Scarica il PDF

I grassi
INDICE
Pagina
1
INTRODUZIONE
I grassi, la nostra attività da quasi un secolo
2
DESCRIZIONE DEI GRASSI
6
PROPRIETÀ TIPICHE DEI GRASSI
ADDENSATI CON SAPONE
9
I GRASSI IN LABORATORIO
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Test sui grassi (pagina 9)
Consistenza (pagina 9)
Penetrazione al cono (pagina 10)
Procedura relativa al punto di gocciolamento (pagina 10)
Stabilità all’ossidazione (pagina 11)
Roll stability (pagina 11)
Separazione dell’olio (durante lo stoccaggio) (pagina 11)
Test di risciacquo con acqua (pagina 12)
Test dello spruzzo d’acqua (pagina 12)
Comportamento in presenza di acqua (pagina 12)
Durata del grasso nei cuscinetti a sfera a
temperatura, velocità e carico elevati: FAG FE 9 (pagina 13)
Durata del grasso nei cuscinetti a sfera a temperatura
elevata (pagina 13)
Corrosione su rame (pagina 13)
Test dinamico di rilevamento ruggine (test EMCOR) (pagina 14)
Pressione estrema (pagina 14)
Test di saldatura 4 sfere (pagina 15)
Prevenzione dall’usura (pagina 15)
Altri test prestazionali e fisici relativi ai grassi (pagina 16)
Raccomandazioni approvate dai costruttori OEM (pagina 16)
CLASSIFICAZIONE DEI GRASSI LUBRIFICANTI
17
I GRASSI, LA NOSTRA ATTIVITÀ
DA QUASI UN SECOLO
Oltre 2000 persone in tutto il mondo lavorano
presso TOTAL per sviluppare, produrre e vendere lubrificanti.
Dalla sede centrale di Parigi coordiniamo gli sforzi delle nostre filiali in tutto il mondo, il team di
Ricerca e Sviluppo e gli
impianti produttivi, ovunIl nostro
que siano situati, attraverimpegno
so canali di comunicazione
brevi che costituiscono il
fondamento della nostra organizzazione.
Quando affrontano le esigenze dei clienti, i team
di Ricerca e Sviluppo, produzione, i product
manager e il commerciale parlano letteralmente
la stessa lingua.
Sapevate che la stragrande maggioranza delle
aziende che commercializza grassi, in realtà non
li produce?
L’investimento finanziario, tecnico e umano rappresentato dai nostri impianti dimostra la determinazione a mantenere la posizione di leader di
mercato. Dopo quasi un secolo di specializzazione nella produzione di grassi, i nostri
Produciamo
impianti attualmeni grassi che
te si classificano tra
vendiamo
i primi e sono ritenuti tra i più moderni, con installazioni flessibili e complesse che
consentono la produzione di quasi ogni tipo di
grasso corrispondente alle richieste di mercato.
Controlliamo il processo produttivo affinché soddisfi gli standard qualitativi e prestazionali che il
cliente ha diritto di aspettarsi. I miglioramenti tecnologici nell’ambito di produzione e lavorazione
si sono espressi nella nostra capacità di produrre qualità costante, eliminando le emissioni pericolise, abbandonando l’impiego di piombo e altri
metalli pesanti.
Grazie a standard qualitativi e organizzativi così
elevati, i nostri impianti hanno ovviamente ricevuto le certificazioni ISO già diversi anni fa.
Le moderne tecnologie, la legislazione ambientale, l’applicazione di materiali e sistemi avanzati
implicano la necessità costante di specializzazione, unita a ricerca e sviluppo considerevoli.
Abbiamo centralizzato lo sviConosciamo
luppo dei grassi
i grassi che
nel laboratorio di
vendiamo
Ricerca e Sviluppo interamente
attrezzato e ubicato in Francia, mentre le strutture di Ricerca e Sviluppo presso gli impianti svolgono una funzione di satelliti della sede centrale,
dove possiamo trarre vantaggio dalla competenza e dall’esperienza disponibili presso le divisioni del gruppo TOTAL. Su tali basi, possiamo
creare prodotti per esigenze specifiche, come le
vostre.
