О чем расскажет масло

По изменениям эксплуатационных параметров моторного масла можно сделать вывод о том, какие ухудшения произошли в двигателе в процессе работы

По изменениям эксплуатационных параметров моторного масла можно сделать вывод о том, какие ухудшения произошли в двигателе в процессе работы. Подобный сервис, широко практикуемый в сфере коммерческой и специальной техники за рубежом, постепенно начинает набирать обороты и в России. Мы попытались разобраться, как получить полную картину состояния силового агрегата без вскрытия.

Иллюстрации автора и Shell

Анализ масла помогает на ранней стадии диагностировать то, что в скором времени может послужить причиной серьезной и дорогостоящей поломки. Причем речь идет не только о двигателе, но и о гидравлических и трансмиссионных маслах, состояние которых будет верным индикатором, характеризующим кондиции соответствующих уз лов и систем. Вот характерный пример из практики. Инженеры крупного пассажирского автопредприятия в Москве столкнулись с проблемой попадания охлаждающей жидкости в систему смазки ГМП автобуса. Причиной оказалась внутренняя утечка в водомасляном охладителе, настолько мизерная, что на глаз не определить. Вода, смешавшись с трансмиссионным маслом, разрушила активную поверхность фрикционных дисков, образовалась ржавчина, а далее по цепочке — вышли из строя платы блока управления, соленоиды и прочие элементы мехатроники. Поскольку причина была выявлена слишком поздно, дорогостоящего ремонта избежать не удалось, но, столкнувшись единожды с этой проблемой, эксплуатационник решил про верить еще несколько автобусов из группы риска, и результат оказался неожиданным: в двух из восьми трансмиссий обнаружены следы охлаждающей жидкости в масле, а еще в одной по составу посторонних включений удалось определить повышенный износ фрикционных дисков. В итоге заранее спланированный ремонт позволил избежать значительных затрат.

Другая история связана с распознанием неисправности двигателя по анализу отработанного масла. Суть вкратце: одна из крупнейших американских компании в области экспресс-доставки, пользуясь сервисом по оценке состояния смазочных материалов и оборудования Shell lubeAnalyst, распознала проблемы в трех двигателях на ранней стадии и вернула их изготовителю до того как истек гарантийный срок. $46 000 — такова была бы реальная стоимость восстановления двигателей по истечении гарантийного срока.

Сегодня на рынке представлено множество вариантов мониторинга оборудования для анализа отработанного масла, начиная от использования портативной экспресс-лаборатории и заканчивая долгосрочным договором с аккредитованной лабораторией. Как выбрать нужный вариант? Попробуем разобраться.

ЗА ПОДСКАЗКОЙ

Самым простым, но в то же время достаточно надежным вариантом испытания масляных проб для парка автотехники являются портативные экспресс-лаборатории. Данный вид диагностического оборудования представляет собой недорогие испытательные комплекты и приборы, которые могут использоваться в полевых условиях или в лаборатории людьми без специальных знаний в области аналитической химии. Экспресс-диагностика позволяет определить значительное количество физико-химических показателей (кинематическая вязкость, щелочное число, содержание воды, наличие сажи и гликоля), но предполагает использование редких и дорогостоящих промывочных жидкостей. К другим недостаткам этого способа испытаний следует отнести сложности обслуживания и калибровки приборов на месте, а также отсутствие собственной обновляемой статистико-аналитической базы, учитывающей условия эксплуатации оборудования и климатические особенности региона. Считается, что подобные исследования не могут заменить полноценного комплекса испытаний, проводимого в лабораториях, аккредитованных в этой области.

