Proizvodne mašine i oprema, ali i ostala tehnička sredstva i uređaji koji za svoje funkcionisanje koriste tehnička maziva, imaju sve veće tehničke zahteve, zahteve u pogledu energetske efikasnosti, bezbednosti, i ekologije. Na tržištu se favorizuje oprema koja ima veću produktivnost, pouzdanost, dugotrajnost, smanjenu emisiju štetnih gasova i drugo, zbog čega sintetička maziva dobijaju sve više na značaju.
Sintetička ulja su precizno formulisana maziva koja treba da ispune specifične eksploatacione zahteve i koja se za razliku od mineralnih ulja ne dobijaju preradom sirove nafte (destilacijom), već hemijskom modifikacijom pažljivo odabranih sirovina. Molekularna struktura ovih ulja je uniformna (jednaka u svim tačkama), što nije slučaj kod mineralnih ulja, hemijski su stabilnija na povišenim temperaturama, i mogu da obezbede optimalne performanse kod velikog broja različitih aplikacija. Istorijski gledano, prve formulacije sintetičkog ulja su nastale davne 1929. godine, dok se tokom II Svetskog rata zbog ograničenih zaliha koristila sintetička nafta za pokretanje vojne tehnike. Sedamdesetih godina prošlog veka, američka energetska kriza podstakla je napore za proizvodnju boljih sintetičkih ulja kao rešenja za smanjenje u potrošnji energenata, a danas se ta ulja obavezno koriste u motorima poput mlaznog avionskog motora, i drugim uređajima od kojih se zahtevaju visoke performanse.
Trenutno je na tržištu najveća potražnja i dalje za mazivima čija se (mineralna) baza svrstava u API* II i III grupu, prvenstveno zbog konkurentne cene na tržištu i zadovoljenja minimalnih tehničkih zahteva. Međutim kako vreme prolazi, na tržištu se pojavljuju mašine i oprema koje za pogon koriste najsavremenije hidrauličke komponente i sisteme, visoke produktivnosti i energetske efikasnosti, ali i visoke osetljivosti na kvalitet ulja.
Ulja na sintetičkoj bazi proizvode se kao mešavina aditiva, i baznih ulja koja pripadaju API grupama IV i V. Bazna ulja za proizvodnju maziva Grupe IV, predstavljaju sintetička bazna ulja na bazi polialfaolefina (PAO), dobijena sintetizacijom (koja uključuje postupke polimerizacije, destilacije, oligomerizacije, i hidrogenizacije), sa indeksom viskoziteta od 130 do 180, i pogodna su za upotrebu kod nisko ili visoko temperaturnih aplikacija. PAO ulja su prepoznata kao ulja sa izuzetnom otpornošću na oksidaciju i sa veoma niskom tačkom tečenja (≈ - 55°C). Takođe, ona imaju poboljšana svojstva deemulzivnosti i hidrolitičke stabilnosti, što znači da u odnosu na mineralna ulja tolerišu veću kontaminaciju vodom. Bazna ulja Grupe V predstavljaju sva ostala ulja, koja ne pripadaju grupama od I do IV, na bazi estera, glikola, silikona, triglicerida, sa indeksom viskoziteta koji može ići do 250 (ali i više ako je potrebno), i koriste se uglavnom u aplikacijama gde je to neophodno. Ulja na bazi estera se ističu po tome što imaju izuzetna maziva svojstva i biorazgradivost, dok su ulja na bazi polialkilen glikola (PAG) cenjena zbog izvrsnih anti-habajućih svojstava i sposobnosti da održe mazivi film pod visokim opterećenjem/pritiskom. Ulja na bazi silikona imaju najveće indekse viskoziteta i izuzetnu termičku i oksidacionu stabilnost što ih čini idealnim za aplikacije gde se javljaju visoke temperature, a ulja na bazi triglicerida imaju odličnu biorazgradivost te se pretežno koriste u poljoprivrednim, vodoprivrednim ili šumarskim aplikacijama. Sintetička hidraulička ulja su takođe prirodni deterdženti, što znači da pomažu da površine unutar hidrauličkog sistema budu čistije nego u slučaju kada se koriste standardna mineralna ulja. Time se doprinosi energetskoj efikasnosti (rad u čistoj sredini), produžava radni vek komponenti, ali i samog ulja. Kao što se da primetiti, svaka baza nudi nešto posebno, te se u skladu sa potrebama aplikacije, definiše formulacija ulja gde se određenoj bazi dodaju aditivi, koji su posebno pravljeni za aplikaciju i time omogućava najviši stepen optimizacije. Zato u većini slučajeva nije dobro međusobno mešati maziva različitog porekla i sastava.
