В тысячах технологических процессов и миллионах машин по всему миру используется масло для смазывания, передачи мощности, охлаждения и удаления загрязняющих веществ. Это тяжёлая работа, и она оказывает разрушающее воздействие на масло. Когда промышленные масла проходят через оборудование, в них накапливаются пыль, вода, биологические организмы и частицы металла.

Эти загрязнения влияют на эффективность масла. Твёрдые частицы могут повредить оборудование или получаемую продукцию. При нагреве грязное масло может образовывать липкие частицы, которые забивают трубы и откладываются на поверхностях, увеличивая трение и ускоряя износ. Вода и металлические загрязняющие частицы вызывают реакции окисления, в конечном итоге разрушая масло.

эээОдним из способов борьбы с этими нежелательными последствиями является регулярная замена масла. Но у этой стратегии есть свои проблемы. Новое масло обходится дорого, как и безопасная утилизация загрязнённого масла. Частая замена масла означает дополнительные расходы на техобслуживание и потерю производственного времени. А высокий расход масла нежелателен, особенно когда организации стремятся снизить общее негативное воздействие на окружающую среду.

Традиционные системы фильтрации

Чтобы продлить срок службы масел и уменьшить частоту их замены, большая часть крупногабаритного оборудования и производственных мощностей оснащены устройствами для очистки и фильтрации. Промышленным производителям доступен широкий спектр технологий в соответствии с потребностями их технологических процессов и условий эксплуатации. Например, масло можно прокачивать через фильтры, которые улавливают частицы, а также можно использовать специальные фильтрующие материалы для поглощения воды из масла.

Такие системы действуют как первая линия защиты оборудования от загрязнённого масла. Они встраиваются между масляным резервуаром и оборудованием и эффективно удаляют частицы диаметром до нескольких микронов.

Однако встроенные фильтры имеют значительные ограничения, что особенно критично для пользователей, которым необходим более высокий уровень чистоты масла. Фильтры неизбежно ограничивают поток масла. Чем меньше поры фильтра, тем выше потери и тем больше расходы. Чтобы обеспечить требуемый поток масла при уменьшении размера пор в фильтре, пользователям приходится устанавливать фильтры большего размера и поддерживать более высокое давление в системах. Это приводит к увеличению расхода энергии и затрат на замену фильтров. Кроме того, экологически безопасная утилизация опасных отходов использованных фильтров требует дополнительных затрат.

Одним из способов обойти такие проблемы фильтрации является использование автономной системы. Работа таких систем похожа на работу почек в человеческом организме: масло извлекается из резервуара и пропускается через специальный контур очистки. Поскольку автономные системы фильтрации отделены от оборудования, которое использует масло, они могут работать в своём собственном режиме, постоянно выполняя первичную и повторную очистку масла, чтобы постепенно уменьшать загрязнение.

Автономный подход также позволяет использовать ряд альтернативных технологий фильтрации. В центробежных системах масло вращается с большой скоростью, что позволяет отделить более тяжёлые молекулы, такие как молекулы воды. В электростатических сепараторах используется электрическое поле высокого напряжения, которое притягивает полярные частицы износа и лака, удаляя их из масла.

В современном ответственном производственном оборудовании операторы часто устанавливают сложную комбинацию интегрированных и автономных систем фильтрации, стремясь уловить все возможные загрязнения, сохранить эксплуатационные свойства масла и увеличить периоды замены масла. Однако сколько бы они ни вкладывали в традиционную технологию фильтрации, некоторым загрязняющим веществам всё равно удаётся проскочить.

Проблема малых частиц

Самые маленькие частицы — это самая большая слабость традиционных технологий фильтрации. Высокоэффективные системы механической фильтрации могут очень хорошо удалять частицы диаметром до нескольких микронов. Но мельчайшие «наночастицы» — проблема совсем другого уровня. Эти частицы слишком малы, чтобы увидеть их невооружённым глазом, их трудно обнаружить даже с помощью стандартного оборудования для анализа масла. И они достаточно малы, чтобы пройти через традиционные фильтры самой тонкой очистки. Поскольку наночастицы не удаляются, они постоянно накапливаются в подаваемом масле.

Несмотря на крошечные размеры, наночастицы играют решающую роль в ухудшении свойств масла. Как правило, это связано с тем, что они составляют значительную часть общей нагрузки загрязнения в большинстве промышленных масел. В стандартном образце масла 80 % поверхности загрязняющих веществ приходится на наночастицы. На границе раздела между маслом и поверхностью загрязняющего вещества происходит окисление. А поскольку окисление является основной причиной старения масла, уменьшение этой площади поверхности действительно имеет значение.

Кроме того, наночастицы способствуют износу. Например, толщина смазочной плёнки между движущимися поверхностями шарикоподшипника составляет около 500 нм. Таким образом, даже частица намного меньше 1 мкм достаточно велика, чтобы разрушить эту плёнку, что может привести к повреждению поверхности.

До недавнего времени операторы оборудования мало что могли сделать для удаления наночастиц из своих масел. Существуют механические фильтрующие элементы чрезвычайно тонкой очистки, которые могут улавливать частицы размером менее 1 мкм, но эти фильтры могут также ухудшить свойства масла, удаляя присадки, которые крайне важны для его эксплуатационных свойств и долговечности.

Замкнутый цикл использования масла

Технология DST может устранить множество проблем, связанных с загрязнениями. Использование масла, очищенного от наночастиц, позволяет сократить износ и повреждения оборудования. Машины служат дольше и требуют меньшего объёма техобслуживания. Технологические процессы становятся гораздо более предсказуемыми и стабильными, поскольку на них больше не влияет постепенное ухудшение свойств масла.

Действительно, поскольку даже новые масла содержат небольшое количество загрязнений, появившихся в ходе их производства и транспортировки, в некоторых областях применения масло, очищенное от наночастиц с помощью технологии DST, может работать лучше, чем совершенно новые масла. Благодаря технологии DST масло может стать союзником в области обеспечения надёжности оборудования, а не постоянно возникающей проблемой загрязнения, которую необходимо решать.

Со временем влияние этого процесса может стать ещё более обширным. Поскольку процесс DST удаляет наночастицы из масла, он останавливает окисление — основную причину старения масла. Это означает, что масло можно использовать практически бесконечно. А когда одно и то же самое масло используется повторно, уменьшается потребность в добыче, переработке, транспортировке и модификации сырой нефти, а также в утилизации масла после загрязнения. В результате промышленное масло может превратиться из дорогостоящего расходного материала в выгодный и экологичный ресурс замкнутого цикла.