ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK 3.03 A cementipar kenőanyagai jelenlegi alkalmazások és fejlődési irányzatok Tárgyszavak: kenőanyag; kenés; cementipar; gépelem. A cementiparban a kenőanyagok sokrétű alkalmazása gondos válogatást igényel, amit habár a segítés szándékával olykor meg is nehezíthetnek a bő kínálatban útbaigazító javaslatok: a cementgyári gépalkatrészek gyártóinak ajánlott kenőanyagjegyzéke, a kenőanyagok ajánlótáblázata és a gyárak belső használatú központi jegyzéke. Kenést igénylő helyek Kenést egymáson csúszó vagy gördülő súrlódó felületeken, azok egymástól szétválasztására kell alkalmazni. A cementipari kenőanyagalkalmazásokhoz a műszaki állomány két csoportját kell megkülönböztetni: gépelemek: csapágyak, lánchajtások, kötelek, váltók, rudazatok, tengelyek, kerékagyak, csapszegek, rugók, tömítések, nagyobb szerkezeti egységek: nyílt és zárt hajtóművek, villamos motorok, armatúrák, támasztóhengerek/gyűrűrendszerek, továbbítóegységek, emelők, szivattyúk, kompresszorok. Ezekhez járulnak még az előbbieket folyamatosan üzemben és működőképesen tartó hidraulikai rendszerek (nyitott és zárt hajtóművek, nagy csúszócsapágyak ellátása), zárt kenőolajáramok (nagy gördülőcsapágyakhoz, hajtóművekhez), gépelemek és nagyobb gépegységek kenőanyag-ellátásáról gondoskodó különböző hatásmechanizmusú központi kenőberendezések.
A kenőanyagokkal szembeni követelmények A cementiparban a kenőanyagokkal szemben támasztott legfontosabb követelmények: nyomás- és hőállóság, lassú menet, lökések és rezgés, valamint a poros levegő okozta terhelés tűrése. A magas hőmérsékletű folyamatok (forgócsöves kemencékben, szelelőkben, forrógázas szellőzőkben) speciális kenőanyagokat igényelnek, amelyeknek elsősorban a kis fordulatszámú tartományban kell kifejteniük hatásukat. Az optimális kenés általános elvei: az olaj előnyösebb kenőanyag a zsírnál, a folyamatos kenés előnyösebb a szakaszosnál, a zárt ciklusú kenés a veszteségesnél és a zárt ciklusú az iszapkenésnél. A gyakorlatban azonban a kenőanyag és a kenőeljárás kiválasztását a meglevő berendezésekkel adott szituáció határozza meg. Gépelemek kenőanyagai Gördülőcsapágyak A gördülőcsapágyak kenését ma általában zsírral, mégpedig mindinkább központi kenőrendszerekkel látják el, speciális hosszantartó kenőképességű zsírokkal, amelyek olykor a berendezés egész élettartama alatt nem szorulnak cserére. A nagyméretű és többnyire a legkisebb fordulatszámmal működtetett gördülőcsapágyakból felszabaduló tetemes hőmennyiség elvezetéséhez sok kenőanyagra van szükség. Ebben a szélsőséges esetben célszerű olajat használni fürdő-, merülő-, cirkulációs vagy porlasztásos kenés formájában. Az üzemi hőmérséklettől függő gyakorlat: 80 C alatt ásványolajok, állandó 100 C fölötti hőmérsékleten poli(α-olefinek), 140 C körül poliglikolok használatosak. Csúszócsapágyak Hagyományos kenésmódjuk az olajiszapos és cirkulációs, néha az olajnyomásos kenés. A nagyméretű csúszócsapágyakat az élettartam
