ГРЕСИТЕ и другите пластични смазки

Още през 1400 г. преди новата ера, Египтяните вече са използвали «грес», произведена от зехтин и вар, за да смазват дървените оси на каруците си.
Развитието на съвременните греси е започнало в началото на индустриалната епоха, преминавайки през гресите със натриев сапун (1872 г.), от алуминиев и калциев сапун (1882г.), и по-късно със литиев сапун (1942 г.). първите греси със комплексни сапуни са се появили от 1950 г. От тогава, са защитени голям брой патенти за концепция за греси, предвид разнообразието на базовите масла, на сгъстителите и на добавките.
Според европейските статистики за разход на смазочни материали показват, че гресите представляват само около 3% от общия обем…
Гресите с металически сапуни заемат първото място в тези 3%, и по-специално гресите с литиеви сапуни.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НА ГРЕС
Това е «пастообразен», твърд или полутвърд продукт, получен от дисперсията на сгъстител в течен смазочен материал, към който може да се прибавят добавки за да му се придадат особени свойства.

СЪСТАВ НА ГРЕСИТЕ

БАЗОВО МАСЛО
Процентното тегло на маслото в дадена грес е много високо (от 75 до 95%). Следователно трябва да се избере качествено масло със вискозитет подходящ за предвидената нужда. Логично, масло с нисък вискозитет ще подхожда повече за ниски температури, малки натоварвания и високи скорости, а масло с по-висок вискозитет – за високи температури, големи натоварвания и по-малки скорости.
Ако се имат предвид критерии като трайност на греста, устойчивост на окисление и ползване при високи температурни амплитуди, синтетичното базово масло ще има безспорно предимство.
Тук е полезно да се напомни, че единствено маслото осигурява мазането на механизмите, образувайки между тях филм, възпрепятстващ контакта на метал с метал. Сгъстителят не маже. Ако, например, поради липса на смесимост и/или висока температура, дадена грес прояви снижена разтворимост и отдели маслото от масата си, тя губи мажещите си свойства.

СГЪСТИТЕЛИ
Те определят консистенцията на греста: колкото по-висок е техния процент, толкова по-плътна е греста (виж по-нататък класификацията NLGI за консистенция на гресите). В съвременните греси съдържанието на сгъстители варира от 5 до 20%. Те определят и границите на работната температура на греста. Те придават в голяма степен свойствата на сцепление.

Основни категории сгъстители:
1 . ПРОСТИ САПУНИ
Получени чрез реакция неутрализация (осапунване) между карбоксилната група (радикал–COOH) на една мастна киселина и един метален хидрооксид с основна функция (радикал–OH).
Това са най-евтините и най-често употребявани сапуни за производство на греси.
2 . КОМПЛЕКСНИ САПУНИ
Получени чрез реакция на карбоксилните групи на две мастни киселини, от които една е комплексообразуваща, с един или повече (при т. нар „смесени греси“) метален хидрооксид.
В сравнение с обикновените сапуни, това придава на крайния продукт по-висока стабилност и устойчивост на температурни колебания.
3 . НЕОРГАНИЧНИ САПУНИ
Те са развити в зависимост от нуждите за особени приложения.
- Бентонит: това е фино стрита активирана глина; тя е съставена от хидратирани алуминиеви и магнезиеви силикати. Гресите със бентонитови сгъстители се използват при високи температури.
- Силициеви оксиди: когато размерите на зърната са по-малки от един микрон, силициевият оксид губи абразивните си свойства.
- Графитът: сгъстяващият ефект е функция от размерите на частиците (минимум 20 % са необходими); така съставените греси имат завишени противоизносни свойства и могат да се използват при високи температури (>200°C) благодарение на наличието на графит.
4 . ПОЛИУРЕИ
Това са синтетични органически съединения на базата на ароматни уреи. Техните големи предимства са устойчивост на високи температури (>250°C) и наличие на вода, комбинирани с дълготраен ефект (често се използват за доживотно мазане).