Nasuprot prednostima u pogledu korišćenja sintetičkih hidrauličkih ulja, postoje i nedostaci, a glavni nedostatak je cena. U nekim slučajevima cena sintetičkog hidrauličkog ulja može biti i 5 puta veća od cene mineralnog hidrauličkog ulja, što značajno opterećuje budžet, i usporava proces uvođenja sintetičkih hidrauličkih ulja u primenu uprkos mnogobrojnim benefitima. Još jedan od nedostataka jeste kompatibilnost sa materijalima od kog su izrađene zaptivke. Pojedina sintetička ulja mogu biti manje kompatibilna sa određenim zaptivnim materijalima koji se koriste u hidrauličkim sistemima. U nekim situacijama sintetička ulja mogu uzrokovati skupljanje, bubrenje ili potpunu razgradnju zaptivki, usled čega dolazi do internog proticanja ili eksternog isticanja ulja, dodatnog zagrevanja radnog fluida, nemogućnosti postizanja radnog pritiska, i tako dalje. Još jedan od potencijalnih problema koji može da se javi jeste taj da fizički kontakt čoveka sa sintetičkim tečnostima može izazvati iritaciju kože, dok neke sintetičke hidraulične tečnosti imaju isparenja koja mogu biti toksična, a to se posebno odnosi na hlorisane tečnosti i fosfatne estre. Na sreću, koncentracija isparenja koja je toksična javlja se samo ako tečnost dođe u kontakt sa plamenom ili veoma vrućim površinama.
Generalno gledano, prednosti korišćenja hidrauličkih ulja na sintetičkoj bazi u odnosu na mineralna ulja su:
Sintetička hidraulička ulja su formulisana da rade u širem temperaturnom opsegu, uključujući ekstremno niske i visoke temperature. Ovo omogućava pouzdane performanse u varijantnim uslovima rada, što je naročito korisno u industrijskim ili mobilnim aplikacijama sa velikim temperaturnim fluktuacijama.
Sintetička hidraulička ulja imaju izuzetnu otpornost na oksidaciju i starenje. Ovo znači da imaju duži radni vek, ne razgrađuju se brzo kada su izložena visokoj temperaturi i kiseoniku, čime se značajno usporava proces stvaranja mulja i naslaga na površinama hidrauličkih komponenti, i time obezbeđuje efikasniji rad sistema.
Sintetička hidraulička ulja imaju veću homogenost strukture i veću nosivost mazivog filma zbog čega pružaju bolju zaštitu od habanja, što može produžiti vek trajanja hidrauličkih sistema (naročito onih koji rade pod veoma visokim pritiskom) i smanjiti troškove održavanja i zamene komponenti. Osim toga ova ulja imaju i manji koeficijent trenja, zbog čega dodatno doprinose energetskoj efikasnosti i manjoj potrošnji energenata kod sistema koji ih koriste.
Sintetička hidraulička ulja imaju dobra vatrootporna svojstva (naročito na bazi fosfat estera). Ovo ih čini pogodnijim za upotrebu u okruženjima gde je rizik od požara ili eksplozije visok (livnice, čeličane, termoelektrane, i slično).
Mnoga sintetička hidraulička ulja su formulisana da budu manje štetna za životnu sredinu. To uključuje bolju biorazgradivost i manje negativan ekološki uticaj u slučaju isticanja ulja van hidrauličkog sistema.
S obzirom na to da ova ulja imaju bolja antioksidaciona svojstva, veću termičku i hemijsku stabilnost, sporije se razgrađuju, te imaju duži upotrebni vek, time direktno utiču na smanjenje troškova zamene i zbrinjavanja otpadnog ulja, doprinoseći očuvanju ekologije.
Zaključno, svaki korisnik prvo mora dobro da poznaje svoj hidraulički sistem i koje su njegove potrebe, te da u skladu sa tim donese odluku o izboru hidrauličkog ulja koje će se koristiti. Važno je reći i to da kada se prelazi sa mineralnih baznih ulja na sintetičke, neophodno je isprati sistem kako bi se minimizirali eventualni problemi usled mešanja novog sintetičkog i starog mineralnog ulja. Primena sintetičkog hidrauličkog ulja svakako donosi mnogo benefita, ali i košta značajno više od mineralnih ulja zbog čega treba dobro razmotriti sve faktore i odabrati odgovarajuće ulje, kako bi se maksimalno iskoristile sve njegove prednosti.
*API – American Petroleum Institute (Američki institut za naftu)
Reference
2007, Mang, T., Wilfried, D., Lubricants and lubrication
2001, Pirro, D.M., Daschner, E., Lubrication fundamentals
Autor:
Dr Velibor Karanović, dipl.ing.
