Vaihteistot ja raskaammat voitelu- Sekä hammaspyörästöt

Tämä osio käsittelee RecondOilin Double Separation Technologyn (DST) soveltuvuutta vaihteistoihin ja raskaaseen hammaspyörövoiteluun. Tarkastelun kohteina ovat sopivuus eri vaihteistoöljyille, suositeltavat partikkelirajat ja puhtausluokat sekä puhdistustason vaikutukset vaihteistokulumiseen ja järjestelmän suorituskykyyn.

1. Soveltuvuus vaihteistoöljyille (yhteensopivuus ja rajoitteet)

• DST on suunniteltu käsittelemään laajaa kirjoa teollisuusöljyjä: mineraaliöljyjä (Group I), synteettisiä PAO-tyyppisiä öljyjä (Group IV) sekä DST-optimoituja voiteluaineita eri viskositeetteina (esim. ISO VG 68, 100, 150, 220, 320). Hydraulisiin sovelluksiin on tarjolla myös Group III / zinc-free -pohjaisia öljyjä.
• Tekniikka yhdistää mekaanisen ja kemiallisen erotuksen (Double Separation), jonka ansiosta sekä pehmeät että kovemmat partikkelit, nanopartikkelit (0,1 µm asti), vapaa ja liuennut vesi, emulsio, bakteerit sekä lakka/varnish voidaan poistaa.
• Yleisiä yhteensopivuusseikkoja:
  • Additiivipaketin säilyvyys: DST ei poista lisäaineita, ja useissa testeissä öljyn kemiallinen tila ja lisäainetaso ovat säilyneet (esim. Fuchs Renolin CLP 150 -tapauksessa kemiallinen kunto säilynyt suodatuksen jälkeen).
  • Viskositeetin ja lämpötilan vaikutus: valitse DST-yksikön virtaus- ja lämpötila-asetukset öljyn viskositeetin mukaisesti; korkean VG-arvon voiteluaineet (esim. 220–320 cSt) edellyttävät sopivia pumppaus- ja lämmitysjärjestelyjä.
  • Sovelluessaan myös hammaspyörästöihin, DST voidaan integroida eräpuhdistukseen (batch) tai kontinuroituun kiertopuhdistukseen.

2. Partikkelirajat ja puhtausluokat (ISO 4406 -ohjeistus)

• ISO 4406 -kolmikoodeilla ilmoitetaan partikkelitaso (>4 µm, >6 µm, >14 µm). DST kykenee pudottamaan partikkelitasoa merkittävästi jopa nanopartikkelikoolle saakka, mikä on kriittistä hammaspyörästöissä.
• Käytännön suositukset vaihteistoille:
  • Yleinen teollinen vaihteisto, ei kriittinen: tavoite ISO 4406 ≤ 18/16/13 (eli alle ~80 000 partikkelia/ml >4 µm; puhtaustaso riippuu järjestelmän kriittisyydestä).
  • Kriittinen tai suuri kuormitus / korkea pyörimisnopeus / hienojakoisesti hammaspinnoitettu: tavoite ISO 4406 ≤ 16/14/11 (eli alle ~20 000 partikkelia/ml >4 µm).
  • Erittäin vaativa järjestelmä (esim. korkeat pinnapaineet, mikro-pitting-herkkyys): tavoite ISO 4406 ≤ 14/12/9 tai parempi (alle ~5 000 partikkelia/ml >4 µm).
• Käytännössä hyvä lähtötaso vaihteistolle on saada >4 µm -partikkelimäärä alle 20 000 kpl/ml (ISO 16) – parhaan pitkäaikaiskäytön ja kulumisen minimoinnin kannalta usein pyritään vielä puhtaampaan tasoon (ISO 14–12).

Huom. yllä olevat partikkelirajat on esitetty tavoitetasoina. Lopullinen vaatimustaso määritellään laitevalmistajan (OEM) ohjeiden ja kohdeympäristön riskien mukaan.

