FLUIDI ZA HIDRAULIČNE KOČIONE SISTEME

MOTORNIH VOZILA

U hidrauličnim kočionim sistemima motornih vozila kao medijum za prenos sile kočenja mogu da se koriste tečnosti koje sadrže mineralna ulja (LHM – specijalna tečnost za centralnu hidrauliku Citroenovih vozila) ili tečnosti na bazi poliglikola i glikoletera. Zahtevi za specijalnim fluidom (LHM – Liquide a base minerale pour hydraulique de vehicules Citroen) za Citroenova vozila definisani su specifikacijom CITROEN B 712710. Uključuje zahteve za vrlo dobrim reološkim svojstvima, naročito kod niskih temperatura, kao i kompatibilnost sa zaptivnim materijalima. LHM fluid upotrebljava se za one sisteme koji su označeni zelenom bojom. Ne sme se mešati sa drugim tečnostima niti zamenjivati nekom drugom vrstom fluida.

Najširu primenu imaju kočione tečnosti na bazi glikoletra i poliglikola uz dodatak odgovarajućih aditiva za zaštitu od korozije i oksidacije.

Osnovni zahtevi za kočione tečnosti

Sadržaj vlage u kočionim tečnostima raste 2 do 4 % godišnje. To utiče na sniženje tačke ključanja i ima za posledicu stvaranje parnih čepova i gasnih mehurića što vrlo negativno utiče na efikasnost kočionog sistema i vodi otkazu kočnica. Kritičan momenat je pri dugoj vožnji nizbrdo po veoma toplom danu uz čestu upotrebu kočnice. U tom slučaju pojavljuje se visoka temperatura koja se prenosi na kočionu tečnost. Ako je ona kontaminirana sa nedozvoljenom količinom vode, može se dogoditi tolika količina pare da klip više ne može da stvori visok pritisak pri čemu dolazi do otkaza kočionog sistema.

Tačka ključanja vlažne tečnosti predstavlja temperaturu pri kojoj nastaju prvi gasni mehurići. Sa sadržajem vode od 5 % tačka ključanja tečnosti DOT 3 pada ispod kritične (140 ⁰C), što znači da se mora zameniti. Pošto su tečnosti DOT 4 i DOT 5 manje higroskopne i imaju više tačke ključanja, period upotrebe je duži od perioda upotrebe tečnosti DOT 3, a pouzdanost kočionog sistema veća. Kočione tečnosti DOT 5 su na bazi silikonskih ulja. Dalji razvoj fluida ide u pravcu boratnih estera označenih standardom DOT 5.1. Nije dozvoljeno mešanje DOT 5 sa ostalim kategorijama kočionih tečnosti: DOT 3, DOT 4, ili DOT 5.1.

ULJA ZA AMORTIZERE

Princip rada hidrauličnih amortizera svodi se na pretvaranje mehaničke energije oscilovanja preko viskoznog trenja u toplotnu energiju. Viskozno trenje u amortizeru nastaje usled strujanja ulja koje se nalazi u amortizeru kroz male otvore i ventile u pojedinim delovima amortizera. Prema tome ulje za amortizere je fluidni element amortizera i ono treba da se tretira kao i svaki drugi konstruktivni element od čijeg pravilnog izbora zavisi kvalitet i pouzdanost rada amortizera. Da bi oscilacije ostale nepromenjene tokom vremena i u svim eksploatacionim uslovima, potrebno je da se i moć prigušenja amortizera ne menja. Međutim, u praksi dolazi do promena moći prigušivanja amortizera, a jedan od uzroka te promene je ulje za amortizere.

Do promene prigušne moći amortizera dolazi zbog promene viskoznosti ulja usled promene temperature, pa se iz tog razloga zahtevaju izuzetno dobre viskozno-temperaturne osobine ulja, odnosno visok indeks viskoznosti ulja.

