Tilastollinen tutkimus öljyjen kunnosta vaihdon yhteydessä
Kesällä 2017 toteutettiin tilastollinen tutkimus erään suuremman kohteen öljyn vaihdoissa poisvaihdettujen öljyjen kunnoista yhteistyössä Fluid Intelligencen kanssa. Projektin tavoitteena oli selittää öljyn kierrätyksen kannalta parempia menetelmiä kerätä öljyä mutta projektin sivutuotteena syntyi hyvin mielenkiintoista tietoa.
Tässä artikkelissa esitetään lyhyet kuvaukset tutkimuksesta ja tehdyistä johtopäätöksistä. Tutkimusaineisto oli n. 110 näytteen laajuinen ja aineisto sisälsi näyttteitä n. 20 laitteesta. Laitteet olivat liikkuvaa kalustoa, jotka toimivat suhteellisen haastavassa ympäristössä. Öljytyyppejä oli kokonaisuudessa 15 kappaletta. Noin puolet näytteistä oli moottoriöljyjä ja puolet vaihteisto ja hydrauliikkaöljyjä.
Aineistosta tehtiin eri laajuiset testit riippuen kohteen öljystä. Kaikista näytteistä mitattiin ISO VG viskositeetti 40 ja 100 Celsius asteessa sekä määritettiin viskositeetti-indeksi. Tämän lisäksi mitattiin ICP lisäaine- ja kulumametallit.
Kunnossapitoperiaattena oli aikataulun mukaan tai konerikon yhteydessä tehtävä öljyn vaihto.
Kokonaistulokset
Kokonaistulokset olivat mielenkiintoisia vaikkakaan ei yllätyksellisiä. Ehkä yllättävintä olit että viskositeetti oli muuttunut yli ISO VG suosituksen ±10% vain 7 % tapauksista (8 kappaletta), eli raakasti voidaan arvioida että viskositeetin vuoksi öljy oli vaihdettava vain 8 kohteessa. Epäpuhtauksien vuoksi vaihtoa oli suositeltava 66%:in kohteista (73 kappaletta). Öljyn kunnon perusteella öljyn vaihdolle ei ollut tarvetta 27% kohteista (30 kappaletta). Lisäaineistus vastasi uutta öljyä kaikissa kohteissa.
Huomattavassa osuudessa näytteitä epäpuhtauksien määrä oli hälyttävä. Tämä johtuu pääosin toimintaympäristön haastavuudesta. Toisaalta viskositeetin muutosten vähäisyys yllätti tutkimusta tehdessä. Epäpuhtauksien luonnetta tarkasteltaessa voitiin todeta että epäpuhtauksien tyypeissä oli kohteittain huomattavia eroja.
Öljyn kunnon heikentymisen vaikutukset
Öljyn kunnon heikentymisellä on vakavat vaikutukset laitteistojen käyttövarmuuteeen. Öljyn ydin tehtävin laitteistossa kuuluvat esimerkiksi eri metallipintojen erottaminen toisistaan voitelukalvolla, voimansiirto ja lämmönsiirto kohteesta pois. Kaikki nämä ovat tehtäviä, joissa öljyn epäpuhtaudet heikentävät öljyn kykyä toimia suunnitellusti.
Epäpuhtauksien kertymisnopeus riippuu epäpuhtauden lähteestä ja kertymisprosessista, joka saattaa vaihdella kohteissa huomattavasti. Vakavimmat seuraukset ovat kovilla epäpuhtauksilla mutta koskaan ei saa vähätellä pehmeämpien epäpuhtauksien vaikutusta.
Lue lisää puhtaustuloksista ja seurannasta täältä.
Tavatut epäpuhtaustyypit ja laajemmat tutkimukset
Epäpuhtaustyyppejä todettiin useita erilaisia, joista pääasiallisesti esiintyyi hiekka/kiviainespöly, metallit sekä vesi. Hiekkaan/kiviainespölyä oli 31 kohteessa merkittävästi (joihin suositeltiin öljyn vaihtoa), metallisia hiukkasia oli 10 kohteessa, muita epäpuhtauksia kuten vettä ja kuituja oli 29 kohteessa (Kohteissa voi olla useita epäpuhtaustyyppejä).
Lisäaine- ja kulumametallikoostumukset paljastivat että 33 % kohteista (n. 40 kohteessa) oli kehittymässä vakava vaurio, joka vaatii välitöntä tarkempaa huomiota vaikka laitteisto oli käyttökelpoinen vaihtohetkellä. Lisäainepitoisuudet olivat säilyneet suhteellisen vakaana kaikissa kohteissa.
Puhtausanalyyseissä merkille pantavaa oli että epäpuhtauksissa ei löytynyt juurikaan öljyn vanhentumistuotteita, johtuen pääosin suhteelllisen lyhyistä vaihtoväleistä ja nuorehkosta konekannasta.
Huomattavan epäpuhtaissa kohteissa pelkkä öljyn vaihto ei ole enää riittävä vaan tarvitaan kohteen huuhtelu.
Osassa kohteita öljyjen kunnot olivat erinomaisia ja hyviä mutta heikoimmissa kohteissa puhtaustaso oli hyvin heikko. Hyvin usein huono öljyn puhtaustaso (yhteensä 38 näytteessä) yhdistyi selviin merkkeihin alkavasta laitevauriosta (30 kohteessa näistä) mutta kahdeksassa kohteessa öljyssä ei ollut mitään merkkiä laitevauriosta (8/38). Kunnossapidon kannalta näihin kohteisiin olisi tehtävä riittävän tarkka huolto sekä öljyn vaihto huuhtelumenetelmällä (huuhtelusta liikkuviin kohteisiin vaikka enemmmän täällä) potentiaalisten vaurioiden ehkäisemiseksi.
Toisaalta, kokonaisuuden kannalta kaikki vakavat epäpuhtaustulokset ja niiden juurisyyt on pitkällä tähtäimellä syytä selvittää ja pohtia miten jatkossa voidaan ehkäistä vakavat öljyn puhtautta vaarantavat likaantumiset. Epäpuhtauksien kertymiseen puuttuminen on ennakoivaa huoltotoimintaa tehokkaimmillaan.
Puhtausanalyysin tulokset olivat vaihtelevia
Kuvassa on esimerkki puhtaasta öljystä tehdystä puhtausanalyysistä.
Eräissä näytteissä oli vapaata vettä hiekan ja metallien lisäksi.
Hiekka oli yleinen epäpuhtaus.
Jatkokehitysajatuksia ja tutkimuksen rajoitteita
Tällä tutkimuksella luotiin perusta ryhtyä muodostamaan käsitystä öljyn elinkaarikustannuksesta kohteessa. Elinkaari kustannuksien kertymisestä on kirjoitettu jo aiemmin täällä.
Tutkimuksessa ei otettu kantaa epäpuhtausmäärän kehityksen nopeuteen ajan funktiona vaan vain lopputaso todettiin. Teknisesti on mahdollista määrittää eri tekijöiden aikafunktio.
Toistaalta tutkimuksessa havaittuihin ongelmiin puuttuminen on mahdollista useilla eri strategioilla. Epäpuhtauksien kertyminen voidaan ehkäistä kohteissa tai öljyn käsittelyä voidaan tarkentaa. Lisäksi eri epäpuhtaustyyppeihin on puuttuttava eri tavalla, joten eri ongelmiin on suositeltavaa puuttua analyyttisesti.
Lisää tuloksista myöhemmin tänä vuonna. Tutkimuksesta on tarvittaessa saatavissa lisätietoja ilman tunnistetietoja.
Mikko Oksanen, 3.9.2017 Jyväskylä