Il nostro team di ricerca e sviluppo gode di un’ottima reputazione presso le aziende del settore.
L’eccezionale qualità dei nostri grassi ci ha consentito di raggiungere lo status di “fornitore preferenziale” di numerosi clienti in molti paesi del
mondo.
La nostra esperienza è quindi a vostra disposizione. Grazie ai test approfonditi che precedono
il lancio sul mercato, conosciamo perfettamente
i punti di forza e i limiti dei nostri grassi.
Inoltre, siamo costantemente in contatto con le
case costruttrici di
attrezzature e, di
Vendiamo
conseguenza, possiamo
migliorare
i grassi
sempre i nostri grasdi cui avete
si e anticipare le esibisogno
genze
future.
Il
nostro team di tecnici specializzati viaggia continuamente verso
qualsiasi destinazione del mondo per supportare
i clienti e gli addetti alle vendite, garantendo il
prodotto giusto al posto giusto. Infatti, sebbene
non sia facile come potrebbe sembrare, raccomandare erroneamente un prodotto, può generare conseguenze gravi, trattandosi di prodotti
che si prestano a innumerevoli applicazioni.
TOTAL è specialista dei lubrificanti, il nostro impegno è diretto a soddisfare le esigenze della clientela e a risolvere eventuali problemi di lubrificazione, siamo i professionisti in grado di indicare
esattamente il tipo di grasso necessario. Senza
alcun dubbio.
1
DESCRIZIONE DEI GRASSI
Lo scopo della lubrificazione con grasso o con olio
è lo stesso, cioè ridurre l’attrito e l’usura tra superfici in movimento. Data la natura essenzialmente
solida, i grassi non svolgono le funzioni di raffreddamento e pulizia associate all’uso dei lubrificanti
fluidi, pur essendo comunque in grado di eseguire innumerevoli azioni che gli oli non possono
compiere. Inoltre, in molte situazioni di esercizio, le
proprietà dei grassi possono rivelarsi superiori,
rendendone quindi obbligatoria la scelta.
La maggior parte dei grassi viene utilizzata nei cuscinetti con elementi rotanti,
ma vengono anche utilizzati nei cuscinetti lisci, scatole del cambio e ingranaggi aperti.
● Lubrificazione adeguata alla riduzione dell’attrito e alla prevenzione di usura dannosa per i
componenti del cuscinetto.
● Protezione anticorrosione.
● Azione sigillante per prevenire la penetrazione
di sporco e acqua.
● Resistenza a fuoriuscite, gocciolamento o distacco indesiderato dalle superfici lubrificate.
● Resistenza a spiacevoli modifiche nella struttura o nella consistenza con l’attività meccanica (del cuscinetto) durante l’esercizio prolungato.
● Durezza non eccessiva per prevenire l’indebita resistenza al movimento a basse temperature.
● Caratteristiche fisiche idonee al metodo applicativo.
● Compatibilità con guarnizioni e altri materiali di
costruzione nella parte del meccanismo sottoposta a lubrificazione.
● Tolleranza di contaminazione, per esempio il
vapore, fino a un determinato livello senza
compromettere le caratteristiche significative.
Nei casi sopraccitati, le proprietà dei grassi possono
essere ritenute superiori
rispetto a quelle degli
oli lubrificanti.
2
Dopo avere preso in considerazione le ragioni
per l’utilizzo di un grasso, è quindi necessario
esaminare l’effettiva selezione del tipo idoneo a
determinati requisiti di lubrificazione.
Purtroppo, non esiste un grasso adatto a qualsiasi attività. Sebbene gli attuali grassi multiuso di
qualità superiore siano idonei al 75% delle applicazioni che richiedono una lubrificazione, il
restante 25% richiede grassi particolari diversi.
