PFPE smörjmedel minskar risk för förtida lagerhaverier

Den genomsnittliga maskinen har ca 20 smörjpunkter att underhålla.

Det innebär 20 potentiella haveripunkter som kan leda till oplanerade stillestånd och ökade totalkostnader.

I upp till 50% av alla maskinhaverier, kan anledningen spåras till olämplig lagersmörjning. Men med rätt smörjning, kan dessa haverier – tillsammans med deras totala kostnader, garanti anspråk och stillestånd till stor del undvikas.

I många fall är perflo­urerad polyeter (PFPE) det ideala långhållbara smörjmedlet för extrema miljöer som kräver antingen kemisk inertisitet eller extrema tryck- eller temperaturegenskaper.

Högpresterande PFPE smörjmedel erbjuder bredast möjliga prestanda. Även om dessa smörjmedel är dyrare initialt, är den ökade kostnaden många gånger återbetald i form av längre livslängd hos komponenter, minskade garantikostnader och ökat mervärde hos kund.

Fördelar med PFPE smörjmedel

Bredare prestanda låter väldigt bra, men vad betyder det i form av förbättrad smörjförmåga, och hur kan det påverka (läs förhindra) förtidiga lagerhaverier?

Livslängd

ASTM D-3336 livslängdstest, utvärderar ett smörjfetts liv i ett kullager genom att rotera ett lager vid en viss hastighet och temperatur och samtidigt mäta lagrets effektiva livslängd.

I detta test, utklassar PFPE smörjmedel kolväte baserade dito. Vid 10,000 rpm och 177°C, havererar de fl­esta inom mindre än 1000 timmar. PFPE fungerar mycket längre, med en produkt, som klarar mer än 25000 timmar – motsvarande nästan 3 år utan haveri. Testet stoppades innan smörjmedlet havererade.

I ROF tester, som mäter ett smörjfetts livslängd som en funktion av olika temperaturer och hastigheter, fungerar PFPE fett 21 till 64 ggr längre än andra smörjmedel.

PFPE’s extrema prestanda möjliggör att vissa komponenter fungerar hela sin livstid utan att omsmörjas, de är att betraktas som “livstidssmorda”.

Andra komponenter kan klara sig med betydligt mindre mängd PFPE smörjmedel per applikation.

Temperaturtålighet

PFPE smörjmedel utklassar andra smörjmedel i både höga och låga temperaturer. Då maskin- temperaturer, överstiger 120°C eller hamnar under 0°C, börjar petroleumbaserade smörjmedel haverera. Vilket framtvingar omsmörjning och produktionsstopp.

Vanliga syntetiska smörjmedel fungerar inte mycket bättre. PFPE smörjmedel däremot, fungerar upp mot +400°C och ner till −75°C.

Resultat av ett ASTM D3336 test av kullagers livstid som en funktion av använt smörjmedel, visar att PFPE/PFTE smörjfett fungerar klart bäst. Inget av övriga smörjmedel har ens i närheten samma livslängd.

I ett jämförande högtemperaturtest, placerades petroleum och PFPE-fett bredvid varandra i en ugn vid 232°C under 40 timmar.

Petroleumfettet, vilket var benämnt för högtemperaturapplikationer, förlorade 40% av sin vikt och slutade fungera som ett smörjmedel. En del av det bröts även ner till tjära. PFPE-fettet förblev oförändrat i vikt och utseende med 100% bibehållen smörjförmåga.

En av PFPE smörjmedels största fördelar är dess stabilitet i massor av olika av användningsförhållanden.

Kompabilitet

Till skillnad mot de flesta andra smörjmedel är PFPE kemiskt inerta, vilket innebär att de inte reagerar med kemikalier eller material. Dessutom är de inte brännbara, ogiftiga, vatten och oljeavstötande, motstår lösningsmedel, samt är kompatibla med syrgas och reaktiva gaser, liksom de flesta plaster, elastomerer och metaller.

Även med dessa utmärkta egenskaper är PFPE smörjmedel helt ofarliga att hantera. Enligt säkerhetsdatabladet, är många PFPE smörjmedel säkrare att hantera än socker.

Faktum är att PFPE smörjmedel är tillgängliga i flera medicin och livsmedelsgodkända varianter, är miljövänliga och fria från lättflyktiga organiska föreningar (VOCs).

PFPE oljor är också återvinningsbara.

Tunga laster

Slutligen ger PFPE fett bättre prestanda under tryck. PFPE smörjmedels höga lastupptagningsförmåga och goda smörjegenskaper under gränsskikts- och blandfriktionsområdet, gör dem utmärkta för användning vid tunga laster och i låghastighetsapplikationer.

I ett Pin och Vee Block Test (ASTM D-3233) – där nötning och friktion mäts vid höga tryck och glidlängd – uppnår PFPE smörjmedel maximal last i testet, medan kolvätebaserade smörjmedel uppvisar stor nötning vilket ofta leder till många tidiga haverier.

PFPE smörjmedel utklassar även kolvätebaserade smörjmedel i fyrkuletest (ASTM D-2596), som mäter ett smörjmedels prestanda under extrema tryck med punktkontakt under rotation.

I testet ökas lasten kontinuerligt på en roterande kula i kontakt med 3 andra fixerade kulor (som en pyramid) tills de skär ihop och svetsas samman.

Lasten och nötningens storlek fram till svetsningen mäts och används för att beräkna ett nötningslastindex (LWI), som är en indikation på hur bra smörjfett hindrar nötning vid drift­ under svetslast.

Mineraloljefett brukar ha ett LWI på runt 50 och polyalfaolefiner brukar ha LWI runt 100. PFPE ligger på dubbla LWI värden jämfört med mineraloljefett och matchar eller ligger över LWI värden hos polyalfaolefiner.