ДОБАВКИ
Те са включени в състава за да подобрят свойствата, които не притежава или притежава в малка степен греста, съставена единствено от базово масло и от сгъстител. Това са същите тези, които се срещат в смазочните масла.
ОСНОВНИ ПОЛЕЗНИ ДОБАВКИ
1. Противоокислителни добавки
Те подсилват устойчивостта на окисление и топлинната стабилност на греста. Те забавят нейното стареене. Най-използваните са аминосъединения и фенолни производни.
2. Противоизносни добавки
Те подсилват способността на греста да редуцира контактите на метал с метал и намаляват коефициентите на триене. Често използвани са цинкови диалкидитиофосфати (ZDDP), други фосфорни съединения, както и «твърдите» смазочни материали като графит, молибденов бисулфид (MoS2), метални прахове на базата на мед, никел, олово, и Тефлонът (PTFE - политетрахлоретилен).
3. Добавки EP (Exreme Pression)
Както може да се предположи от името им, те позволяват на греста да устои на високи натоварвания и да защити металните повърхности срещу ефектите на микрозаваряването.
Това са същите добавки като тези, които се използват в редукторните масла: цинкови фосфати и дитиофосфати, сулфатирани и сулфохлорирани въглеводороди, серни естери на мастните киселини и др.
4. Инхибитори на корозията
Това са полярни съединения, имат голям афинитет към металните повърхности, върху които се абсорбират.
Това са производни на мастни амини, алкалоземни (калциеви или магнезиеви) метални сулфонати, терпени (въглеводороди, произлизащи от етерични растителни масла).
Забележка: много греси могат да съдържат пасивиращо вещество за жълти метали (бензотриазол).
5. Добавки, подобряващи сцеплението
Това са полимери на олефини, полиизобутилен, латекси и др.

СВОЙСТВА НА ГОТОВИЯ ПРОДУКТ
Като встъпление, какви са функциите, които една «добра грес» трябва да има?
➢Да намалява триенето
➢Да намалява износването
➢Да защитава от корозията
➢Да осигури водонепроницаемост
➢Да предотвратява инфилтрации на замърсители (прах, вода,...)
➢Да е устойчива на механична работа (да запазва началната си консистенция)
➢Да противодейства със слаб момент, устойчив на пускането на машините в действие
➢Да може да се изпомпва в целия диапазон на работни температури
➢Да бъде съвместима с материалите (гресираните механизми и уплътнители)
След като разгледахме някои свойства на компонентите, да видим сега тези на греста като такава.

КОНСИСТЕНЦИЯ
Тази характеристика се определя основно от количеството сгъстител. Консистенцията (или още «твърдостта») на една грес се определя чрез измерване, наречено «проникване с конус» при нормализирани условия. Това е измерване на проникването, в десети от милиметъра, на конус с определени маса и размери, в грес за пет секунди, при температура 25°C.
То се измерва, както на нова грес, така и след преминаване на греста в смесител, един вид преса, в който греста се пуска напред-назад през перфорирана плочка; тази механическа работа се извършва при честота 1 херц; греста има 60 движения напред-назад или «удари».
Получените по този метод стойности са послужили за база на класификация на плътността на гресите от NLGI (National Lubricating Grease Institute).

Клас NLGI Пенетрация (1/10 мм)

  • 000 от 445 до 475
  • 00 от 400 до 430
  • 0 от 355 до 385
  • 1 от 310 до 340
  • 2 от 265 до 295
  • 3 от 220 до 250
  • 4 от 175 до 205
  • 5 от 130 до 160
  • 6 от 85 до 115

Следователно колкото по-висок е класа по NLGI, толкова по-плътна е греста.
Важна забележка: няма никаква пряка връзка между вискозитета на базовото масло и консистенцията на греста! Така може да имаме грес NLGI 2 с базово масло със 100 cSt и грес NLGI 0 с базово масло с 500 cSt.
Класификацията на консистенцията NLGI налага някои забележки:
- Различните степени не са прилежащи (има «дупки» между тях). Това обяснява факта, че се случва производител да отбележи върху техническата карта например «Степен NLGI 0-1».
- Степените се състоят от диапазони, ножици, които варират с 15 «пункта» над и под средната стойност. Тъй като тази ножица е постоянна за всички степени, има допуск от 19% за степен 6 и 4% само за степен 000.
- Проникването на 475 десети от милиметъра е границата за прилагане на теста, надеждността на измерването над нея става несигурна.

ТОЧКА НА ПРОКАПВАНЕ
Определение: това е температурата, при която загряната грес изпуска първата капка масло.
Това свойство е функция на използвания сапун, независимо какъв е процента му и следователно степента NLGI на греста.
Внимание! Точката на прокапване на една грес не е нейната максимална температура на употреба!
Може да се определи средна граница, която се намира между 60 и 70% от тази точка на прокапване, без да се изпускат предвид, че се намесват други фактори.
От друга страна, минималната температура на използване ще бъде функция на повече или по-малко бързото втвърдяване на греста, на нейната способност за изпомпване и от точката на протичане на базовото масло.
Забележка: една грес може да снижи разтворимостта на нейното масло дори при околни температури, когато е била дълго време на склад. Това е причината, поради която времето за съхранение на гресите (1 до 2 години максимум) е по-късо от това на маслата.

