Údržba a úprava kapalin na bázi směsi glykolu a vody

Údržba a úprava kapalin na bázi směsi glykolu a vody

Postupujte přesně podle receptury přípravy, abyste dosáhli úspěchu. Měření viskozity a hodnoty pH je pouze určitou částí celého procesu.

Hydraulické kapaliny na bázi směsi glykolu a vody (známé rovněž pod označením HFC) zaujímají významné místo na trhu nehořlavých kapalin. Co se týče objemu jejich celkové výroby, kapaliny na bázi vody a glykolu jsou na trhu kapalinami číslo jedna. Vyznačují se vynikající odolností proti ohni a jsou relativně levné ve srovnání s různými nehořlavými kapalinami vyráběnými bez použití vody. 

Vzhledem k tomu, že HFC kapaliny mají relativně nízký tlakový strop (přibližně 3 000 psi, a to v závislosti na typu zařízení a původním výrobci zařízení nebo OEM), jsou široce využívány v ocelářství během kontilití a při výrobě segmentů pomocí tlakového lití. Poněvadž HFC kapaliny mají významný podíl na trhu s nehořlavými kapalinami, je důležité pochopit principy jejich přípravy a parametry údržby, díky čemuž budou vaše kapaliny na bázi směsi glykolu a vody spolu s vaším zařízením provozovány s maximální účinností. 

Složení kapaliny

Kapaliny na bázi směsi glykolu a vody představují komplexní roztoky. Klasifikace výrobku jasně naznačuje, že kapalina obsahuje vodu a glykol. Avšak pro výrobu hotové kapaliny, kterou lze aplikovat v rámci běžně používaných hydraulických zařízení, je zapotřebí do této směsi dodat přídavné chemické látky.

Po smíchání vody a glykolu má získaná směs viskozitu vody. Do HFC kapalin se přidává ve vodě rozpustné zahušťovadlo na bázi polyalkylenglykolu (PAG), aby bylo dosaženo správné viskozity kapaliny. Po smíchání těchto tří složek vzniká kapalina, která se podobá oleji. Bohužel tato kapalina nemá žádné mazací vlastnosti a neposkytuje součástem ochranu proti rzi a korozi.

Mezi další základní chemické složky patří mastné kyseliny a aminy pro účely mazání, aminy pro ochranu proti korozi, pasivátory žlutého kovu pro mosaz a bronz a barvivo pro identifikaci tekutin. Obrázek 1 znázorňuje složení obecně použitelné HFC kapaliny. Složky, jako jsou aminy, mazací přísady, polymerní zahušťovadla, a dokonce i obsah vody se mohou lišit od jednoho výrobce k druhému, avšak konečné složení kapaliny bývá zhruba stejné. Optimální výkon kapaliny je dosažen tehdy, jsou-li všechny komponenty kapaliny udržovány v rovnováze. Z tohoto důvodu je nezbytné mít k dispozici kvalitní program údržby a úpravy kapalin. 

Klíčové parametry údržby a úpravy kapalin

Uvedeme si některé z proměnných v procesu údržby směsi:

  1. Viskozita: Viskozita kapaliny na bázi směsi glykolu a vody přímo souvisí s obsahem vody ve směsi. Glykol a zahušťovadlo PAG obsažené v kapalině HFC nejsou těkavé a setrvávají v hydraulické nádrži bez ohledu na teplotu kapaliny. Proto lze očekávat, že viskozita kapaliny se zvýší v průběhu času, což souvisí s odpařováním vody. Míra zvýšení viskozity bude záviset na takových faktorech, jako je okolní teplota, teplota nádrže, proudění vzduchu nad odvětrávacím otvorem nádrže, množství přidané kapaliny atd.

Dobře informovaný dodavatel hydraulických kapalin má ve zvyku uživatelům HFC kapalin poskytnout diagram, který zobrazuje souvislost mezi mírou viskozity a obsahem vody. Máme-li takový diagram k dispozici, nemusíme nic složitě zapisovat a celková údržba kapalin je tím usnadněna. Mělo by se zdůraznit, že pokles viskozity souvisí s přebytkem vody v kapalině na bázi směsi glykolu a vody. Tato přebytečná voda může pocházet pouze z netěsnosti na výměníku tepla nebo z nadměrného přidání vody v rámci její úpravy. 