3. Kuinka partikkelikontaminaatio vaikuttaa vaihteistokulumiseen

• Mekaaninen kulutus ja pinnavauriot:
  • Suuret partikkelit (>10 µm) aiheuttavat ablaation ja naarmutusta – näkyvää kulumista ja suurempia materiaalpoistoja.
  • Keskikokoiset partikkelit (1–10 µm) edistävät pinta- ja kontakttasoheikkoja, mikä johtaa pinnanvaihteluihin, pittingiin ja mikro-pittingiin.
  • Nanopartikkelit (<1 µm) lisäävät kokonaispinta-alaa, kiihdyttävät öljyn hapettumista ja lakkaantumista (varnish), mikä huonontaa pintojen voitelutasoja ja voi aiheuttaa pistemäisiä rasituksia hammaspinnoilla.
• Viskositeetin, lisäaineiden ja kontaminaation yhteisvaikutus:
  • Partikkelit ja hapettumisprodukteja yhdessä heikentävät öljykalvoa ja voiteluominaisuuksia – tämä voi aiheuttaa ohenemista paikallisesti, kitkaa sekä adhesiivista kulumista.
  • Vesi ja emulsio yhdessä partikkelien kanssa heikentävät öljyn kantavuutta ja edistävät korroosiota.
• Taloudelliset ja toiminnalliset seuraamukset:
  • Lisääntynyt mikro-pitting ja pitting lyhentävät hammaspyörien käyttöikää.
  • Öljyn vaihtovälin lyhentyminen, suuremmat kunnossapito- ja seisokkikulut.

4. Miten DST (double separation technology) Vähentää vaihteistokulumista

• Kaksivaiheinen erotus (mekaaninen + kemiallinen) mahdollistaa:
  • Nanopartikkelien ja colloidaalisen sakkan poiston (0,1 µm asti), mikä vähentää öljyn kokonaispinta-alaa ja hapettumisherkkyyttä.
  • Veden (vapaa, liuennut, emulsio) poiston ja lakka/varnish-hyökkäyksen ehkäisyn.
  • Poiston tehokkuus: esimerkiksi kenttadataa osoittaa >98–99 % poistoa partikkelikokoluokasta >4 µm tietyissä öljissä (esim. Teboil Sypress 220 -kohteessa >4 µm poistuma 99,2 %).
• Käytännön vaikutukset:
  • Pistemäisten kosketusten ja pistemäisten rasitusten vähentyminen hammaspinnoilla -> vähemmän pitting- ja mikro-pitting-vaurioita.
  • Vähentynyt lisäaineiden kuluminen ja öljyn hapettuminen -> pidemmät vaihtovälit ja säilynyt öljyn suorituskyky.
  • Todettuja hyötyjä kenttadatan perusteella: merkittävä parannus ISO-puhtausluokissa, alhaisempi vesipitoisuus, TAN-arvon lasku ja gravimetrisen sakkan pieneneminen.

5. Käytännön mitattavat indikaattorit ja analyysit

Suositellut seurattavat mittaukset vaihteistoille DST:n yhteydessä:

• ISO 4406 -partikkelilaskenta (vähintään >4 µm tulos) — pääindikaattori puhtaudesta.
• Gravimetrinen puhtaus (sakka mg/100 ml) — kiintoaineen määrä.
• MPC (membrane patch colorimetry) tai varnish-indeksi — lakkaantumisen seuranta.
• Karl Fischer -vesianalyysi (ppm) — veden vaikutus voiteluun.
• TAN (Total Acid Number) ja FTIR-oksidaatio — kemiallisen hajoamisen seuranta.
• Viskositeetti (40 °C ja 100 °C) ja viskositeetti-indeksi — perusominaisuudet.
• Näytteenottoväli: kriittiselle vaihteistolle kuukausittain tai kohteen riskin mukaan; vähemmän kriittisille 3 kk välein.