Отчет, выдаваемый независимой лабораторией, — это не только сводка текущих показателей пробы, но и работа аналитика-химмотолога

Заключения и рекомендации предпочтительнее получать у специалистов, опирающихся на большой опыт практической работы в данной области, имеющих постоянный контакт с компаниями, производящими оборудование и смазочные материалы, а также с организациями, эксплуатирующими транспортные средства. С этой точки зрения оптимальными для проведения комплексного ана лиза состояния масла являются отраслевые лаборатории. Такие лаборатории функционируют в составе крупных масляных компаний, а также организуются в составе специализированных вузов и НИИ. Среди отечественных отраслевых лабораторий выделяется центр химмотологии ЗАО «НАМИ-ХИМ», где исследуют как свежие моторные масла, так и работавшие в двигателе, оценивают нагары и износы деталей и узлов в двигателе, в том числе с учетом применяемого топлива. «НАМИ-ХИМ» использует известные стандартные методы и занимается разработкой новых экспресс-методов совместно с РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. В целом же отраслевые лаборатории с серьезным оборудованием, как правило, нацелены скорее на проведение научных исследований, нежели на мониторинг.

Однако, как отмечают эксперты, большинство методов, стоящих на вооружении отраслевых лабораторий в части исследования отработавших масел, не успевают адаптироваться к быстрому обновлению парка автомобилей, новым конструктивным решениям (EGR, DPF), новым смазочным материалам и постоянно ужесточающимся экологическим нормам (последние требования к составу масла CJ-4). Именно поэтому к решению данной проблемы, помимо вузов и отраслевых лабораторий, подключились независимые лаборатории, число которых растет из года в год.

Отклонение значений вязкости в пробе не должно превышать 10–15 % от значений свежего масла

Одна из основных целей независимых лабораторий сделать для клиентов максимально доступными услуги по мониторингу состояния двигателя и качества применяемого моторного масла. Подробнее об этом расскажем на примере Polaris Laboratories, клиентами которой являются крупнейшие игроки в сфере производства оборудования и смазочных материалов (Chevron, ConocoPhillips, Allison Transmission, Ingersoll Rand, Terex, Cummins, New Holland, Fram, Donaldson, Vavoline). Поскольку работа Polaris Laboratories рассчитана на индивидуальный подход к каждому испытанию, ей не составляет труда принять на обслуживание эксплуатирующую организацию с любым парком техники, будь то строительная компания или пассажирское АТП.

Расположенный в Москве российский филиал Polaris Laboratories  имеет все необходимое оборудование, оно автоматизировано, что позволяет не только свести к минимуму субъективный фактор, но и ускорить время анализа. Например, вискозиметр ISL PAC за считанные минуты позволяет опреде лить такие параметры, как кинематическая вязкость и индекс вязкости. Газовый хроматограф PerkinElmer способен с высокой точностью определить степень разжижения моторного масла топливом, а новейший атомно-эмиссионный спектрометр ICP может быстро распознать до десяти важнейших элементов в присадках и маслах (кальций, фосфор, магний, сера и т. п.) и оперативно вычислить их концентрацию. Большинство лабораторий оценивают количество индикаторов износа, присадок и загрязнений по 17 элементам, в Polaris Laboratories определяется 24 элемента для для масел и дизтоплива (17 элементов для антифриза). По наличию этих элементов можно точнее определить вероятность износа деталей двигателя, содержание присадок и накопление загрязнений (Cd — загрязнения из внешней среды; Ti — износ клапанов, поршневых пальцев, подшипников и валов; Li — контакты со смазкой и т. д.).Эти испытания позволяют клиентам при незначительных затратах (стоимость единичного теста не превышает 3 тыс. руб.) уточнить время замены масла и определить надежность работы оборудования.

Для оценки состояния двигателя и масла имеют значение не только абсолютные значения тех или иных показателей, но и характер изменений в процессе эксплуатации

«Автоматизация испытаний позволяет минимизировать влияние субъективного фактора на результаты анализа, — поясняет генеральный директор Polaris Laboratories Russia к.т.н. Гурами Немсадзе. — В сравнении с мобильной экспресс-лабораторией, определение большинства параметров моторного масла в наших лабораториях производится на определенном приборе, который не только регулярно калибруется, но и подвергается внутренней оценке качества».

Периодичность забора проб зависит от характера работы автомобильной и специальной техники (среднесуточный пробег, маршрут, манера вождения) и составляет от 250 до 500 и более м.ч. Для чистоты эксперимента рекомендуется вести наблюдение не за одной машиной в парке, а как минимум за двумя, при условии, что эти автомобили выполняют примерно одинаковую работу и имеют идентичные технические характеристики.

Несколько слов о процедуре отбора проб, от правильности выполнения которой во многом зависит конечный результат. Например, чтобы образец отражал характерные уровни загрязнения, масло берется на прогретом двигателе (если двигатель в нерабочем состоянии, брать пробу масла для мониторинга бесполезно — результат будет далек от истины). При этом используются одноразовые емкости и специальное приспособление для отбора проб (обычно масло из двигателя забирается с помощью вакуумного насоса через масломерный щуп). К пробе, объем которой обычно не превышает 120 мл, в обязательном порядке прикрепляется сопроводительная записка с описанием, необходимым для правильной интерпретации результатов испытаний. Это описание содержит данные по оборудованию (уровень фильтрации масляных фильтров, общий пробег техники, модель техники и производитель) и по исследуемому материалу (момент замены масла, количество доливов и момент отбора пробы). Полная и достоверная информация значительно упрощает интерпретацию результатов и формирование рекомендаций.

Рентгеновский спектрометр может быстро распознать до десяти важнейших элементов в присадках и маслах (кальций, фосфор, магний, сера и т. п.) и вычислить их концентрацию

В течение 24–48 часов после поступления проб в лабораторию клиенту приходит отчет по электронной почте. Его также можно посмотреть в режиме онлайн, авторизовавшись в интерактивной системе Horizon. Отчет системы Horizon содержит данные нескольких последних проб, подкрепленных графиками, благодаря чему можно легко отследить и проанализировать тенденции изменения параметров. Система Horizon также имеет ряд инструментов для статистической обработки результатов испытаний масел.

Никого не удивит высказывание, что стоимость силового агрегата является одной из главных составляющих в полном ценообразовании коммерческого транспорта. Поэтому для собственника играет значительную роль поддержание на должном уровне рабочего состояния техники. Во всем прогрессивном мире практикуется регулярный мониторинг состояния дорогостоящих в ремонте двигателей и используемых в них моторных масел. Но вот российские предприятия в этом вопросе отнюдь не лидеры. Опрошенные нами эксперты объясняют этот факт целым рядом субъективных причин, начиная от недостатка компетенции руководителей, нехватки времени, рук, желания и заканчивая русским «авось». Впрочем, есть и хорошая новость — появления услуги масляного мониторинга у поставщиков смазочных материалов. Сервис становится доступнее, выбор за клиентом.

Интерактивная система Horizon имеет ряд инструментов для статистической обработки результатов испытаний масел на предприятии

МИХАИЛ ГЕРАСИМОВ / РУКОВОДИТЕЛЬ ОТДЕЛА ПРОДАЖ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КОММЕРЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА, EXXONMOBIL FUELS&LUBRICANTS

Лабораторные исследования смазочных материалов — вещь очень актуальная в самых разных сегментах промышленности. И автотранспортная отрасль в данном случае не исключение. Услуга с каждым днем становится все более востребованной у наших клиентов. Мы регулярно проводим для автопарков, использующих наши продукты, подобного рода исследования. Речь, как правило, идет о моторных маслах, но нельзя также забывать о других смазочных материалах, использующихся в современных грузовых автомобилях и автобусах: трансмиссионные жидкости, масла для ведущих мостов, масла для АКП, гидравлические жидкости. Конечно, при проведении подобных исследований в АТП существует множество нюансов, характерных именно для данной отрасли. В первую очередь, все зависит от тех целей и задач, которые необходимо достичь при проведении мониторинга. Если, например, речь идет о продлении интервалов замены моторного масла и, как следствие, возможном сокращении эксплуатационных затрат, можно сказать, что здесь основополагающими являются оперативность доставки проб до лаборатории, скорость обработки пробы и получения результата. Ведь в данной ситуации наши инженеры делают вывод о дальнейшей возможности эксплуатировать масло, а автомобиль после отбора проб мог уже уйти в следующий рейс. Особое внимание мы также обращаем на сам процесс забора пробы. Существует специальный инструментарий, позволяющий извлечь необходимый объем моторного масла на заранее определенной глубине картера, чтобы ограничить попадание в пробу загрязнений, находящихся на дне картера.

