Proaktywna strategia konserwacji maszyn wykorzystywanych w branży tworzyw sztucznych może pomóc w ograniczeniu czasu przestojów i zmniejszeniu ich kosztów. Jednym z elementów tej strategii jest stosowanie odpowiednich środków smarujących, które zmniejszają tarcie wewnętrzne materiału, obniżają przyczepność tworzywa do gorących powierzchni elementów maszyn przetwórczych oraz wpływają korzystnie na stabilność termiczną tworzywa. Smary i oleje nowej generacji ograniczają także koszty operacyjne dzięki poprawie efektywności energetycznej i produktywności. Trzeba jednak pamiętać, że niewłaściwy dobór środków smarujących lub użycie ich w zbyt małej bądź nadmiernej ilości może prowadzić do zakłóceń w procesie wytwarzania albo do wystąpienia wad produktowych.

Badania wykazują, że tworzywa sztuczne smarowane odpowiednio dobranym środkiem pracują ok. pięciu razy dłużej niż elementy, które nie są smarowane. Środek taki nie może jednak wchodzić w reakcję z tworzywem, ponieważ mogłoby to spowodować zmianę wymiarów lub struktury elementu. Istotny jest również właściwy sposób smarowania.

Wymagające wtryskarki

Do najważniejszych metod wytwarzania elementów z tworzyw sztucznych należą: wytłaczanie, wtryskiwanie, walcowanie, odlewanie, prasowanie. Jedne z najpopularniejszych maszyn wykorzystywanych przy produkcji tworzyw to wtryskarki, nierzadko eksploatowane 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.

Zazwyczaj są to urządzenia o hydraulicznym układzie zamykania i otwierania form. Pracujące w nich płyny hydrauliczne muszą sprostać bardzo wymagającym warunkom, dlatego sprawdzają się tu mineralne oleje klasy HLP, a także bardziej odporne na termooksydację oleje syntetyczne. Dzięki ich zastosowaniu redukowane jest ryzyko odkładania się osadów i lakierów i wydłuża się okres pomiędzy kolejnymi wymianami oleju.

Kluczowe znaczenie mają systematyczne filtrowanie i terminowa wymiana płynu smarującego – większość bowiem problemów z układami hydraulicznymi we wtryskarkach wynika z zanieczyszczenia oleju. Oleje mineralne powinny pracować nie więcej niż 3000 godzin, a syntentyki – nie więcej niż 8000 godzin.

We wtryskarkach smarowania wymaga też m.in. przekładnia ślimaka podającego rozgrzewany granulat przetwarzanego plastomeru. Stosowany olej często ma temperaturę 80°C i więcej, dlatego wymaga albo częstej wymiany, albo użycia syntetyka. W innym wypadku może dojść do silnej jego degradacji oraz szybszego niszczenia łożysk i kół zębatych. Także łożyska silnika elektrycznego napędzającego tę przekładnię potrzebują odpowiedniego smarowania – zalecany jest tu smar na bazie niskolepkiego, najlepiej syntetycznego oleju bazowego i zagęstnika poliuretanowego. Najtrudniejsze jednak w przypadku wtryskarek jest smarowanie form i wypychaczy mechanicznych.

Na powierzchni formy środek pełni funkcję antyadhezyjną. Stosowane są tu różne rozwiązania, w zależności od potrzeb technicznych, sposobu smarowania i wymagań higienicznych. Na przykład środki smarne na bazie silikonów charakteryzują się dużą siłą rozdzielczą i są wytrzymałe termicznie w bardzo wysokich temperaturach. Ich wadą jest jednak to, że pozostawiają cienką warstwę na gotowym detalu, który przed dalszą obróbką będzie wymagał oczyszczenia. Tej wady pozbawione są nowej generacji mikrosilikony.

Można także stosować olejowe środki rozdzielcze na bazie mineralnej i wosków, które jednak pozostawiają na powierzchni gorącej formy przypalenia. Ich zdolność antyadhezyjna nie jest też bardzo duża. Do smarowania wypychaczy stosuje się natomiast m.in. smary na bazie PFPE, które mogą pracować w temperaturze nawet do 300°C, są obojętne chemicznie i odporne na wodę. Posiadają także dobre właściwości antyadhezyjne. Z kolei do czyszczenia i konserwacji form wtryskowych stosuje się środki używane do rozdzielania lub środki antykorozyjne na bazie wosków.