Energija prigušivanja pretvara se u toplotnu, i temperatura ulja raste. Radna temperatura ulja je 65⁰ do 80⁰C. U toku letnjih meseci i vožnje po lošim putevima, temperatura ulja može da poraste i do 100⁰C. Na tim visokim temperaturama viskoznost ulja opada, a samim tim i prigušna moć amortizera. Osim toga, pri višim temperaturama ulje počinje intenzivno da isparava, mešanje sa vazduhom i pojava gasnih mehurića je intenzivnije, što mu pogoršava maziva svojstva i smanjuje energiju prigušenja.

U toku rada amortizera ulje se stalno pretače iz jednog prostora u drugi kroz male prigušne otvore i procepe u ventilima amortizera. Pri takvim uslovima strujanja, ulje se raspršuje u sitne kapljice, delimično isparava i meša se sa vazduhom, a sve to dovodi do hemijskih i fizičkih promena usled čega mu se menja viskoznost.

Efikasnost amortizera u velikoj meri zavisi od kvaliteta ulja i njegove količine u amortizeru. Kvalitet ulja odnosi se na:

·       dobre antikorozivne osobine u odnosu na čelik i bakar,

·       kompatibilnost sa zaptivnim materijalima,

·       visoku oksidacionu stabilnost i

·       visok indeks viskoznosti

Zahteve za kvalitetom ulja definišu proizvođači amortizera preko svojih proizvođačkih specifikacija: FIAT St.55598; P.C.7884 ARMSTRONG; PEUGEOT X 71211.

Ulja za amortizere imaju viskoznost oko 15 mm²/s na 40⁰C, tačku tečenja –45⁰C, viskoznost na –30⁰C oko 1800 mm²/s, a indeks viskoznosti najmanje 90.

Količinu ulja u amortizeru određuje proizvođač amortizera. Veća količina ulja od propisane ne dozvoljava amortizeru da se potpuno zatvori i povećava silu kompresije amortizera. Manja količina ulja u radnom cilindru smanjuje efikasnost prigušivanja i prouzrokuje povećanu buku.

Dozvoljava se pad viskoznosti ulja za 15% ili pad sile izvlačenja amortizera za 30%. Od kvaliteta ulja zavisi i vek gumenih zaptivača, što utiče na hermetičnost (curenje) amortizera.

ULJA ZA KLIZNE STAZE

Primenjuju se za podmazivanje kliznih staza i linijskih i kružnih vođica klizača.

Najvažnija funkcija ovih ulja je da pri malim brzinama i visokim opterećenjima obezbede ravnomerno kretanje kliznim elementima, bez tzv. “stick slip” efekta, koji ima za posledicu neravnomeran rad sistema, skokovito klizno kretanje i škripu. ''Stick-slip'' je skokovito kretanje kliznih površina kod malih brzina kretanja, a javlja se kada je koeficijent trenja u mirovanju znatno veći od koeficijenta trenja u sporom kretanju. Aditivi, modifikatori trenja, osiguravaju pogodan odnos između statičkog i dinamičkog trenja, što je kritičan faktor kod pojave “stick-slipa”. Visoka opterećenja i male brzine klizanja ne mogu da obezbede hidrodinamičko podmazivanje, zato ova ulja sadrže specijalne aditive za poboljšanje svojstva podnošenja opterećenja koji obezbeđuju potrebnu jačinu uljnog filma i odgovarajuće podmazivanje. Osnovne karakteristike ulja za klizne staze su: otpornost na visoke pritiske i udarna opterećenja, niski koeficijent trenja, zaštita od habanja, zaštita od korozije, kompatibilnost sa tečnostima za obradu metala, dobre osobine deemulgiranja, visoka prionljivost za metalne površine, kompatibilnost s materijalima kliznih staza.

Za podmazivanje horizontalnih kliznih staza najčešće se koristi ulje viskoznosti ISO VG 68, dok se za podmazivanje vertikalnih kliznih staza koristi ulje viskoznosti ISO VG 220.

Mnoge osobine ulja za klizne staze slične su osobinama hidrauličnih ulja pa se mogu upotrebljavati i u tom svojstvu u svim slučajevima kada se za klizne staze preporučuju hidraulična ulja. Karakterišu ih visoka oksidaciona stabilnost, i u odnosu na hidraulična ulja, visoka prionljivost za metalne površine.

Nose oznaku ISO L-G, a ako zadovoljavaju i uslove za hidraulična ulja, onda se označavaju sa ISO L-HG. Proizvode se u više viskoznih gradacija.

Kvalitet se određuje opšte usvojenom specifikacijom Cincinati Milacron: P.47 za ISO VG 68, P.50 za ISO VG 220 i P.53 za ISO VG 32.

ULJA ZA CIRKULACIONE SISTEME

Prema klasifikaciji ISO 6743  ova ulja imaju oznaku ISO-L F. Proizvode se od najnižih ISO VG 2 do najviših ISO VG 3200 viskoznih gradacija u zavisnosti od mesta primene.

Izbor viskozne gradacije zavisi od zahteva u pogledu brzine, opterećenja i temperature, što proizvođači mehaničkih sistema tačno utvrđuju i preporučuju. Za podmazivanje ležajeva najčešće se koristi VG 46 i 68, a za brzohodna vretena sa kliznim ležajevima VG 5 i VG 7.

Klasifikacija ulja za cirkulacione sisteme

 ULJA ZA PRENOS TOPLOTE

U indirektnim sistemima zagrevanja mogu da se koriste različita sredstva za prenos toplote: topla voda, para, mineralno ulje i sintetičke hemijske mešavine. Upoređujući njihove karakteristike, a imajući u vidu sve veću zastupljenost modernih procesa sa visokim temperaturama zagrevanja (200 do 300 ⁰C) mogu se iskazati neke značajne prednosti mineralnih ulja od kojih su najvažnije:

·       manji pritisak pare na povišenim temperaturama,

·       ne postoji problem korozije i taloženja,

·       niska tačka stinjavanja,

·       mogućnost postizanja velike tačnosti regulisanja temperature (2 do 5 ⁰C)

Ulja za prenos toplote se koriste u tekstilnoj, papirnoj, hemijskoj i prehrambenoj industriji kao i kod sušara i asfaltnih baza.

Klasifikacija ulja za prenos toplote prema ISO standardu

Karakteristike ulja za prenos toplote

Tipičan temperaturni raspon fluida za prenos toplote

ULJA ZA TRANSFORMATORE I ELEKTRIČNE INSTALACIJE

Osnovne funkcije ulja za transformatore su:

·       Izolacija električnih provodnika,

·       U toku rada transformatora, odnosno prolaskom struje kroz bakarne provodnike, u transformatorskom jezgru se razvija toplota. Ulje ima zadatak da odvodi toplotu od transformatorskog jezgra ka kućištu radi hlađenja i održavanja radne temperature.

·       gašenje električnog luka varnica koje se javljaju u prekidačima i sličnim uređajima prilikom uključivanja i isključivanja.

Od transformatorskih ulja zahteva se:

·       visoka oksidaciona stabilnost koja treba da im obezbedi dug radni vek,

·       visoka dielektrična čvrstoća i specifični izolacioni otpor,

·       niska viskoznost i odlična fluidnost na niskim temperaturama,

·       odsustvo neorganskih kiselina, alkalija i korozivnog sumpora,

·       dobra otpornost ka emulgovanju,

·       otpornost ka stvaranju taloga pri normalnom radu,

·       brzo gašenje električnog luka,

·       niska tačka stinjavanja,

·       visoka tačka paljenja i niska isparljivost,

·       visok probojni napon,

·       niski faktor dielektričnih gubitaka i

·       visoka specifična toplota i toplotna provodljivost

Ulje za transformatore mora biti izuzetno suvo i mora se, ako se utvrdi da je probojni napon niži od propisanog, pre upotrebe sušiti.

Specifikacije kvaliteta ulja za transformatore i električne instalacije

Specifikacija IEC ulja za transformatore

(1) Ulja za normalne uslove primene, transformatori manjih snaga

(2) Ulja za transformatore sa višim radnim temperaturama i za produženi vek trajanja

ULJA ZA PNEUMATIČNE ALATE

Od ulja za pneumatične alate traže se sledeće karakteristike: niske tačke tečenja, zbog mogućnosti rada na niskim temperaturama, visoka termička i oksidaciona stabilnost, visoka prionljivost za metalne površine, zaštita od habanja, sposobnost za brzo otpuštanje vazduha, otpornost na građenje stabilne pene i sposobnost zaštite od rđe i korozije. Važna osobina ulja za pneumatične alate je da se lako raspršuju u struji komprimovanog vazduha da bi podmazali sve vitalne delove pneumatskih alata. Proizvode se u viskoznim gradacijama VG 32 do VG 220.

Savremene pneumatične alate karakterišu mali zazori između površina koje su u kontaktu. Ukoliko se ne odabere ulje odgovarajućeg kvalitetnog nivoa, postoji opasnost od povećanog habanja pošto pneumatični alati rade u uslovima udarnih opterećenja i ekstremnih pritisaka, a neki i u uslovima velike vlažnosti.

Kod bušilica za kamen, voda struji kroz sredinu klipa sve do oštrice bušilice. Njena funkcija je ispiranje zdrobljenih materijala. Za podmazivanje takvih alata preporučuju se ulja više viskozne gradacije, često i zamašćena, sa dobrim deemulzivnim osobinama jer dolaze u neposredni dodir sa vodom.

Ulja nižih viskoznih gradacija, sa dobrom polarnošću, preporučuju se za podmazivanje alata koji rade u suvim uslovima.

Gradacija VG 32 koristi se u temperaturskom opsegu od –25 ⁰C do 5 ⁰C. Gradacija VG 46 koristi se na temperaturama oko 5 ⁰C, VG 100 za podmazivanje pneumatičnih alata u granicama od 5 ⁰C do 27 ⁰C, a gradacije VG 150 i 220, za pneumatične alate koji rade u uslovima visokih opterećenja i na visokim temperaturama.

Maziva za pneumatične alate su definisana specifikacijom Gardner-Denver i pokriva pet gradacija (SAE 10, 20, 30, 40, 50) koje se koriste u Gardner-Denverovim bušalicama za kamen. Osim što prolaze test odvajanja vode u emulziji sa vodenom parom, ova ulja poseduju propisan minimalni nivo radnih svojstava u “Pin-Type Weeks Oil Testeru”, koji pruža mogućnost merenja nosivog opterećenja uljnog sloja ili otpornosti na visoke pritiske.

ULJA ZA PROTOČNO PODMAZIVANJE

Prema klasifikaciji iso 6743-99 utvrđena je klasifikacija ulja za protočno podmazivanje koja ima oznaku ISO-L A.

Za proizvodnju ulja za protočno podmazivanje, kao bazna ulja, koriste se uglavnom naftenski destilati ili rafinati. Primenjuju se tamo gde se prilikom upotrebe ulje potpuno gubi i ne vraća u sistem. Ulja koja se direktno ispuštaju u životnu sredinu, moraju da odgovaraju zakonskoj regulativi koja je na snazi u svakoj zemlji.

Klasifikacija ulja za protočno podmazivanje

SREDSTVA ZA PRIVREMENU ZAŠTITU OD KOROZIJE

Koriste se za privremenu zaštitu od korozije. Ova zaštita može biti, kako kratkotrajna, kao prilikom međuoperacijske zaštite u metaloprerađivačkoj industriji, tako i dugotrajna, kao npr. prilikom skladištenja delova i opreme koji se neće upotrebljavati u dužem roku. Bitna osobina sredstava za zaštitu od korozije je da se mogu lako ukloniti sa površine, t.j. da se lako može izvršiti dekonzervacija uobičajnim industrijskim rastvaračima ili deterdžentima.