МАРИЯ СОКОЛОВА / ТЕХНИЧЕСКИЙ СПЕЦИАЛИСТ «ШЕЛЛ»

В ходе эксплуатации двигатель подвергается негативному воздействию внешних факторов, ускоряющих естественный износ. Причиной преждевременного выхода из строя может послужить попавшая извне вода, пыль, протечка в системе охлаждения. Любая неисправность тут же сказывается на состоянии масла. Причем именно анализ масла помогает на ранней стадии диагностировать то, что в скором времени может стать причиной серьезной и дорогостоящей поломки. Замечу, что при анализе масла нельзя выделить лишь один какой-то параметр, а следует оценивать изменение параметров в комплексе — по минимальному и достаточному набору тестов. В такой набор обязательно должны входить физико-химические параметры масла, такие как кинематическая вязкость, его щелочное число или, например, кислотное, в зависимости от типа масла. Также смотрят на содержание воды, а в случае с моторным маслом — на наличие сажи и гликоля. Определение состояние узла невозможно без оценки степени его износа — для этого необходима спектроскопия. Большую ценность при анализе представляют комментарии к каждому типу техники, ведь одних «цифр» для полноценного заключения недостаточно. Для этого существует специальный технологический профиль, который совмещает в себе тип оборудования, условия его работы, тип используемого масла и требования производителя техники. При составлении профиля требуются высокая квалификация специалистов по смазочным материалам и большой лабораторный опыт. Как правило, конечные рекомендации автоматически выдает система на основе совокупности полученных числовых и текстовых данных.

Мы работаем с независимыми российскими лабораториями, к которым предъявляются общие жесткие международные стандарты компании «Шелл». Локальные лаборатории могут выполнить те же тесты, но зачастую уровень диагностики, к сожалению, довольно низок, тогда как глобальная диагностическая база компании «Шелл» насчитывает миллионы проб, что позволяет давать более глубокие и точные рекомендации клиентам. Выбор лаборатории тоже задача непростая. Необходимо соблюсти баланс между оснащением и скоростью выполнения тестов. Мы нашли ту, где могут произвести качественный анализ за короткий промежуток времени. Конечно, есть лаборатории с более серьезным оборудованием, но они, как правило, нацелены скорее на проведение научных исследований, нежели на мониторинг.

В России мы предоставляем услугу мониторинга масла уже около двух лет, и с каждым месяцем она становится все популярнее. Если раньше российские компании относились к платному анализу смазочных материалов довольно скептически, то сейчас  экономическая выгода от своевременного отбора проб доказана на большом числе примеров из реальной практики российских предприятий. Гораздо большее понимание мы встречаем на уровне владельцев и главных инженеров предприятия, которые умеют считать деньги.

СЕРГЕЙ ВОРОБЬЕВ / ТЕХНИЧЕСКИЙ ДИРЕКТОР БРЕНДА TEXACO, ООО «СТАРЛЮБ»

Самостоятельное обращение владельца автопарка в лабораторию не раскрывает полной картины состояния техники, поскольку в данном случае собственник техники будет иметь лишь субъективную картину, не владея данными долговременной международной практики, в том числе данными дистрибьютора и партнеров, каждый из которых проводит собственные испытания, которые вливаются в общую базу данных. Очень важно, что помимо отчета лаборатории, собственник получает рекомендации от технической службы производителя и/или поставщика смазочных материалов. Ценовая политика разового обращения также может быть существенно выше потокового производства анализов. Менее существенные, но все же важные факторы — организация пробоотбора, к которому выдвигаются определенные требования, т.к. некорректно отобранная проба не представляет ценности данных, логистическая составляющая — доставки проб и т. п. В данный момент мы сотрудничаем со многими крупными транспортными предприятиями, предлагая систему мониторинга StarLubeTEST, но сказать, что такая диагностика набрала большую популярность преждевременно. По сложившейся в России традиции подход к мониторингу, т.е. к обоснованному определению причин и следствия, выражается в нехватке времени, рук, желания, а иногда и в опасении узнать больше необходимого.

