MOL Wearcheck

Gyors és korszerű eszközök

Két alapberendezéssel érdemes egy kicsit részletesebben megismerkedni.
Az ICP (Inductive Coupled Plasma) spektrofotométer feladata a kenőolajokban található kémiai elemek koncentrációjának meghatározására szolgál.

A MOL WearCheck laboratóriumának berendezése a következő kémiai elemek mérésére alkalmas:

• egyes nemfémes elemek és félfémek – kén, foszfor, szilícium
• egyes alkálifémek – lítium, nátrium, kálium
• egyes alkáli földfémek – magnézium, kalcium, bárium
• a gépek szerkezeti anyagaiként használt fémek többsége – vas, alumínium, réz, króm, molibdén, vanádium, nikkel, titán, mangán, ólom, ón, ezüst.

A berendezés ppm (milliomod tömegarány, part per million) mértékegységben jelzi ki a felsorolt kémiai elemek koncentrációját. A mérés elve színképelemzésen alapul. A használt-olaj mintát magas hőmérsékletű plazmába (kerozin lángba) porlasztják. A vizsgált elemeket tartalmazó vegyületek felbomlanak, a vizsgált elemek atomjai gerjesztett állapotba kerülnek. A gerjesztett atomok a rájuk – és csak rájuk – jellemző, diszkrét hullámhosszúságú sugárzásból álló színképet bocsátják ki. A berendezés minden vizsgált kémiai elem esetén egy alkalmasan kiválasztott hullámhosszúságú sugárzás intenzitását méri, az intenzitásból meghatározza a vizsgált kémiai elem koncentrációját.

A berendezés a felsorolt kémiai elemek koncentrációját rendkívül rövid idő alatt, egyidejűleg határozza meg. A felsorolt kémiai elemek többféle ok miatt lehetnek jelen a használt-olaj mintákban:

• A kenőolajok adalékainak alkotóiként. Az adalékok gyakran tartalmaznak ként, foszfort, molibdént, stb.
• A kopásrészecskék alkotóiként, szerkezeti anyagok összetevőiként (így kerülhet be a vas, a króm, a vanádium, a molibdén, az alumínium, stb.).
• Korrózió eredményeként. A korrózió során különböző fémtartalmú vegyületek képződnek, amelyek elegyednek az olajjal.
• Külső szennyezőanyagként. Ilyen úton elsősorban a szilícium és az alumínium jut be a kenőolajba.
• Szerelési segédanyagként. A gépek összeszerelése során gyakran használnak fémtartalmú (többnyire réz-tartalmú) szerelő-anyagokat, vagy szilikonolajat, annak érdekében, hogy a gépek egyes alkatrészei az üzembe helyezésüket követő első percekben sem maradjanak kenés nélkül.

A leírtakból két probléma következik.

Nem kapunk egyértelmű bizonyítékot arra vonatkozóan, hogy a vizsgált kémiai elemek milyen vegyületek részeként kerültek az olajba. Az is homályban marad, hogy a kémiai elemek a felsorolt lehetőségek közül melyik úton jelentek meg az olajmintákban. A döntéseket a vizsgálati eredményeket értékelő mérnöknek kell meghozni. Kellő gyakorlat birtokában nem megoldhatatlanok ezek a problémák. Ha a bizonytalanságok nem hidalhatók át, további vizsgálatokat kell végezni. Ennek egyik eszköze lehet az FT-IR technikán alapuló spektrométer.

Az FT-IR spektrométer mérési elve azon alapul, hogy a különböző kémiai kötéseket tartalmazó vegyületek eltérő módon nyelik el az infravörös sugárzást.

A vizsgált kenőanyag vékony rétegben két üveglap között helyezkedik el. A kenőanyagon alkalmasan megválasztott hullámhossz-tartományú (vagy 1 m hosszúságra eső hullámszám-tartományú) infravörös sugárzást bocsátanak át, és mérik az áteső sugárzás intenzitásának megoszlását a hullámhossztartomány mentén.

Egy vegyület úgy viselkedik, hogy a vizsgálati hullámhossz-tartományon belül egyes hullámhosszok mellett intenzíven, míg más hullámhosszok esetében jelentéktelen mértékben nyelik el az infravörös sugárzást. Az áteső sugárzásnak a teljes hullámhossz-tartomány mentén felrajzolható intenzitás-eloszlását ábrázoló szabálytalan görbe jellemző a vizsgált vegyületre, a vegyület „ujjlenyomatának” is nevezhető.

A módszerrel kellő gyakorlat és segédletek birtokában azonosíthatók a vizsgált olajmintában lévő vegyületek. Ugyanazon vegyület – pl. egy oxidáció-gátló adalék – esetében egy kiszemelt hullámhossz mellett az elnyelés intenzitása arányos a vegyület koncentrációjával.

Az FT-IR spektrométer tehát az olajmintákban található vegyületek – adalékok, degradációs termékek, külső szennyezők (pl. glikol) stb. – azonosítására, és koncentrációjuk meghatározására szolgál. Emiatt – bizonytalanságok esetén – nagyon jól kiegészíti az ICP spektrofotométer által szolgáltatott információkat.

E két berendezés a használt-olaj analízis alappilléreit képezik. Különösen hibafeltárás – meghibásodás elemzés – esetén azonban előfordulhat, hogy az együttes használatukkal sem jutunk kielégítő eredményre. A lehetőségeink természetesen nem értek véget. Az olajmintában lévő anyagok azonosítása céljából bevethetünk egy újabb módszert, a gázkromatográfiát, amelynek ismertetésére azonban nem térünk ki.

Az imént részletesen ismertetett két alapberendezés mellett természetesen több fontos berendezés is található a laboratórium eszköztárában.

A gépekből származó kenőanyagokban található szilárd szennyezőanyagok mennyiségének meghatározására, méret szerinti osztályozásukra korszerű, lézeres részecskeszámláló szolgál.

A laboratórium számos, speciálisan olajdiagnosztikai feladatokhoz kifejlesztett eszközt használ. Ezek közé sorolható pl. a kopásindex mérésére, a diszpergáló képesség meghatározásárára, a kenőolajok vezetőképességével kapcsolatos Olaj Kondíció Index mérésére, valamint a motorolajok üzemanyag- és víztartalmának gyors értékelésére szolgáló berendezés. A felsoroltakon kívül természetesen megtalálhatók egy klasszikus olajlaboratórium felszerelésének egyéb eszközei is. Ilyennek tekinthető a kenőolajok víztől való elválási hajlamának vizsgálatához használatos berendezések, a víztartalom pontos meghatározására, és az ipari olajok maradék élettartamát kifejező mennyiségek mérésére szolgáló eszközök (Karl-Fischer, RPVOT és RULER berendezések).