LÀM SẠCH DẦU

Phần tử rắn, độ nhớt, độ ẩm, lượng axit, … có trong lưu chất bôi trơn đều ảnh hưởng xấu đến máy và hệ thống. Số lượng và kích thước của các hạt rắn là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động đến tuổi thọ của các chi tiết được bôi trơn. Làm sạch dầu bằng cách loại bỏ các phần tử rắn hoặc tách nước trong dầu cần phải xem xét kỹ một số vấn đề quan trọng sau:

– Xác định tình trạng dầu.

– Độ sạch cần thiết.

– Những lợi ích đem lại từ việc làm sạch dầu.

– Các phương pháp tách nước trong dầu.

– Các yếu tố cần thiết khi tiến hành làm sạch dầu.

1.      Xác định tình trạng dầu

Tiêu chuẩn ISO 4406:1999 thiết lập mối quan hệ giữa số lượng hạt nhiễm bẩn trong dầu thủy lực đang sử dụng với dầu chuẩn. Tiêu chuẩn này sử dụng một hệ thống mã để thiết lập cấp độ ô nhiễm của lưu chất bằng cách xác định số lượng và kích thước hạt có trong lưu chất. Sử dụng tiêu chuẩn ISO 4406:1999 để xem xét những cấp độ nhiễm bẩn giới hạn.

Tiêu chuẩn ISO 4406:1999 cung cấp một mã gồm ba phần tương ứng để đại diện số hạt lớn hơn hoặc bằng 4µm, 6µm, và 14µm có trong 1ml chất bôi trơn.

Ví dụ: Dựa vào bảng 3.3 một bản mã ISO 17/15/13 cho biết:

Số hạt lớn hơn hoặc bằng 4µm là 640 tới 1300 hạt/ml.

Số hạt lớn hơn hoặc bằng 6µm là 160 tới 320 hạt/ml.

Số hạt lớn hơn hoặc bằng 14 µm là 40 tới 80 hạt/ml.

Bảng 1: Tiêu chuẩn ISO 4406:1999 về cấp độ sạch 
của chất bôi trơn

Số hạt trên 1ml chất bôi trơn

Mã  ISO

Cực tiểu

Cực đại

Mã  ISO

Cực tiểu

Cực đại

1

0,01

0,02

15

160

320

2

0,02

0,04

16

320

640

3

0,04

0,08

17

640

1300

4

0,08

0,16

18

1300

2500

5

0,16

0,32

19

2500

5000

6

0,32

0,64

20

5000

10000

7

0,64

1,3

21

10000

20000

8

1,3

2,5

22

20000

40000

9

2,5

5,0

23

40000

80000

10

5,0

10,0

24

80000

160000

11

10,0

20,0

25

160000

320000

12

20,0

40,0

26

320000

640000

13

40,0

80,0

27

640000

1300000

14

80,0

160,0

28

1300000

2500000

 

Hình.1: Ví dụ về bảng mã ISO

2.      Độ sạch cần thiết

Cần ước lượng cấp độ dầu sạch còn sử dụng được cho mỗi loại máy móc. Nói chung, dầu sạch đem lại lợi ích to lớn đối với những máy có yêu cầu bôi trơn cao khi hoạt động. Những hệ thống điều khiển tuabin thủy lực và tuabin khí cần dầu có độ sạch cao cho quá trình hoạt động nhằm đảm bảo tuổi thọ thiết bị. Thông thường những hệ thống như trên yêu cầu loại bỏ các hạt có kích thước từ 3 – 7µm trong dầu.

                                                  Bảng 2: Cấp độ dầu sạch

Cấp độ dầu sạch cơ bản                

Ổ lăn

16/14/12

Ổ bi đỡ

17/15/12

Hộp số công nghiệp

17/15/12

Hộp số cơ động

17/16/13

Động cơ diesel

17/16/13

Tuabin hơi nước

18/15/12

Máy nghiền giấy

19/16/13

Bảng 2 liệt kê một vài cấp độ dầu sạch cơ bản cho các chi tiết máy và máy móc nói chung. Áp dụng những cấp độ dầu sạch cơ bản trên có thể kéo dài được tuổi thọ, nâng cao độ tin cậy của thiết bị và chi tiết máy trong hệ thống.

3.      Các phương pháp tách nước trong dầu

Bên cạnh sự nhiễm bẩn do hạt còn có những chất gây ô nhiễm khác cũng góp phần làm giảm chất lượng dầu và tăng sự mài mòn máy như: nước, chất làm lạnh, nguyên liệu và những biến tính của chất lỏng, … Thường nhất là nước, bởi đây là nhân tố quan trọng làm giảm chất lượng của dầu bôi trơn. Khi kết hợp với những hạt sắt hoặc đồng thì tác hại của nước sẽ mạnh hơn trong việc tác động vào những thùng dầu cơ sở và các chất phụ gia. Những tác hại điển hình của nước trong dầu:

– Giảm khả năng bôi trơn các bề mặt.

– Gia tăng sự ăn mòn.

– Phá hủy chất bôi trơn, ô xi hóa và kết tủa các chất phụ gia.