РОМАН КОРЧАГИН / ТЕХНИЧЕСКИЙ СПЕЦИАЛИСТ ООО «ТОТАЛ ВОСТОК», ДОЧЕРНЯЯ КОМПАНИЯ ХОЛДИНГА TOTAL S. A.

Есть узкоспециальные методы, которые позволяют получить максимальную выгоду руководству автотранспортных предприятий. Например, наша система диагностики масел ANAC не только даст ответ о состоянии масла или о наличии продуктов износа и посторонних примесей, но и позволит определить остаточный ресурс двигателя. Данный расчет ведется на основании разницы между состоянием всех двигателей, которые находятся под наблюдением системы в мире и состоянием конкретного двигателя у клиента. Некоторые наши клиенты используют систему ANAC для контроля состояния двигателей и элементов трансмиссии, проводя ежегодный анализ масла на автомобилях, эксплуатируемых в самых жестких условиях. Другие — применяют анализ масла для установления реального интервала смены смазочных материалов, т.к. условия эксплуатации и качество топлива в регионах могут существенно отличаться. Однако и те, и другие отмечают, что на каждые 50 руб., вложенные в проведение анализа, приходится 500 руб., которые удается сэкономить на ремонте агрегатов, увеличении интервалов смены масла или сокращении простоя техники.

На наш взгляд, существенных различий между лабораторией производителя масла и независимой лабораторией нет. Если лаборатория укомплектована оборудованием, погрешность которого минимальна, прошла сертификацию, то и лаборатория производителя, и независимая лаборатория находятся в равных условиях. Однако стоит признать, что некоторые лаборатории не имеют необходимого оборудования и квалификации. Кроме того, следует помнить, что анализ масла должен производиться по тем же методам измерений, которые использует производитель смазочных материалов. Когда методы измерений не совпадают, крайне проблематично дать правильное заключение о состоянии масла.

АЛЕКСАНДР АНТОНОВ / ТЕХНИЧЕСКИЙ ДИРЕКТОР БРЕНДА PETRO CANADA ООО «ПЕТРО-ЛЮБ»

Мониторинг или определение текущего технического состояния оборудования по результатам лабораторного анализа пробы масла — дело для российской практики все еще новое. В настоящее время используют программы мониторинга, в первую очередь, те компании, для которых важным показателем эксплуатации является готовность техники. Обеспечение технической готовности на уровне 90 % и выше без применения мониторинга масла невозможно. Посудите сами. На основании результатов лабораторных анализов масла делаются выводы о его текущих кондициях, оценивается техническое состояние оборудования, делается прогноз его работоспособности. Это дает собственнику возможность делать обоснованное заключение о состоянии оборудования, планировать сроки и объемы технического обслуживания. Российские автотранспортные предприятия в этом вопросе отнюдь не лидеры. И вот почему. Отечественные производители традиционно не определяют предельные показатели работоспособности масла для своей автотехники. Соответственно, инженерные и экономические службы автопредприятий с преобладанием отечественной техники пребывают в благостном состоянии «полного незнания» о существовании таких инструментов, как мониторинг масла. Инженерные службы автопредприятий с преобладанием импортной техники тоже не рвутся проводить мониторинг, поскольку они, как правило, делегируют обслуживание парка специализированным фирмам. А вопрос экономической эффективности использования автотехники не является компетенцией инженерных служб. Есть и еще одна субъективная причина тормозить внедрение мониторинга. Это то, что благодаря анализам масла проявляются все недостатки в обслуживании техники на предприятии.

В нашей практике зачастую проба, взятая из аварийной машины, показывает, что физико-химические показатели масла находятся в норме. А вот наличие загрязнений говорит о неисправностях системы охлаждения, топлива и воздухоподачи, критическом износе узлов двигателя. И традиционное объяснение механика, мол, «масло виновато», уже не может служить истиной в последней инстанции.