Smarowanie newralgicznych elementów

W produkcji tworzyw sztucznych wykorzystywane są także wydmuchiwarki. W ich wypadku obowiązkowego smarowania najwyższej klasy olejami syntetycznymi wymagają sprężarki, które zasilają urządzenie powietrzem. Na przykład do produkcji opakowań LDPE używa się olbrzymich wysokociśnieniowych i bardzo wydajnych sprężarek, które pompują etylen. Są one smarowane specjalnymi olejami na bazie polialkilenoglikoli.

Z kolei w przypadku techniki odlewania rotacyjnego, która pozwala na wytwarzanie elementów o bardzo dużych wymiarach i masie, bardzo obciążone są przekładnie i łożyska – ze względu na duże rozmiary form. Z tego powodu przekładnie na wysięgnikach pracujących w piecu lub chłodni należy smarować olejami syntetycznymi, które są odporne na ekstremalne temperatury i charakteryzują się wysokim wskaźnikiem lepkości. Do łożysk w tych maszynach przeznaczone są natomiast smary zagęszczane kompleksowym sulfonianem wapnia. Wykazuje on dużą wytrzymałość na obciążenia mechaniczne i jest wyjątkowo odporny na wodę. Przeznaczony jest do niskich i średnich prędkości, a jego temperatura kroplenia wynosi powyżej 300°C.

Bogata oferta

Branża tworzy sztucznych może korzystać z wielu propozycji w zakresie środków smarnych. Na przykład Shell, odpowiadając na potrzeby rynku, rozwija ofertę usług i środków, które pomagają chronić najważniejsze podzespoły wtryskarek i innych maszyn produkcyjnych przed zużyciem, podnoszą produktywność urządzeń i wydłużają czas ich nieprzerwanej pracy. Firma oferuje m.in. oleje hydrauliczne Shell Tellus, smary Shell Gadus czy oleje przekładniowe Shell Omala.

Również w ofercie Orlen Oil znajdziemy środki specjalne przeznaczone m.in. dla branży tworzyw sztucznych. W skład tej oferty wchodzą oleje Lenpol, olej niskokrzepnący do filtrów powietrznych oraz wiele innych do różnego zastosowania. Produkty te są badane w akredytowanych laboratoriach zgodnie z metodykami badawczymi Polskich Norm.

W ofercie firmy Modex Oil do smarowania form z tworzyw sztucznych przy wytwarzaniu elementów betonowych o wysokiej gładkości znajdziemy m.in. w pełni biodegradowalny olej Vecoform FL/S. Natomiast do smarowania form z tworzywa w procesie produkcji betonowych elementów dystansowych firma zaleca środek antyadhezyjny Ceramic K-2. W formach tego typu wykorzystywany jest także środek antyadhezyjny Vecoform C-40/70 oraz Vecoform C-60/20, uszlachetniony olejem mineralnym.

Jak wybrać

Producenci z branży tworzy sztucznych, wybierając środek smarujący, kierują się oczywiście jego przeznaczeniem i właściwościami, biorą też pod uwagę informacje producenta danego urządzenia dotyczące zalecanych preparatów. Zakup wysokiej jakości olejów i smarów oraz odpowiednie zarządzanie nimi może obniżyć koszt konserwacji, zredukować nieplanowane przestoje i poprawić wydajność urządzeń.

Na przykład firma ExxonMobil oferuje dopasowaną technologię środków smarnych do potrzeb branży tworzyw sztucznych. Wśród produktów tej firmy, posiadających aprobaty wielu producentów, znajdują się m.in. zaawansowane oleje hydrauliczne, smary syntetyczne, wysokiej jakości oleje do układów obiegowych i przekładni oraz oleje do sprężarek powietrza.

Klienci są jednak zainteresowani nie tylko samą ofertą środków smarujących – ważna jest dla nich także wartość dodana, np. szkolenia lub specjalne aplikacje. Niektóre firmy poszerzają więc ofertę sprzedaży o dodatkowe usługi, np. ExxonMobile oferuje program Mobil Serv Lubricant Analysis, który służy do mierzenia najważniejszych wskaźników wykorzystywanego oleju, lub ocenę ekspertów, którzy mogą przygotować np. analizę filtracji olejów.

* Artykuł powstał na podstawie materiałów m.in. firm: Shell, ExxonMobile, Modex Oil, Orlen Oil