meghosszabbítása céljából, főleg indító- és leállómenetben olykor segéd- és főellátó olajszivattyú-rendszerrel mozdítják ki az erős kopásnál fennálló határkenés tartományából. Nagyméretű csúszócsapágyak kenésére terjedőben van az igen nagy viszkozitású termékek, köztük is a hosszú üzemképességű szintetikus olajok használata ásványolaj helyett. Kötelek és láncok Ezek szakszerű kenésének (a biztonsági kötelek kivételével) nem szentelnek kellő figyelmet, pl. a nagy értékű görgősláncok élettartama is 70%-ban a hatékony kenőanyagokkal végzett utánkenéstől függ. Az acélkötelek már a gyártáskor megkapják az alapkenést, majd üzem közben kenik őket újra kézzel, de többnyire már együttfutó berendezéssel, vagy időnkénti fröccsöléssel. Ehhez ún. láncolajokat vagy folyékony lánckenő zsírokat használnak. Tengelykapcsolók (kuplungok) Nagy hajtóteljesítmény átviteléhez a cementiparban kiegyenlítő tengelykapcsolóként fogazott tengelykapcsolók vannak használatban, amelyek a forgás szempontjából rugalmas körmös vagy tárcsás tengelykapcsolókkal ellentétben kenést igényelnek. Erre olajok, másodsorban folyékony zsírok szolgálnak (grafittal vagy molibdén-diszulfiddal). Olajkenéskor a tengelykapcsolófelek illeszkedő felületeit tömíteni kell. A speciális tengelykapcsolók műszaki megoldásai mára mitsem változtak. Az olajjal kent fogazott tengelykapcsolók megfelelnek, bár üzem közben nincs mód az olajtöltésszint esetleges szivárgás-ellenőrzésére. A zsírkenés azzal a veszéllyel jár, hogy a centrifugális erő hatására a zsír egy része rácsapódik a kapcsolószekrény belső falára. Szerkezeti egységek kenése Zárt hajtóművek A cementiparban gyakoriak a homlok-, bolygó-, csiga- és kúpkerekes hajtóművek, valamint ezek kombinációi, amelyeknek kenésére minőségi ásványolaj-keverékeket használnak, olajiszapos, befecskendezéses és olajködtechnikával 80 C-nál nem magasabb hőmérsékleten. E továbbra is alkalmazott ugyanezen típusú hajtóműveket ma jellemzően
jobban megterhelik, közelítve főleg a hőterhelés határához, ami megnöveli a kenőanyagokkal szembeni követelményeket is. Használatba kerültek viszkózusabb kopás- és szélsőségesen nyomásálló, főként szintetikus olajok. Köztük a poli(α-olefinek) ásványi olajokhoz keverve háromszorosra, az ásványi olajokkal nem elegyedő poliglikolok ötszörösre hosszabbítják meg a kenőanyagcsere időközeit. Érvényben van az ún. K-szabály, amely szerint az üzemi hőmérséklet leszállítása 15 K-val az olajtöltet használati idejének megkétszereződését vonja maga után. A szabály csak erős olajszennyezésnél veszti érvényét. Nyitott hajtóművek Cementgyárakban mind fekete kenőzsírokra, mind átlátszó viszkózus olajokra világszerte a legelterjedtebb a porlasztó kenés, amelyet a merülő és a cirkulációs kenés követ. Jelenleg a tapadó fekete kenőanyagok vannak általános használatban, holott a nagy viszkozitású tiszta olajok 40%-kal csökkentik a rezgéseket, 30%-kal a fogoldali hőmérsékletet és 50%-kal a szükséges kenőanyag-mennyiséget. A nagy nyitott hajtómű a jövőben veszíteni fog jelentőségéből a zárt, ásványolajjal kent rendszerek javára, várható továbbá a kevés utántöltést igénylő cirkulációs, folyamatos kenés elterjedése. Villamos motorok A villamos motorok kenése a vizsgált témakörben igen nagy jelentőségű, ezen belül azonban csaknem mindig a forgórészcsapágyak kenésének már ismertetett problémáira korlátozódik. Ipari armatúrák A csövekbe épített elzáró-, szabályzó vagy biztonsági elemek (szelepek, reteszek, csapok) megbízható működéséhez bizonyos súrlódási pontokon szintén kenésre van szükség, de általában ezek sem kapják meg a kellő figyelmet. A kezelő csak ismert csikorgás hallatán vagy szivárgás láttán nyúl a megszokott kenőzsírhoz. A zavartalan és megbízható üzemeltetés érdekében a korszerű csővezeték-hálózatok szerelvényeit már gyártáskor kezelik speciális kenőanyaggal, amelyet a későbbiekben is használni kell. A kenőanyag minősége, ill. kiválasztása a minden-
