Środki smarowe i płyny obróbcze

Podstawowe właściwości przemysłowych środków smarowych

Podstawowym zadaniem przemysłowych olejów smarowych jest zmniejszenie tarcia i zapobieganie zużyciu pracujących elementów. Wpływa to bezpośrednio na zmniejszenie zapotrzebowania na energię niezbędną do obsługi mechanizmu oraz zapewnia dłuższą i wydajniejszą pracę. W praktyce od nowoczesnych środków smarnych oczekuje się, aby pełniły również szereg dodatkowych funkcji, takich jak:

1. funkcja chłodząca – odprowadzanie ciepła wytwarzanego np. w wyniku tarcia,
2. funkcja antykorozyjna – zapobieganie występowaniu lokalnych i miejscowych ogniw korozyjnych,
3. działanie uszczelniające – tworzenie uszczelnień (np. w przypadku pierścieni tłokowych),
4. działanie czyszczące oczyszczanie powierzchni z zanieczyszczeń i zapobieganie ich występowaniu.

Podstawowe właściwości fizyko-chemiczne olejów smarowych to:

1. lepkość i indeks lepkości – zbyt niska lub wysoka lepkość nie zapewni dostatecznych właściwości smarnych, tym samym powodując szybsze zużycie elementów maszyn. Indeks lepkości wskazuje na zmianę lepkości olejów wraz ze zmiana temperatury pracy. Im wyższą wartość osiąga ten parametr, tym lepsze są właściwości smarne produktu,
2. pienienie – środki powinny charakteryzować się małą zdolnością do pienienia oraz posiadać zdolność do szybkiego odpowietrzania. Dobre właściwości przeciwpienne zapewniają prawidłową pracę układów hydraulicznych oraz zapobiegają uszkodzeniom kawitacyjnym,
3. odporność na utlenianie i stabilność termiczna – parametry te wskazują na żywotność oleju zarówno w warunkach pracy, jak i na etapie magazynowania.
4. brak toksyczności.

Rodzaje środków smarowych

Środki smarowe (smarne) występują w różnych formach i postaciach. Zazwyczaj dzieli się je na trzy podstawowe grupy: stałe, ciekłe i półstałe.

Smary stałe

Są to materiały, które pomimo występowania w fazie stałej posiadają zdolność do zmniejszania tarcia między dwoma poruszającymi się powierzchniami. Zapewniają one odpowiednie właściwości smarowe w temperaturach wyższych niż smary ciekłe. Przydatne są w warunkach, gdzie konwencjonalne dodatki nie mają efektywnego zastosowania. Przykładem mogą być bardzo wysokie temperatury i ekstremalne obciążenia (np. przy formowaniu metali, gdzie wymagane jest silne odkształcenie plastyczne). Najczęściej stosowanymi smarami stałymi są grafit, dwusiarczek molibdenu, azotek boru oraz politetrafluoroetylen (PTFE), potocznie nazywany teflonem.

Smary półstałe

Wytwarzane są przy użyciu olejów (w tym oleju mineralnego) oraz szeregu różnych dodatków, np. zagęszczających. Czasami zawierają w swoim składzie także dodatki smarów stałych, takich jak PTFE, MoS₂ lub grafit. Mogą pełnić funkcję ochronną, zabezpieczając powierzchnie przed korozją i uszkodzeniami. Występują w różnych konsystencjach, a stosowane są głównie jako smary do kół zębatych, łożysk, łańcuchów i wielu innych mechanizmów.

Smary ciekłe

W skład tej grupy środków smarowych wchodzą produkty oparte na olejach zwierzęcych i roślinnych, a także mineralnych i syntetycznych. Pierwsze dwa rodzaje nie są już praktycznie używane ze względu na swoją wysoką cenę i stosunkowo słabe właściwości smarne. Szerokie przemysłowe zastosowanie mają natomiast oleje na bazie mineralnej i syntetycznej.

Oleje mineralne to mieszaniny wyższych węglowodorów, które pozyskiwane są głównie z procesu rafinacji ropy naftowej. Wykorzystywane są jako nieprzewodzące płyny chłodzące lub termiczne w elementach elektrycznych. Znajdują zastosowanie np. w transformatorach oraz rozdzielnicach wysokiego napięcia. Olej mineralny wykorzystywany jest również jako olej grzewczy oraz płyn hydrauliczny z racji jego nieściśliwych właściwości.

