Smar do zastosowań ekstremalnych – jak dobrać środek smarny do najtrudniejszych warunków pracy?

Wysoka temperatura, bardzo duże obciążenia, kontakt z wodą, agresywne środowisko, silne zapylenie czy długotrwała praca maszyn mogą szybko ujawnić ograniczenia standardowego środka smarnego. W takich warunkach stosuje się specjalistyczne smary przeznaczone do wymagających zastosowań przemysłowych. Nie istnieje jednak jeden uniwersalny smar do zastosowań ekstremalnych. Produkt powinien zostać dobrany do konkretnego mechanizmu i dominującego czynnika, który utrudnia jego smarowanie. Innego rozwiązania może wymagać łożysko pracujące przy bardzo wysokiej temperaturze, innego wolnoobrotowy element poddawany dużym naciskom, a jeszcze innego mechanizm regularnie narażony na działanie wody.

Co oznacza smar do zastosowań ekstremalnych?

Określenie „ekstremalne warunki pracy” jest bardzo szerokie. W jednym zakładzie może oznaczać temperaturę znacznie przekraczającą typowe warunki eksploatacji, w innym bardzo duże obciążenia mechaniczne, a jeszcze w innym regularny kontakt z wodą, parą, pyłem lub środkami chemicznymi. Z tego powodu wybór produktu wyłącznie na podstawie określenia „smar specjalistyczny” lub „smar do trudnych warunków” nie jest wystarczający. Podstawową funkcją smaru jest ograniczenie tarcia i zużywania się współpracujących powierzchni. Smar plastyczny składa się z oleju bazowego, zagęszczacza oraz odpowiednio dobranych dodatków. W produktach specjalistycznych stosowane mogą być również stałe środki smarne oraz inne składniki nadające preparatowi właściwości potrzebne w konkretnych warunkach eksploatacji. To właśnie kompozycja całego produktu decyduje o jego zastosowaniu. Dwa smary o podobnym wyglądzie i konsystencji mogą mieć zupełnie inne parametry pracy. Jeden może być przeznaczony do szybko obracających się łożysk, drugi do wolnych mechanizmów poddawanych wysokim naciskom. Jeden dobrze radzi sobie w obecności wody, podczas gdy drugi został opracowany przede wszystkim z myślą o wysokiej temperaturze.

Dlatego poszukiwanie „najmocniejszego” smaru nie jest właściwym podejściem. Należy najpierw ustalić, co w konkretnym zastosowaniu jest ekstremalne. Jeżeli problemem jest temperatura, trzeba określić jej rzeczywisty zakres oraz czas oddziaływania. Jeżeli maszyna pracuje pod dużym obciążeniem, znaczenie mają naciski występujące pomiędzy współpracującymi powierzchniami. Przy wysokich prędkościach obrotowych istotne stają się z kolei właściwości pozwalające ograniczyć niepotrzebne opory ruchu. W praktyce często kilka trudnych czynników występuje jednocześnie. Łożysko może pracować przy wysokiej temperaturze, a przy tym być narażone na wodę. Element maszyny budowlanej może być silnie obciążony, zapylony i regularnie wystawiony na działanie deszczu. Mechanizm w zakładzie produkcyjnym może natomiast pracować bez przerwy przez wiele godzin, co stawia dodatkowe wymagania dotyczące trwałości środka smarnego. Właśnie w takich przypadkach szczególnie ważna jest analiza karty technicznej produktu. Temperatura pracy jest tylko jednym z parametrów. Pod uwagę należy brać między innymi rodzaj oleju bazowego, jego lepkość, rodzaj zagęszczacza, klasę konsystencji NLGI, odporność na wodę, zachowanie przy obciążeniu oraz kompatybilność z materiałami występującymi w smarowanym mechanizmie. Dobór smaru do ekstremalnych warunków powinien więc zaczynać się od maszyny, a nie od katalogu produktów. Dopiero poznanie konstrukcji mechanizmu, jego prędkości, obciążeń i środowiska pracy pozwala określić, jakich właściwości należy szukać.

Wysoka temperatura i duże obciążenia – kiedy standardowy smar może nie wystarczyć?

Jednym z najczęstszych powodów poszukiwania specjalistycznego smaru jest wysoka temperatura. Dotyczy to między innymi określonych łożysk, pieców, suszarni, wentylatorów, przenośników, elementów linii technologicznych oraz maszyn pracujących w pobliżu źródeł intensywnego ciepła. Temperatura ma duży wpływ na środek smarny. Wraz z jej wzrostem zmienia się lepkość oleju bazowego, a procesy starzenia i utleniania mogą przebiegać szybciej. W efekcie produkt niedostosowany do warunków może wymagać częstszego uzupełniania lub wymiany, a w skrajnym przypadku przestać zapewniać właściwe warunki smarowania. Nie należy jednak dobierać smaru wysokotemperaturowego wyłącznie na podstawie najwyższej wartości temperatury widocznej w danych technicznych. Trzeba sprawdzić, czy podany zakres dotyczy pracy ciągłej, okresowego oddziaływania temperatury czy innych warunków określonych przez producenta. Istotna jest także temperatura rzeczywiście występująca w punkcie smarnym, która nie zawsze odpowiada temperaturze otoczenia maszyny.

Drugim wymagającym czynnikiem są wysokie obciążenia. W ciężkich maszynach, przekładniach, łożyskach i elementach wykonujących powolny ruch mogą występować duże naciski pomiędzy powierzchniami. W takich zastosowaniach stosuje się produkty opracowane z myślą o odpowiednich obciążeniach, często wykorzystujące specjalne dodatki przeciwzużyciowe lub EP. W wybranych produktach stosowane są także stałe środki smarne. Mogą one wspomagać ochronę powierzchni w warunkach, w których utrzymanie odpowiedniego filmu smarnego jest szczególnie trudne. Ich obecność nie oznacza jednak automatycznie, że dany produkt nadaje się do każdego mocno obciążonego mechanizmu. Duże znaczenie ma prędkość pracy. Smar odpowiedni do wolno obracającego się, silnie obciążonego elementu może nie być najlepszym wyborem dla wysokoobrotowego łożyska. Zbyt duże opory mogą prowadzić do wzrostu temperatury i pogorszenia warunków pracy.

Właśnie dlatego parametry trzeba analizować łącznie. Temperatura, obciążenie i prędkość nie są niezależnymi kryteriami. Mechanizm może pracować poprawnie tylko wtedy, gdy środek smarny jest dostosowany do całego zestawu warunków. W przypadku połączeń montażowych pracujących w bardzo wysokiej temperaturze stosowane są również specjalistyczne pasty montażowe i przeciwzatarciowe. Ich funkcja różni się jednak od klasycznego smaru przeznaczonego do ciągłej pracy łożyska. Pasty mogą być wykorzystywane na gwintach, śrubach i powierzchniach montażowych w celu ograniczenia problemów z zapiekaniem i późniejszym demontażem. Nie należy więc stosować pojęć smar wysokotemperaturowy, pasta wysokotemperaturowa i smar do wysokich obciążeń zamiennie. Każda z tych grup może odpowiadać na inny problem techniczny.

Smary odporne na wodę, pył i trudne środowisko pracy

Ekstremalne warunki nie muszą oznaczać wysokiej temperatury. W wielu zakładach większym wyzwaniem jest obecność wody. Dotyczy to maszyn pracujących na zewnątrz, urządzeń regularnie mytych, instalacji w zakładach przetwórczych oraz sprzętu narażonego na wilgoć i opady atmosferyczne. Kontakt z wodą może wpływać na właściwości środka smarnego oraz jego zdolność do pozostawania w miejscu aplikacji. Dlatego w takich zastosowaniach znaczenie ma odporność produktu na wymywanie wodą i jego stabilność w wilgotnym środowisku. Wybór smaru odpornego na wodę nie powinien jednak kończyć się na znalezieniu produktu opisanego w ten sposób. Należy jednocześnie uwzględnić temperaturę, prędkość, obciążenie i konstrukcję smarowanego elementu. Łożysko przenośnika pracującego na zewnątrz może wymagać innych właściwości niż sworzeń maszyny budowlanej, mimo że oba elementy są narażone na deszcz. Kolejnym problemem jest zapylenie. Pył znajdujący się w zakładzie może przedostawać się do punktów smarnych i wraz ze środkiem smarnym tworzyć zanieczyszczenie przyspieszające zużycie współpracujących powierzchni. W takim środowisku duże znaczenie mają właściwe uszczelnienia, prawidłowa aplikacja oraz regularna kontrola stanu mechanizmu.