6. Asennus- Ja ylläpitokäytännöt vaihteistojärjestelmissä

• Kartoitus ennen asennusta:
  • Ota lähtötilanäytteet (ISO, MPC, vesipitoisuus, TAN, gravimetrinen) ennen DST-käyttöönottoa.
  • Tarkista öljyn yhteensopivuus (päivitä öljymäärä- ja lämmityssuunnitelma tarvittaessa).
• Integrointi:
  • DST voidaan asentaa eräpuhdistukseen (offline) tai jatkuvaksi kiertojärjestelmäksi; valitse asennustapa vaihteiston tilan ja tuotantotarpeen mukaan.
  • Huomioi virtausnopeudet, lämmitys ja suodatuskapasiteetti ISO VG:n mukaan.
• Käyttöönotto ja seuranta:
  • Aloita jatkuva puhdistus ja seuraa partikkelilukuja sekä MPC/TAN/vesi-parametreja.
  • Useissa tapauksissa öljyn vaihtotarve voi poistua; päätös öljyn vaihdosta tehdään analyysitulosten ja OEM-ohjeiden perusteella.
• Huolto:
  • Suodatin- ja yksikköhuolto valmistajan ohjeiden mukaan; DST-yksiköt vaativat säännöllisen kunnossapidon, mutta kokonaiskustannus voi alittaa perinteisen öljynvaihdon kustannukset (kenttäesimerkissä hydraulijärjestelmän ylläpitokustannukset laskeneet 70 k€/v -> 18 k€/v).

7. Käytännön esimerkkejä ja havaintoja (kenttädataa)

• Partikkelien poisto: Teboil Sypress 220 -öljystä >4 µm -partikkelit poistettiin 99,2 % tehokkuudella batch-puhdistuksen yhteydessä.
• Puhtausluokan parannus: erilaisissa kenttäkokemuksissa on saavutettu ISO-puhtausluokkien merkittäviä parannuksia (esim. 17/15/12 -> 13/12/7 tai vastaavia) suodatuksen aikana.
• Öljyn kunnon säilyminen: Fuchs Renolin CLP 150 -tapauksessa öljy kemiallisesti ja lisäaineiden suhteen säilyi suodatuksen jälkeen; vesipitoisuus saatiin alenemaan ja sakka poistui merkittävästi.
• Taloudelliset vaikutukset: hydraulisessa kohteessa ylläpitokulut pienenivät merkittävästi RecondOil-palvelun käyttöönoton jälkeen.

8. Suositukset ja yhteenveto

• Vaihteistoihin ja raskaaseen hammaspyörävoiteluun DST on teknisesti soveltuva ja voi tuottaa merkittäviä etuja:
  • Poistaa myös nanopartikkelit, vesikontaminaation ja varnish-tuotteet.
  • Parantaa öljyn elinikää ja säilyttää lisäainepaketit, vähentäen öljynvaihtotarvetta ja kunnossapitokustannuksia.
• Tavoitteena suositellaan saada vaihteistoöljy yleisesti vähintään ISO 4406 ≤ 16/14/11 (tai parempi), kriittisissä kohteissa ISO 14/12/9 tai puhtaampaan. Konkreettinen tavoite määritellään OEM-vaatimusten ja käyttökohteen riskien perusteella.
• Käytä systemaattista analysointiohjelmaa (ISO 4406, MPC, gravimetrinen, Karl Fischer, TAN, FTIR) ja suunnittele DST-integraatio järjestelmän vaatimusten mukaan.

Lisätietoihin ja yksityiskohtaiseen arvioon kannattaa sisällyttää järjestelmän lähtötilan analyysi ja DST-yksikön kapasiteetin mitoitus öljymäärän ja viskositeetin mukaan. RecondOilin DST:n kenttädata osoittaa toistuvasti, että puhtauden parantuessa vaihteiston käyttöikä ja toimintavarmuus paranevat merkittävästi.