Prednosti upotrebe kalcijumsulfonatnih kompleksnih masti

Sastav masti za podmazivanje već je razmatran u odeljku Mala škola podmazivanja [1]. Takođe, o tome je mnogo napisano u raznim stručnim literaturama, na primer [2], [3]. Masti formulisane sa zguščivačima na bazi litijuma čine oko 70 odsto tržišta industrijskih masti danas. Mast na bazi litijuma je odavno rasprostranjena, jer je bila isplativa, pouzdana i lako dostupna. Dve od ovih karakteristika danas više nisu tako istinite. Porast litijumskih baterija koje se koriste u električnim vozilima (EV) doveo je do ogromnog rasta potražnje za litijumom, što je u velikoj meri uticalo na sposobnost proizvođača masti da ponude pouzdanu i isplativu mast na bazi litijuma [4]. Jedna od mogućih alternativa mastima na bazi litijuma su kalcijumsulfonatne masti, tako da ćemo ovaj put njima posvetiti malo više pažnje.

Ograničene zalihe litijuma

Eksponencijalni rast industrije litijum-jonskih baterija električnih vozila (slika 1), zajedno sa rastućom potražnjom za litijum-jonskim baterijama u drugim oblastima (pametni telefoni, laptopovi, tableti), doveo je do značajne neravnoteže između ponude i potražnje litijuma. Proizvođači masti sve teže dobijaju litijum potreban za proizvodnju masti na bazi litijuma, što ozbiljno ograničava snabdevanje ovom vrstom masti, koja je tako važna za podmazivanje mašina [4].

Slika 1: Električna vozila su danas jedan od najvećih korisnika litijuma na svetu

Rast kalcijum-sulfonatnih kompleksnih masti

Kalcijum-sulfonate koristimo u motornim uljima, tečnostima za obradu metala, tečnostima za automatsko menjače, aditivima za ulje za podmazivanje industrijskih i automobilskih menjača i drugim slučajeva upotrebe. Takođe, zguščivači na bazi kalcijum-sulfonatnog kompleksa sapuna nisu novi na tržištu masti, jer postoje gotovo 50 godina. Međutim, za mnoge opšte namene, oni nisu bili prihvatljiv izbor, jer prednosti nisu kompenzirale veće troškove. Ti su se, međutim, smanjili tokom vremena zbog poboljšanih metoda rafinovanja. Ova posebna vrsta masti ima odlične osobine pod visokim pritiskom, koje je izdvajaju od drugih. Zajedno s činjenicom da je masti na osnovi kalcijum-sulfonatnog zguščivača moguće formulisati za upotrebu na mestima koja zahtevaju odobrenje H-1 (prehrambena klasa), oni su postali atraktivna alternativa drugim mazivima [4], [6]. Postoji mnogo različitih zguščivača, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Masti na bazi litijuma se prave od masne kiseline, obično 12-hidroksistearinske kiseline, i litijumske baze za proizvodnju sapuna, koji deluje kao zguščivač u masti za podmazivanje. Zatim se dodaju aditivi koji mastima daju EP (Extreme Pressure) i druge poželjne osobine koje omogućavaju da podmazana oprema radi na najvišim performansama. Zguščivači na bazi litijuma stvaraju rešetkastu strukturu sa šupljinama koje sadrže bazno ulje i aditive, ali formulaciji masti ne dodaju mnogo triboloških prednosti. Zguščivači s kompleksom kalcijum-sulfonata imaju različite prednosti u odnosu na zguščivače na bazi litijuma, jer donose tribološke koristi koje povećavaju efikasnost masti. Oni obezbeđuju ravnu strukturu s česticama kalcita koje formiraju smičuće ravnine između metalnih površina, što povećava zaštitu od habanja pri ekstremnom pritisku. Ova zaštita se zasniva na višestrukim tačkama odziva koje apsorbuju i raspršuju opterećenja [4], [6].

U poređenju s mastima na osnovi litijuma su kalcijum-sulfonatne masti i dalje znatno skuplje, njihova sposobnost pumpanja je slabija (ovaj nedostatak se može ublažiti pravilnim izborom baznih ulja), a neke su i manje otporne na pranje vodom. Poređenje nekih od svojstava dve vrste masti prikazano je u tabeli 1.

Tabela 1: Poređenje nekih parametara litijumske kompleksne i kalcijum-sulfonatnih masti [6]

Prednosti kalcijum-sulfonatnih masti, posebno kalcijum-sulfonatnih kompleksnih masti, pomenućemo u nastavku.