Applicazioni con
grassi Total
Numero di grassi
richiesti
80%
15 - 20
90%
50 - 100
99%
500
100%
1.000+
Per quanto un fornitore disponga di una vasta
gamma di grassi, la selezione è raramente una
semplice questione di scelta del lubrificante con
proprietà chimiche e fisiche adatte all’applicazione.
I clienti pretendono prezzi ottimali (bassi) per
prodotti (spesso non efficaci in termini applicativi) e prontamente disponibili e, qualora possiedano una vasta gamma di macchinari, ricercano
una gamma di prodotti minima.
Il progettista/costruttore della macchina richiede
lubrificanti idonei, indipendentemente da possibilità di realizzazione, costo, disponibilità oppure
pretende sviluppo e produzione particolari.
La selezione del grasso ideale per una determinata applicazione può rivelarsi una vera e propria
sfida.
●
Cos’è un
grasso?
Fase liquida/
olio base
La parte di lubrificante liquido di un grasso costituisce generalmente il 90% del peso totale.
Generalmente, si tratta di un olio minerale, ma
potrebbe anche essere vegetale o uno dei
numerosissimi fluidi lubrificanti sintetici.
Nella maggior parte dei grassi attualmente in
vendita, si utilizzano oli di petrolio raffinato (paraffinico e/o naftenico), che forniscono il giusto rapporto tra prezzo e caratteristiche prestazionali.
L’ASTM, American Society of Testing Material
definisce un grasso come:” il prodotto da solido
a semi-fluido della dispersione di un’agente
addensante in un lubrificante liquido”.
Generalmente, è formato da tre componenti
principali: olio base, addensante e additivi di
potenziamento prestazionale.
I grassi disponibili variano da semplici oli minerali
addensati con sapone metallico a saponi complessi contenenti due o più addensanti, nonché
addensanti organici e minerali combinati con oli a
base sintetica e/o minerale.
Anche gli oli sintetici vengono impiegati, solitamente quando siano necessarie quelle proprietà
specifiche che essi possono conferire al grasso,
per esempio intervallo di temperature operative
superiori o inferiori.
La natura chimica dell’olio è inoltre rilevante in
quanto influisce notevolmente sulla capacità di
addensamento (rendimento del sapone) dell’addensante del grasso.
Le proprietà fisiche importanti per la selezione
dell’olio base comprendono:
- proprietà lubrificanti
- viscosità (resistenza del velo d’olio)
- resistenza all’ossidazione (temperatura elevata
e durata)
- punto di scorrimento(comportamento a bassa
temperatura)
- miscibilità degli additivi
- volatilità (resistenza all’evaporazione e capacità
di operare a temperature maggiori).
Il grasso per un cuscinetto ad alta velocità e carico leggero utilizza generalmente un olio con
viscosità ridotta rispetto all’olio base, cioè tra 40
e 100 cSt a 40°C. Per applicazioni generali su
cuscinetti a sfera e a rulli, è normalmente necessario un olio con viscosità variabile tra 80 e 200
cSt a 40°C, mentre per cuscinetti a rotazione
lenta e carico pesante la viscosità dell’olio varierà tra 150 e 500 cSt, talvolta raggiungendo 1500
cSt a 40°C.
●
▲ compatibile
■ incompatibile
Compatibilità
olio base
Minerale
Idrocarburo
sintetico
Poliglicole
Estere
Silicone
Minerale
▲
▲
■
▲
■
Idrocarburo
sintetico
▲
▲
■
▲
■
Poliglicole
■
■
▲/ ■
■
■
Estere
▲
▲
■
▲
■
Silicone
■
■
■
■
▲
3
Additivi
È possibile ottimizzare determinate proprietà del grasso con
l’aggiunta di additivi, molti dei quali sono solubili in
olio e generalmente si dissolvono nella fase oleosa. Inoltre, nei grassi lubrificanti si utilizza spesso
una vasta gamma di lubrificanti solidi come grafite, bisolfuro di molibdeno, carbonati e diverse
altre polveri.
