Luft i smörjmedel: Det handlar inte bara om skum
När man tänker på luft i olja tänker många direkt på skum.
Det är också naturligt, eftersom skum är den mest synliga indikationen. Men skum är bara ett av flera sätt som luft kan förekomma i ett smörjsystem.
Och i många fall är de största problemen faktiskt de som inte syns.
De olika formerna av luft i olja
Ett bra sätt att förstå det är att tänka på en kolsyrad dryck.
När flaskan är stängd är gasen upplöst i vätskan och osynlig.
När trycket förändras börjar bubblor bildas i vätskan.
När bubblorna når ytan bildas skum.
Olja fungerar på samma sätt. Luft i olja förekommer vanligtvis i fyra former:
Upplöst luft: Luft som naturligt är upplöst i oljan och inte syns. Vid normalt atmosfärstryck innehåller olja redan en viss mängd luft.
Innesluten luft (entrained air): Små luftbubblor som cirkulerar runt i oljan.
Skum: När luftbubblor samlas på ytan och bildar ett lager.
Luft i headspace: Den luft som finns ovanför oljan i tankar och behållare.
Det är framför allt övergången från upplöst luft till små luftbubblor som ofta orsakar problem.
Var kommer luften ifrån?
Luft kan komma in i systemet på flera olika sätt.
Den vanligaste orsaken är tryckfall eller temperaturförändringar som gör att upplöst luft frigörs i form av bubblor. Men även mekaniska faktorer spelar en stor roll.
Det kan till exempel handla om:
- Kugghjul som vispar runt oljan i en växellåda
- Returledningar som skapar turbulens i tankar
- För hög flödeshastighet
- Otäta packningar på pumpsugssidan
- Dåligt utformade tankar och reservoarer
Ett klassiskt exempel är hydraulsystem där returoljan träffar direkt ner i tanken och skapar onödig turbulens.
Varför är det ett problem?
Problemen delas vanligtvis upp i två kategorier: kortsiktiga mekaniska problem och långsiktig nedbrytning av oljan.
Kortsiktiga problem
När det finns luftbubblor i oljan blir oljan mer komprimerbar. Det är särskilt problematiskt i hydrauliska system där oljan används för att överföra kraft.
Mer luft innebär:
- Lägre effektivitet
- Sämre precision
- Ökad risk för kavitation
Dessutom kan små luftbubblor utsättas för högt tryck och kollapsa mycket snabbt. Det kan skapa extremt höga lokala temperaturer - även kallat micro-dieseling.
Detta kan skada både oljan och komponenterna över tid.
Långsiktiga problem
Det största långsiktiga problemet är oxidation. Luft innebär syre - och ju mer kontakt det finns mellan luft och olja, desto snabbare kan oxidation ske. Många små luftbubblor skapar betydligt större kontaktyta än några få stora bubblor.
Det påskyndar:
- Nedbrytning av additiv
- Förändringar i viskositet
- Syrabildning
- Bildning av varnish och slam
Resultatet blir att oljan åldras snabbare. När oljans viskositet förändras kräver systemet dessutom ofta mer energi för att leverera samma prestanda.
Vad kan man göra?
Det börjar med att identifiera orsaken till varför luft tillförs systemet.
Det kan vara värt att undersöka:
- Otätheter
- Flödeshastighet
- Tank- och reservoar design
- Placering av returledningar
- Temperaturförhållanden
I många fall handlar lösningen alltså inte om själva oljan, utan om hur systemet är konstruerat eller drivs.
Här är det viktigt att understryka att det alltid kommer att finnas en viss mängd luft i ett smörjsystem. Det är helt normalt.
Men om man börjar uppleva symptom som tyder på ökat luftinnehåll, exempelvis instabil drift, ljud, oxidation eller temperaturökningar, utan att det tidigare har varit problem, bör det undersökas närmare, även om det inte finns några tydliga synliga tecken.
I sådana fall handlar det sällan om att bara behandla symptomen. Det viktigaste är att hitta orsaken till varför mer luft plötsligt introduceras i systemet.