Zaštita se sastoji u stvaranju uljnog filma nepropusnog za vodu, paru, gasove i vazduh. Za zaštitu od korozije i mehaničkih oštećenja koriste se sredstva na bazi voska sa dodatkom rastvarača koji vremenom ispari i ostavlja čvrst zaštitni sloj (1 – 2 mm). Ovom sredstvu se mogu dodati i plastifikatori (niskomolekulski polimeri) radi poboljšanja plastičnosti filma.

Nanošenje sredstava za zaštitu od korozije se vrši: potapanjem, prskanjem ili premazivanjem što zavisi od dimenzija i količine komada koji se štite, osobine zaštitnog sredstva itd. Bitno je da cela površina koja se štiti bude prekrivena zaštitnim sredstvom. Ukoliko je potrebno, mašine se moraju totalno ili delimično rasklopiti, da bi se omogućilo nanošenje sredstava na svaku površinu koju treba zaštititi. Uklanjanje sredstva za zaštitu od korozije se vrši pomoću: rastvarača, sredstva za alkalno pranje ili brisanjem. Izbor načina uklanjanja zavisi od vrste zaštitnog sredstva i od stepena čistoće površine koji se zahteva.

Jedna od najčešće korišćenih specifikacija koje definišu zahteve za radnim osobinama sredstava za zaštitu od korozije je MIL-C-16173 D.

Prema toj specifikaciji postoji pet različitih tipova:

·        Tip 1 – Tvrd neproziran zaštitni sloj

·        Tip 2 – Mekan zaštitni sloj

·        Tip 3 – mekan i vrlo tanak zaštitni sloj sa svojstvima istiskivanja vode

·        Tip 4 – Proziran, tvrd i nelepljiv zaštitni sloj

·        Tip 5 – Zaštitni sloj koji se lako uklanja vodenom parom

Objašnjenje pojmova lakih i teških uslova primene:

Laki uslovi primene – Skladištenje metalnih delova do četiri meseca, bez izlaganja vlažnim uslovima sa mogućnošću ponovljene kondenzacije (skladišta izložena promenama temperature) ili naročito korozivnim uslovima (kisele ili alkalne pare, dim itd.). Laki uslovi podrazumevaju i kratkoročni transport zatvorenih metalnih delova u suvim uslovima.

Teški uslovi primene – Svi drugi slučajevi koji nisu navedeni u "lakim uslovima primene"

Klasifikacija sredstava za privremenu zaštitu od korozije prema ISO

Klasifikacija sredstava za privremenu zaštitu od korozije prema ISO 6743-8

PROCESNA, TEHNIČKA BELA I MEDICINSKA BELA ULJA

Procesna ulja su formulisana od jedne ili više vrsta baznih ulja, koja se koriste u raznim industrijskim procesima kao rastvarači, omekšivači, za apsorpciju gasova, agensi za separaciju i sl. Prema opštoj klasifikaciji JUS – ISO 6743/0 nose oznaku ISO L-Y kao ulja za ostale oblasti primene.

Procesna ulja mogu biti parafinska, naftenska ili aromatska.

Parafinska procesna ulja su obično svetle boje, visokog indeksa viskoznosti i niske tačke tečenja. Ne poseduju dobra svojstva rastvaranja i koriste se u slučajevima gde je potrebna spora reakcija.

Naftenska procesna ulja su tamnije boje u odnosu na parafinska, nižeg indeksa viskoznosti i niske tačke tečenja. Imaju bolja svojstva rastvaranja od parafinskih i koriste se u slučajevima kada je potrebna intenzivnija reakcija.