Drugą grupę stanowią oleje syntetyczne, składające się z długich łańcuchów polimerowych i szeregu dodatków modyfikujących ich właściwości. Charakteryzują się one zdecydowanie lepszymi zdolnościami smarnymi niż oleje mineralne. Wykazują także wyższą lepkość w niskich oraz wysokich temperaturach pracy. Dodatkowo są odporne na utlenianie, rozkład termiczny i powstawanie nagarów, np. w silnikach. Niestety są one zdecydowanie droższe niż oleje mineralne.

Polialkilenoglikole (PAGi) są doskonałym przykładem ciekłych syntetycznych olejów smarowych. Ważną zaletą PAGów jest ich obniżona tendencja do tworzenia nagarów oraz osadów (w porównaniu z olejami mineralnym), co pozwala na łatwiejsze utrzymanie czystości i żywotności smarowanych elementów maszyn i urządzeń. Produkowane w Grupie PCC Rokoluby, należące do grupy PAGów, mogą być wykorzystane jako komponenty do produkcji cieczy obróbczych i płynów procesowych do metali w różnych gałęziach przemysłu. Są również stosowane jako produkty gotowe, np. oleje hydrauliczne, oleje smarowe do kompresorów gazu oraz kompresorów chłodniczych.

 Oferta Grupy PCC dedykowana branży przemysłowych syntetycznych olejów smarowych i płynów funkcyjnych

Grupa PCC wychodząc naprzeciw oczekiwaniom swoich klientów posiada w swojej ofercie specjalistyczne oleje bazowe i płyny funkcyjne dedykowane różnym gałęziom przemysłu. W skład portfolio produktów dedykowanych do środków smarowych i płynów funkcyjnych Grupy PCC wchodzą syntetyczne oleje bazowe oraz dodatki poprawiające właściwości użytkowe.

Oleje bazowe do syntetycznych środków smarowych

Rokoluby produkowane w Grupie PCC znajdują zastosowanie między innymi jako oleje bazowe do kompresorów, oleje do przekładni przemysłowych, płyny hydrauliczne czy oleje dedykowane do branży tekstylnej. Stosowane są również jako środki antyadhezyjne, płyny przenoszące ciepło oraz jako składniki formulacji do obróbki metali.

W grupie produktów o nazwie Rokolub znajdują się:

• polialkilenoglikole (PAG) rozpuszczalne w wodzie (Rokoluby serii 50-B i Rokoluby serii 60-D),
• polialkilenoglikole (PAG) nierozpuszczalne w wodzie (Rokoluby serii P-B oraz Rokoluby serii PO-D),
• estry fosforowe (Rokolub serii FR I i Rokoluby serii FR T). Rokoluby serii FR dedykowane głównie jako oleje bazowe do niepalnych płynów hydraulicznych typu HFDR.

Dodatki AW/EP do formulacji olejów smarowych i płynów obróbczych

W portfolio Grupy PCC znajdują się również dodatki funkcyjne, wykorzystywane w formulacjach olejów smarowych i płynów obróbczych. Są to między innymi produkty Rokolub serii AD oraz Chemfac serii PB, czyli dodatki typu AW/EP (przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe), dedykowane do stosowania w olejach mineralnych oraz syntetycznych. Ich głównym zadaniem jest poprawa właściwości smarowych oleju bazowego.

Dodatki do formulacji płynów chłodząco-smarujących

Grupa PCC oferuje również szeroką gamę surfaktantów, które mogą być stosowane w kompozycjach płynów obróbczych i środków smarowych. Najobszerniejszą i najważniejszą grupę produktową stanowią niejonowe alkoksylaty alkoholi – ROKAnole.

W zależności od charakterystyki użytego surowca oraz stopnia alkoksylacji otrzymywane są produkty o różnych właściwościach aplikacyjnych. Z tego powodu ROKAnole serii GA, NL oraz DB charakteryzują lepsze właściwości odtłuszczające niż ROKAnole serii K i O, które z kolei są lepszymi emulgatorami olejów bazowych. Do formulacji o wymaganym niskim profilu pianotwórczości polecane są surfaktanty o właściwościach niskopiennych – ROKAnole serii LP.

• Dodatki zwilżające

Doskonałymi środkami zwilżającymi są ROKAnole serii ID oraz ROKAnole serii IT. Ich właściwości dodatkowo mają szczególne znaczenie w detergencji oraz w środkach przeznaczonych do czyszczenia przemysłowego oraz instytucjonalnego. Wymienione produkty charakteryzuje wysoka zdolność do usuwania zabrudzeń z różnych powierzchni, zarówno w przypadku tkanin, jak i powierzchni twardych. Niektóre z tych produktów, np. ROKAnol IT8, są bardzo dobrymi emulgatorami oleju silikonowego, z którym tworzą mikroemulsje. Kompozycje takie wykorzystywane są m.in. jako środki zmiękczające.