PFPE smörjmedel utklassar övriga smörjmedel när det gäller hög- och lågtemperaturprestanda.

Prestanda-luckan

Labbdata i all ära, men hur fungerar det i verkliga industriapplikationer?
Nedan är några exempel på hur företag använt PFPE smörjmedel för att minimera lagerhaverier och öka produktivitet.

Exempel från verkligheten 1

En tillverkare av kopparstång, hade ett omsmörjningsintervall på bara 4 timmar av deras rullningslager, vilka hade en driftstemperatur på över 200°C, med ett PAO baserat fett.

Efter byte till ett PFPE fett, kunde de minska smörjningsintervallet till 1 gång/månad, samtidigt som de gick från att byta 186 lager per år till bara 4! Därigenom minskade lagerhaverier med nära 98%.

P.g.a. bytet till PFPE reducerades underhållskostnader, reservdelskostnader, plus att oplanerade stopp nästan helt försvann. En totalkostnadsanalys visade att företaget sparade 600 000:-/år.

Exempel från verkligheten 2

En polyetylen tillverkare kämpade med höga underhållskostnader och ofta återkommande oplanerade stopp i sin högkapacitets centrifug.

Det största problemet berodde på att centrifuglagren smorts med ett litiumförtjockat mineraloljefett,som blödde, vilket ledde till förtida haverier. Dessutom fanns risk att fettet kom i kontakt med reaktiva kemikalier, vilket gav upphov till arbetsmiljö-relaterade risker för personalen.

Kraven på det nya smörjmedlet var att det skulle vara icke reaktivt (inert) och icke lösligt i hexan, vara tillräckligt adhesivt för att täta ordentligt, men samtidigt tillräckligt flytande för att smörja tillräckligt.

Tillverkaren valde att satsa på PFPE smörjmedel. Sedan dess har haverier och oplanerade stopp reducerats kraftigt. Omsmörjning görs numera endast 2 ggr/år. Detta har gjort att totala kostnader, samt kostnader för underhåll minskat dramatiskt. Den stora besparingen är minimering av oplanerade stopp.

Exempel från verkligheten 3

En kemikalietillverkare hade återkommande lagerhaverier i sin ugnsfläkt beroende på att det litiumfett som användes bröts ned vid driftstemperaturen 290°C.

Företaget sökte ett kemiskt inert smörjmedel, som fungerade i kontakt med ammoniak. Smörjning skulle ske 1 gång/år för att minimera produktionsbortfall, säkerhetsrisker för underhållspersonal samt risk för brand i samband med stopp.

Ett högtemperatur PFPE smörjmedel designat att fungera som bäst mellan 200°C och 300°C, passade som hand i handsken. Då PFPE smörjmedel är oantändbara samt kemiskt inerta, ökade säkerheten dramatiskt.

Ett resultat av bytet var att lagren i ugnsfläkten förblev smorda, samt att smörjningsintervallet kundes minskas till var 12:e månad. Samtidigt minskades kostnaderna och säkerheten ökades.

mineraloljefett vs ptfe smörjfett

Efter ett Pin och Vee Block Test (ASTM D-3233). Detaljen smord med mineraloljefett (vänster) uppvisar tecken på kraftig nötning och friktion. Den högra smord med PFPE klarade maxlasten mer eller mindre opåverkad.

Totalkostnadsanalys

Val av smörjmedel har en direkt effekt på totalkostnaden (TCO) för all typ av utrustning.

”Smörjmedel utgör mindre än 1% av en anläggnings driftskostnader, men kan direkt påverka mer än 50% av anläggningens underhållskostnader. – Power Magazine”.

Detta kombinerat med stilleståndstid och produktionsbortfall, gör att smörjmedelsval har stor effekt på TCO.

Här är ett exempel: En pappersmassatillverkare använde ett PFPE fett för att förhindra oplanerade lagerhaverier i sin massatork. Tidigare hade den ungefär 10 haverier per år.

Det nya PFPE fettet sparade bruket cirka 15 miljoner i kostnader för stillestånd varje år, enbart vid massatorken!

Hade företaget även utökat användningen av PFPE smörjmedel till företagets 3000 elmotorer, vilka gick utan regelbunden smörjning och led av regelbundna haverier, hade bruket kunnat spara ytterligare 48 miljoner.

 

Resultat av ugnstest: mineraloljebaserade smörjfettet är uttorkat och oanvändbart, har bildat tjära på grund av den höga temperaturen. PFPE fettet, ser oförskämt fräscht ut och fungerar fortfarande.

Hur är det möjligt?

Vi vet att driftskostnaden för en enda 50-hk elmotor utan omsmörjning, under 6 års tid – har ett nuvarande netto värde (NPV) på mer än 40 000. Samma motor smord med ett PFPE fett har ett NPV på cirka 24 000 (en besparing av mer än 43%). Multiplicera besparingen med 3,000 elmotorer i bruket och det ger en besparing på mer än 48 miljoner över en sex års period.

PFPE’s stabila, varaktiga prestanda under svåra miljöer kan hjälpa generera signifikanta besparingar under utrustningens livstid. Att specificera rätt smörjmedel från början kan generera stora värden.

Även om kostnaden per kilo är mycket högre för PFPE smörjmedel, ger de ofta en stor total ekonomisk besparing på stillestånd, oplanerade stopp, reparationer och annat underhåll.

Det gäller att se hela isberget, inte bara toppen!

---

Mer information om PFPE smörjmedel hittar du här.

Kontakta oss så hjälper vi dig hitta rätt smörjmedel.