Trudne warunki występują między innymi w przemyśle cementowym, wydobywczym, drzewnym, hutniczym, budowlanym oraz w wielu zakładach produkcyjnych. Smarowany element może być jednocześnie wystawiony na duże obciążenia, zabrudzenie i zmienną temperaturę. Osobną kwestią jest kontakt z substancjami chemicznymi. Standardowe produkty mogą nie być odpowiednie do mechanizmów pracujących w obecności określonych mediów procesowych. W takich sytuacjach konieczne jest sprawdzenie odporności chemicznej i kompatybilności środka z substancjami występującymi w danej instalacji. Podobnie wygląda sytuacja w przemyśle spożywczym. Trudne warunki mogą tutaj oznaczać częste mycie, wilgoć, zmiany temperatur oraz konieczność spełnienia dodatkowych wymagań dotyczących środka smarnego. Jeżeli w danym punkcie istnieje możliwość przypadkowego kontaktu produktu z żywnością, należy zastosować środek przeznaczony do odpowiedniej kategorii zastosowań. Jeszcze inne wymagania mogą występować w kontakcie z tworzywami sztucznymi lub elastomerami. Smar powinien być kompatybilny z materiałami znajdującymi się w mechanizmie. Jest to szczególnie ważne przy uszczelnieniach, elementach z tworzyw oraz innych częściach, które mogą reagować na określone składniki środka smarnego. Określenie środowiska pracy jest więc równie ważne jak znajomość parametrów samej maszyny. Smar, który doskonale sprawdza się w czystym i suchym zakładzie, nie musi zapewniać takich samych warunków pracy w urządzeniu wystawionym na deszcz, pył i regularne mycie.

Jak wybrać smar do zastosowań ekstremalnych?

Najlepszym punktem wyjścia są wymagania producenta maszyny lub podzespołu. Dokumentacja może określać klasę konsystencji, lepkość oleju bazowego, wymagane normy, zakres temperatur lub inne parametry środka smarnego. Jeżeli dotychczas stosowany produkt ma zostać zastąpiony innym, nie wystarczy porównać dwóch nazw handlowych. Warto stworzyć charakterystykę konkretnego punktu smarnego. Należy określić, co jest smarowane – łożysko, prowadnica, przegub, sworzeń, przekładnia czy inny mechanizm. Następnie trzeba ustalić temperaturę minimalną i maksymalną, obciążenie, prędkość ruchu oraz warunki otoczenia. Kolejnym elementem jest częstotliwość smarowania. Nawet bardzo dobry produkt nie zapewni oczekiwanego rezultatu, jeżeli zostanie zastosowany w niewłaściwej ilości lub w nieodpowiednich odstępach czasu. Interwały powinny odpowiadać konstrukcji maszyny i rzeczywistym warunkom jej eksploatacji.

W przypadku łożysk szczególnie ważne jest unikanie zarówno niedostatecznego, jak i nadmiernego smarowania. Wypełnienie całej dostępnej przestrzeni smarem nie zawsze jest prawidłowym rozwiązaniem. Nadmiar może zwiększać opory i temperaturę pracy. Trzeba także uważać podczas zmiany środka smarnego. Różne produkty mogą zawierać odmienne zagęszczacze, oleje bazowe i dodatki. Nie wszystkie są ze sobą kompatybilne. Przed przejściem na nowy smar należy więc sprawdzić możliwość jego zastosowania oraz, jeśli jest to wymagane, odpowiednio oczyścić punkt smarny z pozostałości poprzedniego produktu. W dużym zakładzie przemysłowym dobór specjalistycznych smarów warto połączyć z uporządkowaniem gospodarki smarowniczej. Poszczególne produkty powinny mieć jasno określone zastosowania. Odpowiednie oznaczenie smarownic, pojemników i punktów smarnych ogranicza ryzyko pomyłki podczas prac utrzymania ruchu.

ESOIL oferuje specjalistyczne smary, oleje, pasty oraz inne środki smarne przeznaczone do różnych zastosowań przemysłowych. W asortymencie znajdują się produkty marek wykorzystywanych w przemyśle, takich jak Klüber Lubrication, Molykote, Mobil, TotalEnergies, Shell, Castrol, Petronas, Molydal czy Orlen. Przy szczególnie wymagającym zastosowaniu istotne jest jednak nie tyle znalezienie produktu oznaczonego jako „extreme”, ile właściwe dopasowanie parametrów. ESOIL zapewnia doradztwo techniczne przy wyborze środków smarnych, dzięki czemu można szukać rozwiązania na podstawie konkretnej maszyny i jej warunków eksploatacji. Smar do zastosowań ekstremalnych powinien odpowiadać konkretnemu problemowi technicznemu. Może nim być wysoka temperatura, bardzo duże obciążenie, woda, pył, wysoka prędkość, agresywne środowisko albo kombinacja kilku czynników. Dopiero ich dokładne określenie pozwala wybrać środek smarny, który będzie odpowiedni do danego mechanizmu i pomoże zapewnić mu właściwe warunki pracy.