• Emulgatory

Oksyetylenowe kwasy tłuszczowe (seria ROKAcet) to produkty chętnie wykorzystywane w wielu aplikacjach przemysłowych z uwagi na ich dobre własności emulgujące oraz niskie zdolności pianotwórcze. W porównaniu z innymi niejonowymi związkami powierzchniowo czynnymi, surfaktanty z tej grupy wykazują również słabe właściwości zwilżające. Najczęściej wybieranymi ROKAcetami w branży przemysłowych środków smarowych są ROKAcet RZ17 oraz ROKAcet O7. Własności aplikacyjne tych produktów zależą od długości łańcucha polioksyetylenowego oraz od budowy łańcucha węglowodorowego wyjściowego kwasu. Obecność różnych podstawników w łańcuchu węglowodorowym zapewnia odpowiednią hydrofilowość lub hydrofobowość łańcucha w zależności od polarności grupy.

Skutecznymi i wszechstronnymi emulgatorami są również pochodne sorbitanu i kwasów tłuszczowych o nazwie handlowej ROKwin oraz ich etoksylowane pochodne, czyli ROKwinole. ROKwin 80 znajduje zastosowanie głównie jako emulgator typu woda w oleju (W/O), ale może być użyty również jako ko-emulgator oleju w wodzie (O/W) w połączeniu z produktami z grupy ROKwinol, np. ROKwinolem 80. W roli emulgatora może być stosowany w emulsyjnych środkach wybuchowych w przemyśle wydobywczym. Właściwości emulgujące ROKwinu wykorzystywane są w cieczach obróbczych i formulacjach bezwodnych.

W branży przemysłowych środków smarowych znajdują również zastosowanie etoksylowane aminy tłuszczowe (ROKAminy serii SR). Produkty te charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami emulgującymi. Posiadają także właściwości antykorozyjne, szczególnie w stosunku do metali żelaznych, dzięki zdolności do tworzenia pojedynczej warstwy (film) na powierzchni metalu. W przemyśle środków smarowych produkty te stosowane są jako składniki formulacji cieczy chłodząco-smarujących oraz trudnopalnych płynów hydraulicznych. ROKAminy SR posiadają też właściwości detergencyjne, dzięki czemu są stosowane również jako składniki środków czyszczących twarde powierzchnie, przemysłowych odtłuszczaczy oraz środków czyszczących elementy metalowe.

• Dodatki niskopienne i antypienne

Niejonowe surfaktanty typu kopolimerów blokowych tlenku etylenu i tlenku propylenu (seria ROKAmer) to wysokocząsteczkowe polimery o specyficznej, dwufunkcyjnej budowie, która determinuje ich właściwości. ROKAmery zalicza się do produktów o właściwościach nisko- i antypiennych, co stanowi ich podstawową cechę. W przemyśle środków smarowych wykorzystywany jest m.in. ROKAmer 2950, który wchodzi w skład wodorozcieńczalnych chłodziw.

Gdzie wykorzystywane są środki smarowe i płyny funkcyjne i dlaczego warto je używać?

Środki smarowe i płyny funkcyjne znajdują zastosowanie między innymi w układach hydraulicznych, hamulcowych, w turbinach, sprężarkach, silnikach, układach chłodniczych, przekładniach i prowadnicach. Wykorzystywane są w przemyśle metalurgicznym, w branży automotive, górnictwie czy też lotnictwie, gdzie urządzenia pracują w bardzo różnych, wymagających warunkach.

Szerokie spektrum dodatków funkcyjnych umożliwia opracowanie kompozycji takich preparatów o właściwościach ściśle dopasowanych do danej aplikacji. Dzięki temu możliwa jest skuteczna ochrona urządzeń i ich elementów przed korozją, zużyciem czy też tworzeniem osadów i nagarów. Z tego powodu, stosowanie właściwie dobranych do rodzaju urządzeń i warunków ich pracy środków smarowych i cieczy eksploatacyjnych jest w stanie zapewnić ich długą, wydajną i bezawaryjną pracę. Przekłada się to bezpośrednio na obniżenie kosztów generowanych przez naprawy i związane z nimi przestoje, a także zapewnienie płynności przebiegu wielu procesów przemysłowych.