Có nhiều phương pháp tách nước trong lưu chất. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, do đó cần dựa vào tình trạng và yêu cầu cụ thể của hệ thống mà có phương pháp tách nước thích hợp. Sau đây là một số phương pháp cơ bản để tách nước trong dầu:

4.      Phương pháp lắng/bay hơi

Dưới tác dụng của trọng lực nước trong lưu chất bôi trơn bị tách lớp và thoát ra khỏi lưu chất bôi trơn bằng bay hơi tự nhiên.

– Chi phí thấp.

– Hiệu quả thấp nhất trong các phương pháp đã biết.

– Chỉ có nước dưới dạng tự do bị loại bỏ.

– Phương pháp đòi hỏi bồn chứa trong hệ thống phải được thiết kế một cách thích hợp.

Phương pháp ly tâm

– Chỉ tách nước tự do trong khoảng 20ppm theo trọng lượng trên điểm bão hòa.

– Không loại bỏ được hơi nước.

– Nước ở dạng nhũ có xu hướng gia tăng.

– Những chất bẩn dạng khối có thể được loại bỏ.

– Chất phụ gia cũng có thể bị loại bỏ bởi phương pháp này.

Kết hợp phương pháp lọc và màn chắn

– Chỉ có nước dưới dạng tự do bị loại bỏ.

– Sử dụng bộ lọc nhiều tầng để tách nước trong dầu.

– Hiệu quả cao đối với lưu chất có độ nhớt và có khối lượng riêng thấp.

– Đôi khi chất phụ gia cũng có thể bị loại bỏ bởi phương pháp này.

Phương pháp lọc và thiết bị làm khô

– Các loại túi lọc sử dụng vật liệu siêu thấm được dùng để thấm nước.

– Nước dưới dạng hợp chất không bị loại bỏ.

Phương pháp khử nước bằng chân không

– Lưu chất ẩm được gia nhiệt trong chân không để tách nước.

– Những chất phụ gia thường không bị loại bỏ khỏi chất bôi trơn.

– Nước dưới dạng hợp chất, nhũ và tự do có thể bị loại bỏ.

– Khi được kết hợp bộ lọc đa chức năng, phương pháp này trở thành một hệ thống lọc có hiệu quả cao.

Phương pháp tách nước bằng khí

– Nước dưới dạng hợp chất, nhũ và tự do có thể bị tách ra.

– Chất phụ gia không bị tách ra.

– Có thể sử dụng khí nitơ và không khí.

Hình 2: Sự biến đổi sắc tố của dầu bởi nhân tố nước

Tóm lại, làm sạch chất bôi trơn là một trong những phương pháp đơn giản và có chi phí thấp để nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị. Làm sạch dầu và giữ cho dầu luôn sạch là nhiệm vụ hàng đầu trong công tác bảo trì.

5.      Những lợi ích từ việc làm sạch dầu

Dầu được cung cấp cho mỗi loại máy tùy thuộc vào đặc điểm và điều kiện hoạt động cụ thể của máy. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu ở nhiều ngành công nghiệp cho thấy sự tăng cấp độ sạch của chất bôi trơn làm gia tăng đáng kể tuổi thọ máy. Ví dụ, mật độ hạt có kích thước lớn hơn 10µm giảm từ 1000 hạt/ml xuống còn 100 hạt/ml thì tuổi thọ của máy tăng gấp 5 lần. Đó là một ưu điểm hàng đầu của việc làm sạch chất bôi trơn.

Dầu sạch làm giảm tiếng ồn. Việc phát hiện ra những mảnh vỡ tế vi trong hệ thống sạch thì dễ dàng hơn so với một hệ thống dơ bẩn. Những hiệp hội kỹ sư ô tô đã chỉ ra rằng sẽ giảm 50% độ mòn của động cơ khi kích thước của các hạt được lọc giảm từ 40 µm xuống 30µm, và giảm 70% khi kích thước của các hạt được lọc giảm từ 40µm xuống 15µm.

6.      Các yếu tố cần thiết khi tiến hành làm sạch dầu

Dụng cụ lọc, thiết bị vận chuyển, lưu trữ kho và kỹ năng con người là các yếu tố quan trọng để thực hiện lọc dầu thành công. Thông thường quá trình lọc dầu được tiến hành theo các bước sau:

– Đo và ước lượng cấp độ sạch hiện thời nhằm so sánh với cấp độ cho phép.

– Yêu cầu người bảo trì nắm rõ các thông tin về khả năng sẵn sàng, chi phí bảo trì và tuổi thọ máy.

– Khảo sát và ước lượng cấp độ sạch của dầu ở kho chứa và độ tin cậy của thiết bị làm sạch.

– Cấp độ sạch phụ thuộc vào mục đích kéo dài tuổi thọ máy hoặc giảm công việc và chi phí bảo trì.

Dựa vào mục tiêu để đánh giá, lựa chọn và tiến hành cải thiện bộ lọc, bể chứa, chính sách bảo trì.

 

Phạm Ngọc Tuấn – Nguyễn Văn Hiền

*

*

Top