Le concentrazioni di additivi utilizzate nei grassi
sono generalmente superiori rispetto agli oli
lubrificanti e la scelta dell’additivo è oggetto di
studi approfonditi che considerano gli eventuali
effetti destabilizzanti sulla struttura dell’addensante e sulle proprietà reologiche.
Gli additivi utilizzati nei grassi possono essere
inseriti in quattro categorie:
● additivi anti-usura e per pressioni estreme,
che migliorano la resistenza agli urti e ai carichi
pesanti,
● additivi anti-ossidanti, che migliorano la resistenza al degrado provocato dalle temperature elevate e dall’ossigeno presente nell’aria,
● additivi anti-corrosione e anti-ruggine, che
prevengono la corrosione dei metalli ferrosi e
non ferrosi provocata dall’umidità e dagli
agenti chimici aggressivi,
● agenti lubrificanti e adesivi, che migliorano l’aderenza alle superfici lubrificate.
Lubrificanti
solidi
I grassi sono partico-
larmente adatti alla
combinazione
con
lubrificanti solidi, che hanno ottime proprietà antiattrito, nonché resistenza elevata a carichi e grippaggio, oltre a fornire un maggiore livello di sicurezza grazie alla inerzia agli agenti chimici.
In pratica, i più diffusi sono grafite e bisolfuro di
molibdeno che tendono a laminare e formare
uno schermo sulla superficie metallica per ridurre l’attrito e prevenire il contatto tra superfici.
Addensante
Generalmente i grassi sono classificati in
base al tipo di addensante utilizzato, che si ritiene abbia la maggiore influenza sulle proprietà dei
grassi. I saponi metallici sono gli addensanti più
utilizzati. L’addensante forma una struttura in cui
l’olio lubrificante è trattenuto come l’acqua in una
spugna: il confronto descritto non ha certamente validità scientifica, ma rappresenta un’analogia
utile e ragionevole per la comprensione di base
della struttura e della composizione del grasso.
Si possono inoltre impiegare altri addensanti non
a base di sapone.
È necessario ricordare che un grasso
non è olio denso, ma addensato.
Poiché l’addensante utilizzato influisce specificatamente sulle proprietà del grasso, è normale
identificarne i tipi facendo riferimento al relativo
addensante. Quelli a base di sapone metallico, si
possono suddividere in saponi convenzionali
(litio, calcio, alluminio, saponi misti litio/calcio) e
saponi complessi (complesso al litio, complesso
all’alluminio e complesso al calcio). L’addensante di recente sviluppo è il complesso al
sulfonato di calcio superbasico, un super sapone complesso.
Analogamente, i grassi con addensanti non a
base di sapone sono identificati dalla base dell’addensante, argilla, silice e poliurea.
Poiché il 90% del grasso attualmente presente
sul mercato è del tipo addensato con sapone,
descriveremo il sapone, le sue caratteristiche
chimiche di base e l’influenza delle caratteristiche
chimiche dell’addensante sulle proprietà del
grasso.
Molti addensanti sono a base di saponi organici
di metalli alcalini e sono spesso prodotti tramite
saponificazione di grassi, oli o acidi grassi con
metallo alcalino presente nell’olio base durante il
ciclo produttivo.
In termini chimici semplici, la formazione di sapone è analoga alla reazione chimica basica.
