Prednosti primjene kalcijevih sulfonatnih kompleksnih masti

Sastav masti za podmazivanje smo u rubrici Mala škola podmazivanja već obrađivali [1]. Također je o toj temi mnogo toga napisano u različitoj stručnoj literaturi, primjerice [2], [3]. Masti, formulirane sa zgušnjavalima na osnovi litija, danas predstavljaju približno 70 posto tržišta industrijskih masti. Mast na osnovi litija je dugo prevladavala, jer je bila troškovno učinkovita, pouzdana i lako dostupna. Dvije od tih značajki danas više nisu toliko značajne. Porast broja litijevih baterija koje se primjenjuju u električnim vozilima (EV) uzrokovao je veliki porast potražnje za litijem, što je bitno utjecalo na sposobnost proizvođača masti, da ponude pouzdanu i troškovno učinkovitu mast na osnovi litija [4]. Jedna od mogućih alternativa za masti na osnovi litija su kalcijeve sulfonatne masti, stoga ćemo im ovdje posvetiti nešto više pozornosti.

Ograničene zalihe litija

Eksponentni rast industrije električnih vozila s litij-ionskim baterijama (slika 1) zajedno s rastućom potražnjom za litij-ionskim materijama na drugim područjima (pametni telefoni, prijenosnici, tabletna računala) uzrokovali su popriličnu neravnotežu između ponude i potražnje za litijem. Proizvođači masti sve teže dobivaju litij, koji je potreban za proizvodnju masti na osnovi zgušnjavala od litija, što jako ograničava ponudu te vrste masti koja je vrlo važna za podmazivanje strojeva [4].

Slika 1: Električna vozila su danas jedni od najvećih korisnika litija u svijetu [5]

Porast kalcijevih sulfonatnih kompleksnih masti

Kalcijeve sulfonate primjenjujemo u motornim uljima, tekućinama za obradu metala, tekućinama za automatske mjenjače, u aditivima ulja za podmazivanje industrijskih i automobilskih zupčaničkih prijenosnika te u drugim primjerima primjene. I zgušnjavala na bazi kalcijevog sulfonatnog kompleksnog sapuna nisu nova na tržištu masti jer postoje već gotovo 50 godina. Međutim, za brojne opće primjene nisu bili prihvatljiv izbor, jer prednosti nisu prevagnule više troškove. No oni su se s vremenom snizili zbog poboljšanih metoda rafiniranja. Ta posebna vrsta masti ima izvrsna svojstva pri visokom tlaku, koja ih ističu od drugih masti. Zajedno sa činjenicom da je masti na osnovi kalcijevog sulfonatnog zgušnjavala moguće formulirati za primjenu na mjestima koja zahtijevaju homologaciju H-1 (prehrambeni razred), postale su privlačna alternativa drugim mazivima [4], [6]. Poznajemo brojna zgušnjavala, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Masti na osnovi litija su načinjene od masne kiseline, obično 12-hidroksistearinske kiseline, i litijeve baze za proizvodnju sapuna, koja u masti za podmazivanje djeluje kao zgušnjavalo. Zatim se dodaju aditivi koji mastima daju EP (Extreme Pressure) i druga željena svojstva koja omogućuju da podmazivana oprema djeluje s najvišim performansama. Zgušnjavala na osnovi litija stvaraju mrežastu strukturu s prazninama koje sadrže bazno ulje i aditive, no formulaciji masti ne daju mnogo triboloških koristi. Zgušnjavala s kalcijevim sulfonatim kompleksom imaju izrazite prednosti pred zgušnjavalima na osnovi litija, jer donose tribološke prednosti koje povisuju učinkovitost masti. Osiguravaju ravnu strukturu s česticama kalcita koji stvaraju ravnine smicanja između metalnih površina, koje povećavaju zaštitu od trošenja pri ekstremnom tlaku. Ta zaštita se temelji na više odzivnih točaka koje apsorbiraju i raspršuju opterećenja [4], [6].

U usporedbi s mastima na osnovi litija, kalcijeve sulfo natne masti su i dalje bitno skuplje, a njihova sposobnost crpljenja je lošija (taj nedostatak možemo smanjiti s izbo rom odgovarajućih baznih ulja), a neke su i manje otporne prema ispiranju vodom. Usporedba nekih od svojstava obiju vrsti masti prikazana je u tablici 1.

Prednosti kalcijevih sulfonatnih masti, a posebice kalci jevih sulfonatnih kompleksnih masti, spomenuti ćemo u nastavku.