УСТОЙЧИВОСТ НА ОКИСЛЯВАНЕ
Тя зависи главно от устойчивостта на базовото масло и от органичната част на сапуна. Тя може, да бъде ефективно подсилена с прибавяне на противоокисляващи агенти.

МАЖЕЩИ СВОЙСТВА
Както в случая с маслата, търканията и следователно износването, се намаляват от греста, благодарение на образуване на мажещ филм, който отделя металните повърхности в относително движение.

ПОВЕДЕНИЕ ПРИ НАЛИЧИЕ НА ВОДА
Поставена в контакт с греста, водата се абсорбира. Според характера на сапуна, количеството погълната вода може да варира в широки пропорции. Над 10%, обаче всички греси дават еднакъв резултат: механизмът вече не е смазан правилно. Освен загуба на смазваща способност, водата причинява корозия.
При много голямо количество, за да може да продължи да бъде абсорбирана от сапуна, водата повлича и греста. Това се нарича отмиване. При еднакъв сапун е логично, че колкото по-плътна е греста и/или колкото по-вискозно е базовото масло, толкова по-голяма ще бъде устойчивостта на това отмиване.
Адхезионните добавки играят също роля.

СЪВМЕСТИМОСТ С ПЪЛНИТЕЛИТЕ
Маслата, съдържащи се в една грес, могат да бъдат от различен характер: минерални, синтетични (полиалфаолефини, естери, полигликоли,...), или смеси.
Несъвместимостта с един тип еластомер се изразява в раздуване или свиване на същия, и промяна на неговата твърдост, когато в смазочния продукт се потопи уплътнителя при предварително определена температура и за определено време. Обикновено се приема отклонение на обема не превишаващо 4%.

УСТОЙЧИВОСТ НА ВИБРАЦИИ
Някои греси понасят по-добре вибрациите от други.
Може да се получи разрушаване на структурата с протичане на маслото по точките на триене.
Гресите с метални комплексни сапуни и полиурейните греси са много добре приспособени за вредното влияние на вибрациите.

СМЕСИМОСТ НА ГРЕСИТЕ
Някои сгъстители и някои базови масла не са съвместими помежду си. Тогава не се получава хомогенна смес и може да се констатира тенденция към втвърдяване или омекване, в този случай не може да се изключи падане на точката на прокапване, както и загуба на смазваща способност.
Трябва да отбележим, че в практиката има по-малко проблеми, отколкото лабораторните тестове карат да се предполага. Това се дължи основно на периода (по принцип намален), по време на който двата вида греси съжителстват.
Потенциалният риск съществува и е за предпочитане да се следва следващата процедура:
1. Да се проверява дали гресите са смесими (данни, които би трябвало да съществуват в техническия отдел на фирмата доставчик на грес).
2. В случай на най-малкото съмнение, да се следват стриктно точки 3 и 4.
3. Да се отстрани възможно най-добре старата грес (идеално, изцяло с почистване).
4. Временно, да се смазва отново по-често с новата грес за да се прогонят остатъците от старата от смазания механизъм.

ИЗБОР НА ГРЕС
Може да имаме препоръка от производителя на оборудването. От този момент нататък, може или да я следваме стриктно, или да се опитаме да я подобрим. Може да се случи също да не разполагаме с препоръка изобщо. Тогава трябва да извършим избор сами или с помощта на доставчика на смазочни материали. Факторите, които влияят върху продължителността на живота на съоръженията и на греста, и следователно избора на същите:
• Температурата.
• Други околни условия
• Вид на механизма за смазване
• Скоростта на механизма, който трябва да се смазва
• Натоварването на механизма, който трябва да се смазва

НАЧИНИ НА ГРЕСИРАНЕ
- Доживотно гресиране: по правило за малки ненатоварени лагери. За предпочитане е синтетично базово масло.
- Гресиране с ръчна помпа или със сгъстен въздух: да се следи за възможността за изпомпване на греста в зависимост от околната температура.
- Централизирано гресиране: то има предимствата на гресиране на равни интервали и на точно дозиране на количествата, но това без съмнение е начина, който изисква повече внимание що се отнася до избора на грес. Смята се че добре адаптираното централизирано мазане може чувствително да удължи живота на оборудването.
Противно на привидното, изборът на грес е сложно нещо. Той винаги е компромисен. Важно е да се съблюдават преди всичко препоръките на производителите на съоръженията (когато съществуват и са достатъчно ясни!), и при необходимост да бъдат адаптирани, в зависимост от специфичните изисквания на условията на работа на машините.
Ще се даде предимство на избора на продукт от «висока класа», заслужаващ да се плати повече, предвид гаранциите за дълготрайност на съоръженията, които той ще донесе.
Техническата служба на КАППА ООД е на разположение на тел. 02955 93 35 и 0700 10 505.

Tags: