau cho hỗn hợp dầu mỡ nhị phân thu được bằng cách sử dụng các phương pháp đã mô tả trước đây và đế thử nghiệm trộn mỡ để trộn và làm việc mẫu. Ví dụ đầu tiên là hai mỡ bôi trơn polyurea dày đặc. Hỗn hợp này đã được lựa chọn cho một công ty tìm cách củng cố số lượng mỡ trong cơ sở của nó. Một khu vực của cơ sở sử dụng một loại mỡ đặc biệt trong tất cả các động cơ điện, trong khi phần còn lại sử dụng một loại mỡ khác. Mục đích là để củng cố một sản phẩm cho tất cả các động cơ. Thật không may, nó sẽ không thể hoàn toàn làm sạch tất cả các mỡ được thay thế từ các động cơ. Vì vậy, nó trở nên cần thiết để xác minh rằng một loại dầu polyurea có thể được thêm trực tiếp vào một động cơ có chứa khác. Theo hầu hết các biểu đồ tương thích mỡ, mỡ polyurea tương thích với nhau,

Bảng 2 cho thấy thông tin sản phẩm cho cả mỡ bôi trơn được thử nghiệm. Các loại mỡ này rất dễ so sánh dựa trên tính nhất quán và độ nhớt của các loại dầu gốc.

Bảng 3 cho thấy sự khác biệt về các giá trị quang phổ nguyên tố đối với mỡ bôi trơn tham chiếu và hỗn hợp 50-50. Các khu vực được đánh dấu màu vàng cho thấy sự tương phản giữa mỡ và bằng chứng pha trộn.

Các biến thể này cho thấy sự khác biệt rõ ràng giữa mỡ bôi trơn (rất có thể liên quan đến phụ gia chống mài mòn), nhưng chỉ riêng việc này sẽ không đủ để loại bỏ hỗn hợp cho khả năng tương thích nếu sản phẩm kết quả vẫn hoạt động hiệu quả đối với khả năng chống mài mòn.

Bảng 4 cho thấy các giá trị lưu biến cho hai mẫu đối chứng đã làm việc và hỗn hợp làm việc 50-50. Các khu vực được đánh dấu màu vàng biểu thị các giá trị đáng quan tâm.

Trong trường hợp này, mỗi giá trị cho hỗn hợp 50-50 khác biệt đáng kể so với giá trị trung bình của các mỡ bôi trơn không mong muốn. Điều này chứng tỏ sự thay đổi về tính chất do pha trộn và làm tăng mối quan tâm về hiệu suất của hỗn hợp này trong dài hạn. Có thể dự kiến ​​hỗn hợp có thể bị làm mềm, tách dầu và xu hướng kênh khi được phép tồn tại trong trạng thái hỗn hợp trong vỏ động cơ. Vì lý do này, hỗn hợp không được phép tại cơ sở, và quyết định đã được thực hiện để giữ hai mỡ bôi trơn tại chỗ cho đến khi động cơ có thể được loại bỏ và làm sạch triệt để sản phẩm hiện có.

Các chiến lược để giảm thiểu hiệu ứng trộn

Có thể khó tránh trộn lẫn mỡ trong môi trường thực vật, nhưng có thể thực hiện một số bước để giảm thiểu tác động và khả năng trộn mỡ bôi trơn không tương thích.

Bước 1: Cung cấp hướng dẫn rõ ràng

Tất cả nhân viên liên quan đến việc bôi mỡ vào thiết bị cần được đào tạo và nhận được hướng dẫn về sản phẩm phù hợp để sử dụng trên từng thiết bị và vị trí. Điều này bao gồm nhân viên và nhà thầu có thể làm việc tại cơ sở. Cung cấp các nhãn và mã màu khi có thể để tránh nhầm lẫn.

Bước 2: Tham gia mua hàng trong đặc tả mỡ

Một khu vực chung để trộn mỡ là trong các thiết bị mới và được xây dựng lại. Ngay cả khi tất cả nhân viên nhà máy được hướng dẫn rõ ràng về việc sử dụng đúng sản phẩm, thiết bị có thể được trả lại cho cơ sở bằng một loại mỡ khác với loại dầu sẽ được thêm vào khi sử dụng. Vòng bi mới, bánh răng, động cơ, vv, thường được cung cấp kèm theo một sản phẩm không tương thích với dầu mỡ đang được sử dụng để cân bằng lại.

Bước 3: Hợp nhất các chất bôi trơn

Xác định số lượng sản phẩm tối thiểu cần thiết để đáp ứng thiết kế của thiết bị đang sử dụng và hợp nhất với số đó. Không cung cấp các sản phẩm bổ sung để thuận tiện hoặc trung thành với thương hiệu. Điều này làm tăng khả năng trộn.

Bước 4: Thử nghiệm hỗn hợp tiềm năng

Nếu sai mỡ đã vô tình được thêm vào máy hoặc yêu cầu hợp nhất sẽ chuyển đổi việc sử dụng sản phẩm trong máy, thực hiện trộn và làm việc hỗn hợp cũng như kiểm tra tính chất động để đánh giá hiệu suất của hỗn hợp. Đối với những hỗn hợp đó chứng minh là không tương thích, cần phải thực hiện thêm nỗ lực để làm sạch hoàn toàn tất cả các vết mỡ từ vỏ, đường cung cấp và vòng bi / bánh răng để đảm bảo tuổi thọ và vận hành máy móc đáng tin cậy.

Biểu đồ tương thích mỡ có thể là một cách thuận tiện để đưa ra quyết định dựa trên sự trộn mỡ thực tế hoặc tiềm năng. Tuy nhiên, sự không đáng tin cậy của các biểu đồ này và sự tương tác phức tạp của các loại dầu gốc, chất phụ gia và chất làm đặc mỡ đòi hỏi một phương pháp tiếp cận nhất định hơn được sử dụng cho hiệu suất thiết bị tối ưu. Những nỗ lực để tránh trộn lẫn khi có thể và để thử nghiệm hỗn hợp cho các vấn đề tương thích cũng như thực hiện các hành động thích hợp sẽ là một sự đầu tư về độ tin cậy sẽ trả cổ tức.