Navrhované rozsahy viskozity dle společnosti Quaker jsou tyto:

  • rozsah viskozity pro normální provoz: 180–250 SUS;
  • viskozita nižší než 180 SUS: vyhledejte zdroj přebytečné vody;
  • viskozita v rozsahu 250–500 SUS: upravte pomocí měkké, destilované nebo deionizované vody dle dodaného grafu;
  • viskozita nad 500 SUS nebo nižší než 160 SUS: vyřaďte kapalinu z používání a naplňte systém čerstvou kapalinou na bázi směsi glykolu a vody. 

Pokud by bylo zapotřebí provést úpravu vody, je nutné tuto úpravu vykonat pomocí měkké, destilované nebo deionizované vody. Dvojmocné ionty kovů, jako je vápník a hořčík, které se nacházejí v kohoutkové a pramenité vodě, způsobují, že mazací přísada v kapalině ztuhne a tím se stává neúčinnou. 

  1. pH: pH kapaliny na bázi vody je mírou celkového množství korozi inhibujících vlastností dané kapaliny. V kapalině na bázi vody musí být pH kapaliny vyšší než 8,0, aby se zpomalily korozní procesy. Dodatečně je zapotřebí aplikovat alkanolaminové látky ke zvýšení hodnoty pH; žíravé látky, jako je hydroxid sodný, nebudou inhibovat korozi. Například kapaliny Quintolubric na bázi směsi glykolu a vody od společnosti Quaker mají hodnotu pH mezi 9,4 a 9,8.

Hodnota pH používané kapaliny má tendenci klesat v důsledku ztráty inhibitoru koroze odpařováním. Tyto stavy je třeba očekávat, jelikož odpařovací inhibitor koroze je těkavý; musí opustit kapalinu, aby inhiboval korozi ve výparném prostoru nad kapalinou v nádrži. Hodnota pH nižší než 8,0 znamená, že došlo ke kontaminaci či rozředění systému. 

  1. Alkalická rezerva: Alkalická rezerva (AR) je mírou kombinovaného balíčku inhibitoru koroze – v kapalné i plynné fázi – v kapalině na bázi směsi glykolu a vody. AR během používání kapaliny klesá, protože odpařovací inhibitor se z kapaliny pomalu odstraňuje. Rychlost odpařování závisí na teplotě nádrže, okolní teplotě a proudění vzduchu nad odvětrávacím otvorem nádrže. V praxi je zapotřebí hodnota AR 90 nebo vyšší pro zajištění inhibice plynné koroze. Malé přídavky upravené kapaliny mohou mít významný pozitivní dopad na alkalické rezervy kapaliny na bázi směsi glykolu a vody. V závislosti na použitém aminu jakožto inhibitoru koroze v plynné fázi se může stát, že není zapotřebí upravovat alkalickou rezervu kapaliny během provozu. 
  1. Měření míry znečištění pevnými částicemi: Koncentrace nečistot je měřítkem všech nečistot, kalů a úlomků z opotřebených součástí rozptýlených v kapalině. Chcete-li maximalizovat životnost komponentů, musíte míru znečištění pevnými částicemi dostat pod vaši kontrolu. Originální výrobci čerpadel a ventilů ve svých manuálech jasně doporučují maximální koncentraci nečistot pro kapaliny v závislosti na typu čerpadla, provozním tlaku, ať už jsou, nebo nejsou používány proporcionální nebo servoventily. Identifikace kritického hardwaru v hydraulickém systému vám umožní nastavit maximální možnou míru znečištění pevnými částicemi pro dané zařízení. To platí pro kapaliny dodávané v sudech a velkoobjemových kontejnerech. 

Získání přesného počtu částic s použitím normy ISO 4406 vyžaduje křišťálově čirou kapalinu. Zamlžená kapalina představuje chybu v počtu částic. Jiné metody, jako je například resuspendování částic, mohou poskytnout lepší výsledky, ale nejsou zcela přesné. Tato metoda je vhodná pro analýzu trendů, nicméně revize předpisů ohledně čistoty kapaliny, jež je stanovena originálním výrobcem zařízení, jakož i dialog s dodavatelem kapaliny vám pomohou při stanovení limitů čistoty pro kapaliny, které používáte v provozu. 

Peter Skoog je technický manažer pro oblast fluidní techniky a aplikaci maziv ve společnosti Quaker Chemical Corp., která je předním poskytovatelem procesních kapalin a speciálních chemických produktů.

Řízení a údržba průmyslového podniku

Časopis Řízení a údržba průmyslového podniku již přes 10 let patří mezi neodmyslitelný zdroj informací v oblasti průmyslové údržby a diagnostiky. Část obsahu je z pera licenčních autorů Plant Engineering z USA.

www.udrzbapodniku.cz