Tablica 1: Usporedba nekih parametara litijeve kompleksne i kalcijevih sulfonatnih masti [6]

Prednosti kalcijevih sulfonatnih kompleksnih masti

Spomenuli smo neke nedostatke kalcijevih sulfonatnih masti u usporedbi s mastima na osnovi litija. Naravno, te masti imaju i poprilične prednosti koje obično prevagnu višu cijenu. One su [4]: 1. Bolja svojstva pri ekstremnih uvjetima rada Kompleksna zgušnjavala kalcijevog sulfonata osigu ravaju dodatnu prednost dugolančane strukture koja tvori zgušnjavanje s visokom molekulnom masom za poboljšanje otpornosti prema trošenju. Ta povećana zaštita od trošenja pri ekstremnom tlaku posebno je korisna kod jako opterećenih i sporije rotirajućih ležaja. Ta zgušnjavala osiguravaju izvrsnu mehaničku stabilnost te otpornost prema oksidaciji i vodi te tako omogućuju zaštitu od trošenja i pouzdano djelovanje u čitavom razdoblju punjenja masti. Kompleks kalcijevog sulfonata je isto tako izvrstan pri osiguravanju iznimne zaštite od trošenja, koja je ključna za opremu gdje oče kujemo česta pokretanja i zaustavljanja u radu.

2. Dulji vijek trajanja opremeDruga dokazana prednost masti s kalcijevim sulfona tnim kompleksom je njena sposobnost očuvanja me haničke stabilnosti kroz dulje razdoblje. Ispitivanje na terenu je bilo provedeno na velikim, sporo pomičnim glavnim ležajevima vjetro-turbina koje djeluju pri pro mjenjivim i visokim opterećenjima. Prednosti kalcijeve sulfonatne kompleksne masti pred litijevom komple ksnom masti su bile utvrđene ispitivanjem SRV (ASTM D5706), s analizom vibracija i vizualnim pregledom ležajnih prstenova i kotrljajućih elemenata.

3. Troškovna učinkovitost i pouzdanost isporukaMožda najuvjerljivija prednost masti na osnovi kalcije vog sulfonatnog kompleksnog zgušnjavala u trenutačnih tržišnim uvjetima je njihova troškovna učinkovitost i stabilnost isporuke. Kako cijene litija strmo rastu, a ograničenja isporuke postaju sve izrazitija, operateri traže alternative, koje omogućuju pouzdani rad opreme. Masti s kalcijevim sulfonatom predstavljaju praktično rješenje, jer su često u završnoj fazi troškovno učinkovitije od litijevih masti i manje podvrgnute smetnjama u lancu dobave.

4. Sukladnost s okolišem i zakonodavstvomU današnjem ekološki osviještenom svijetu menadžeri su pod sve većim pritiskom da usvajaju održive prakse i poštuju stroge propise. Mast na osnovi kalcijevog sulfonata se dobro se uklapa s tim ciljevima jer je ekološka. Mast na osnovi litija može uzrokovati ekološke dvojbe zbog količine vode i energije potrebnih tijekom procesa rudarenja i zbog mogućnosti onečišćenja opskrbe vodom. Kalcij je lako dostupan po čitavom svijetu, a njegovo dobivanje je mnogo lakše i zahtijeva manje resursa.

5. Inovativnost za povišenje pouzdanosti rada strojeva i opremeU neprestano razvijajućim nastojanjima za povišenjem pouzdanosti rada strojeva i opreme prilagođavanje je ključ za uspjeh. Kako se industrije suočavaju s ograničenjima u isporuci na tržištu litija, središte zanimanja se sve više usmjerava alternativnim tehnologijama podmazivanja, pri čemu se kao vodeće pojavljuju kalcijeve sulfonatne kompleksne masti. Prelazak na takve masti je laka odluka, jer su vrlo kompatibilne s mastima na osnovi litija i omogućuju pouzdano djelovanje, neometanu isporuku i sve konkurentniju cijenu.

Pored spomenutih, nešto detaljnije pojašnjenih prednosti, mogli bismo dodati i izvrsnu sposobnost zaštite od korozije, višu smičnu stabilnost i izvrsnu prirodnu otpornost na vodu [7]. Navedene prednosti omogućuju raznovrsnu primjenu tih masti u različitim industrijama, što je vidljivo iz tablice 2, gdje su prikazane i njihove prednosti pred višenamjenskim litijevim i litijevim kompleksnim mastima.

Tablica 2: Usporedba primjenjivosti nekih masti u različitim industrijama [7]

Zaključak

Kada ćemo primijeniti mast s kalcijevim sulfonatom? Kada je korist veća od troškova. Ako su u određenom primjeru primjene prisutni posebni zahtjevi, kojima može udovoljiti samo ta vrsta masti, tada je ona vrijedna svoje cijene.

S vrhunskim performansama, produljenim vijekom trajanja opreme, sukladnošću s okolišem i troškovnom učinkovitošću, kalcijeva sulfonatna kompleksna mast uvjerljiva je ponuda za operatere koji žele povisiti pouzdanost strojeva i opreme pri upravljanju u zahtjevnim uvjetima tržišta. S usvajanjem inovacija i povećanjem raznovrsnosti strategija maziva tvrtke mogu zaštititi svoje poslovanje od smetnji i osigurati si put do održivog rasta.