kori funkcióhoz, igénybevételhez és a szállított anyaghoz igazodik (ivóvíz, élelmiszer, agresszív közeg, magas hőmérséklet, törvényes előírások stb.) Befúvóberendezések, kompresszorok A cementművek óriási mennyiségben igénylik a legdrágább ipari segédenergiát, a sűrített levegőt. Ezzel tisztítják a levegőportalanító szűrőket, tartják mozgásban a tárolóból akadozva áramló ömlesztett anyagokat, sűrített levegőt használnak homogenizálásra, betöltéshez való továbbításra és pneumatikus elemek vezérlésére. E célokra a fúvóberendezések kisnyomású levegőt állítanak elő nagy térfogatban, a különböző dugattyús, csavar- vagy rotációs kompresszorok kevesebb, de nagynyomású levegővel látják el az üzemet. A fúvóberendezések kenése a csapágyakra és a hajtóműre korlátozódik, itt a sűrített levegő nem érintkezik a kenőanyaggal. Ezzel szemben a kompresszoroknál intenzív az érintkezés, aminek következtében a kenőolaj, különösen magas hőmérsékleten oxidálódik. Ez főként az ásványolajokat érinti, amelyek így gyors cserére szorulnak, a szintetikus kompresszorolajokat viszont olykor elég 8000 üzemóra után kicserélni, az olajszűrők és olajleválasztók túlzott terhelése nélkül. Ez a szintetikus kompresszorolajokkal elérhető hosszú csereintervallum együtt jár a berendezés kisebb energiafogyasztásával, megtakarítva akár 3%-ot is. A szintetikus kenőanyagok további előnye, hogy kevesebb pára képződik belőlük, így a sűrített levegőben az olajpára koncentrációja a legkedvezőbb esetekben a szokásosnak csupán 20-ad része, ami sűrített levegő előállításában ismét jelentős megtakarítás, ezúttal olajból. Emelő- és továbbítóberendezések Ezek számos, az előzőkben részben már tárgyalt elemeket (csapágyakat, görgőket, nyitott és zárt hajtóműveket, láncokat, köteleket stb.) tartalmaznak. Cementművekben fenntartják az alapanyagok, közbenső, félkész és késztermékek folyamatos vagy szakaszos, nagy volumenű áramait, s ezzel lényegesen járulnak hozzá a termelés biztonságához. A gépalkatrészek, szerkezeti egységek lehetőleg zavarmentes kenőanyag-ellátásának alapvető műszaki megoldásai a tömör hajtómű- és csapágyházak, amelyek mérséklik a szivárgás, valamint tömítőelemek
és -anyagok általi szennyezés veszélyét, ezen kívül a tartós vagy az egész élettartamra szóló kenést is lehetővé teszik. Az e célra gyártott kenőanyagokkal való ellátás készülékeit a szállítóberendezések gépelemeiben állandó felügyelet alatt kell tartani, a funkcionális folyamatok pl. állandó rezgés- vagy hőmérsékletméréssel való ellenőrzésével. Standard kenőanyagok használata ezen a kényes területen hosszú távon nem csökkenti, hanem a megrövidült pótalkatrész-beszerzési ciklusok által növeli a költségeket. Irodalom Összeállította: Dr. Boros Tiborné Gerhold, W.: Schmierstoffe für die Zementindustrie Aktuelle Anwendungen und Entwicklungstrends. = ZKG International, 58. k. 8. sz. 2005. p. 42 50. Doerner, W. E.; Melanson, J.: Relubrication-free continuous caster guide rolls. = Iron and Steel Technology, 2. k. 12. sz. 2005. p. 63 70.