Aromatska ulja su nestabilna, tj. nezasićena zdog dvogubih veza u prstenastoj strukturi i zbog toga su hemijski veoma reaktivna.

Podela procesnih ulja na osnovu VGC (Viscosity Granity Constant) konstante:

Oblasti primene ovih ulja određene su: hemijskim sastavom, viskoznošću i gustinom. Na ove osobine utiču način i dubina rafinacije, kao i vrsta nafte čijom preradom se dobijaju. Kako raste stepen rafinacije, tako se smanjuje aromatska frakcija i intenzitet boje ulja, sve do konačnih belih ulja koja su bezbojna i ne sadrže aromate.

U grupu procesnih ulja spadaju:

• tamna procesna ulja ili ekstrati od solventne rafinacije, tamno smeđe do crne boje i visokim sadržajem aromata (40 – 60 %)
• svetla procesna ulja, destilati ili rafinati, žućkaste do smeđe boje i nižim sadržajem aromata (4 – 25 %)
• tehnička bela ulja, dobijena kiselom rafinacijom, solventnom ili hidrorafinacijom, bezbojna do svetle boje, sa niskim sadržajem aromata (7%)
• medicinska bela ulja, ekstra rafinisana pomoću oleuma, solvenata ili hidrorafinacijom, bezbojna i bez aromata i drugih toksičnih materija

Tamna procesna ulja zbog visokog sadržaja aromata upotrebljavaju se kao rastvarači gde boja nema važnosti: u gumarskoj industriji, za proizvodnju štamparskih boja i dr.

Svetla procesna ulja - rafinati, mogu da se koriste kao rastvarači ili kao komponente nekih proizvoda gde je važna svetla boja.

Tehnička bela ulja bez boje, mirisa i ukusa, sa niskim sadržajem aromata koriste se u tekstilnoj industriji za podmazivanje delova mašina koji dolaze u dodir sa tkaninom u toku procesa proizvodnje. Ulje ne utiče na zdravlje radnika, a uz dodatak emulgatora olakšava se ispiranje proizvoda. Osim toga koriste se kao rastvarači, plastifikatori u preradi plastičnih masa ali i za lakše odvajanje presovanih predmeta od kalupa.

Medincinska bela ulja koriste se u farmaceutskoj industriji kao nosači polučvrstih i čvrstih supstanci, kao osnova različitih masti, ili kao delovi preparata koji se u medicini koriste u vidu kapsula ili tableta. Osim toga ova ulja se koriste u prehrambenoj industriji za podmazivanje mašina koje su u kontaktu sa proizvodima.

Maziva koja se upotrebljavaju u prehrambenoj industriji moraju imati dozvolu USDA (United States Deparment of Agriculture – ministarstvo za poljoprivredu SAD). Preduslov za dobijanje upotrebne dozvole ili homologacije maziva za prehrambenu industriju je da mazivo prema čistoći odgovara zahtevina FDA (Food and Drug Administration – ministarstvo za hranu i lekove), smernicama sigurnosti 21 CFR 178.3570. FDA je državni organ Amerike koji je izdao pozitivnu listu sirovina koje se mogu koristiti u proizvodnji maziva za prehrambenu industriju. Postoje dve USDA kategorije dozvola koje se dodeljuju:

- USDA H1 – mazivo za prehrambenu industriju koje se može primeniti na svim mestima podmazivanja mašina u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji kod kojih povremeno može doći do kontakta proizvoda i maziva.

- USDA H2 – maziva koja se preporučuju za primenu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, ali se ni pod kojim uslovima ne dozvoljava kontakt maziva i proizvoda. U Evropi se prihvata USDA H1. Osim toga američki NSF (National Sanitary Fonndation International – nacionalna sanitarna fondacija) sve više dobija na značaju, jer je usklađen sa zahtevima Evropske radne grupe za maziva u prehrambenoj industriji.