Prednosti kalcijum-sulfonatnih kompleksnih masti

Pomenuli smo neke od nedostataka kalcijum-sulfonatnih masti u poređenju s mastima na bazi litijuma. Naravno, ove masti takođe imaju dosta prednosti, koje obično opravdavaju višu cenu. To su [4]:

1. Bolje osobine pri ekstremnim uslovima rada Kompleksni zguščivači kalcijum-sulfonata pružaju dodatnu korist od strukture dugog lanca koja osigurava zgušnjavanje visoke molekulske težine kako bi se poboljšala otpornost na habanje. Ova povećana zaštita od habanja pod ekstremnim pritiskom je posebno korisna u teško opterećenim i sporije rotirajućim ležajevima. Ti zguščivači obezbeđuju odličnu mehaničku stabilnost i otpornost na oksidaciju i vodu, čime se osiguravaju zaštita od habanja i pouzdan rad tokom čitavog perioda punjenja masti. Kompleks kalcijum-sulfonata je takođe odličan u pružanju izuzetne zaštite od habanja, što je od ključnog značaja za opremu u kojoj se očekuju česta pokretanja i zaustavljanja.

2. Duži upotrebni vek opremeDruga dokazana prednost masti s kompleksom kalcijum-sulfonata je njena sposobnost da održava mehaničku stabilnost tokom dužeg vremenskog perioda. Na velikim, sporo pokretnim glavnim ležajevima vetrogeneratora koji rade pri promenljivim i velikim opterećenjima sproveden je terenski test. Prednosti kalcijum-sulfonatne kompleksne masti u odnosu na litijumsku kompleksnu mast potvrđene su u testu SRV (ASTM D5706), kroz analizu vibracija i vizuelni pregled ležajnih prstenova i kotrljajućih elemenata.

3. Troškovna efikasnost i pouzdanost nabavkeMožda najubedljivija prednost masti na bazi kompleksa kalcijum-sulfonata u trenutnim tržišnim uslovima je njihova isplativost i stabilnost snabdevanja. Pošto cene litijuma rastu i ograničenja snabdevanja postaju sve izraženija, operatori traže alternative koje omogućavaju pouzdan rad opreme. Kalcijum-sulfonat masti su praktično rešenje, jer su često na kraju isplativije od litijumskih masti i manje podložne poremećajima u lancu snabdevanja.

4. Usklađenost sa životnom sredinom i zakonodavstvomU današnjem ekološki svesnom svetu, rukovodstva su pod sve većim pritiskom da usvoje održive prakse i poštuju stroge propise. Mast na bazi kalcijum-sulfonata dobro se uklapa u ove ciljeve, jer je ekološki prihvatljivija. Mast na bazi litijuma može da izazove zabrinutost za životnu sredinu zbog količine vode i energije potrebne tokom procesa rudarenja i mogućnosti kontaminacije vodosnabdevanja. Kalcijum je lako dostupan širom sveta, a njegova ekstrakcija i prerada je mnogo lakša i zahteva manje resursa.

5. Inovativnost za povećanje pouzdanosti rada mašina i opreme U stalno razvijajućim naporima za povećanje pouzdanost rada mašina i opreme, prilagođavanje je ključ uspeha. Pošto se industrije suočavaju s ograničenjima snabdevanja na tržištu litijuma, fokus se sve više pomera ka alternativnim tehnologijama podmazivanja, s kompleksnim kalcijum-sulfonatnim kompleksnim mastima koje se pojavljuju kao vodeće. Prelazak na ove vrste masti je laka odluka, jer su veoma kompatibilne s mastima na bazi litijuma i omogućavaju pouzdan rad, uz neprekidno snabdevanje i sve konkurentniju cenu.

Pored pomenutih, nešto preciznije objašnjenih prednosti, mogli bismo dodati odlične mogućnosti zaštite od korozije i rđe, veću stabilnost na smicanje i prirodno odličnu otpornost na vodu [7]. Ove prednosti omogućavaju različite primene ovih masti u različitim industrijama, što se može videti u tabeli 2, koji takođe prikazuje njihove prednosti u odnosu na višenamenske litijumove i litijumove kompleksne masti.

Zaključak

Kada ćemo koristiti mast s kalcijum-sulfonatom? Kada je korist veća od troškova. Ako u određenom slučaju upotrebe postoje posebni zahtevi koje samo ova vrsta masti može da ispuni, onda je vredna njegove cene.

S vrhunskim performansama, produženim životnim vekom opreme, usklađenošću sa životnom sredinom i troškovnom efikasnošću, kalcijum-sulfonatna kompleksna mast je ubedljiva ponuda za operatore koji žele da povećaju pouzdanost mašina i opreme dok krmare u izazovnim tržišnim uslovima. Prihvatanjem inovacija i raznovrsnosti strategija maziva, kompanije mogu zaštititi svoje poslovanje od poremećaja i osiguraju put ka održivom rastu.

Tabela 2: Poređenje upotrebljivosti nekih masti u različitim industrijama [7]