ACIDO + BASE
SALE + ACQUA
4
Pompabilità
++
++
+
+
++
++
++
++
+
++
++
++
++
++
+
++
+
Adesività
++
++
+
Polivalente
+
Calcio
Complesso
sulfonato
di calcio
Calcio
complesso
Alluminio
complesso
Poliurea
Litio
▲
▲
▲
▲
▲
◆
■
■
■
Litio complesso
▲
▲
▲
▲
▲
▲
■
Litio/Calcio
▲
▲
▲
▲
▲
■
Calcio
▲
▲
▲
▲
▲
◆
◆
◆
◆
■
■
■
■
Complesso sulfonato
di calcio
▲
▲
▲
▲
▲
◆
■
■
■
Calcio complesso
◆
▲
◆
◆
◆
▲
■
◆
■
Alluminio complesso
■
■
■
■
■
■
▲
■
■
Poliurea
■
◆
■
■
◆
◆
■
▲
■
Bentonite
■
■
■
■
■
■
■
■
▲
●
Compatibilità
addensante
Bentonite
Litio
Calcio
++
Litio
complesso
+
++
+
++
+
Litio
Velocità
Poliurea
++
Complesso
sulfonato
di calcio
Corrosione
Litio
complesso
Bentonite
++
+
Alluminio
complesso
Litio
Calcio
+
+
+
Temperatura
Resistenza all’acqua
in una parte dell’olio lubrificante, durante il ciclo di
lavorazione. I materiali alcalini più comuni comprendono idrossidi di litio, calcio e alluminio.
La maggiore fonte di materiale saponificabile per
la produzione di grasso attualmente in uso è l’acido 12-idrossistearico, ottenuto dall’olio di ricino
e disponibile sotto forma di metilestere, acido o
trigliceride, prodotto tramite idrogenazione dell’olio.
Litio
●
Proprietà del sapone
Calcio
La maggior parte dei
(segue)
saponi utilizzati nella
produzione di grassi
lubrificanti è fabbricata tramite saponificazione di
grassi, oli o acidi grassi con un metallo alcalino. Il
processo di saponificazione (preparazione dell’addensante a base di sapone) avviene spesso
Calcio
complesso
●
Addensante
■
È probabile che due grassi siano compatibili se, miscelati,
la consistenza e il punto di gocciolamento della miscela dopo la lavorazione
rientrano nei limiti specificati.
▲ compatibile ■ incompatibile
◆ incompatibile in determinate proporzioni
5
PROPRIETÀ TIPICHE DEI GRASSI
ADDENSATI CON SAPONE
Si riportano di seguito le proprietà tipiche dei
grassi ispessiti con saponi semplici, saponi complessi e addensanti senza sapone, al fine di
descrivere le combinazioni di olio-addensante
senza additivi (a meno che non facciano parte
del sistema addensante). Diversi produttori riferiscono valori e proprietà leggermente diversi. I
valori riportati di seguito sono ritenuti rappresentativi.
Osservazioni importanti
I nomi dei prodotti TOTAL sono riportati
a titolo puramente informativo. Le specifiche TOTAL risultano generalmente
più rigorose.
Grassi al
sapone di calcio
TOTAL MERKAN®
Esistono
due tipi di
grassi
a
base
di
calcio,
anidri e idratati, entrambi morbidi e untuosi. I
grassi convenzionali a base di calcio (idratati)
dipendono generalmente dall’acqua per la stabilizzazione della struttura: la quantità di acqua è
Grassi al litio
12-idrossistearato
TOTAL MARSON®
La maggior parte
dei grassi
a base di
litio attualmente prodotti si ottiene da sapone 12-idrossistearato. La loro struttura è morbida e termostabile. I punti di gocciolamento sono contenuti nel
range da 175°C a 200°C. Per l’utilizzo prolungato
nel tempo, la temperatura limite superiore è di
circa 120°C.
Alle basse temperature, questi grassi sono facilmente gestibili. I test di stabilità al taglio in laboratorio sono eccellenti.
Vale però la pena di osservare che la velocità di
taglio in servizio supera di molte volte quella ottenuta sulle attrezzature di prova in laboratorio. In
pratica, la stabilità di taglio di questi grassi è
media.
La resistenza all’ossidazione è accettabile e facilmente migliorabile utilizzando gli anti-ossidanti.
La resistenza all’acqua è buona, sebbene non
come nei grassi a base di calcio o alluminio.
La resistenza anti-corrosione si ottiene con gli
additivi.
infatti fondamentale e la sua perdita limiterebbe
le proprietà alle alte temperature. Infatti ad alta
temperatura quando parte dell’acqua viene perduta e la struttura del grasso si distrugge, provocando la separazione di olio e addensante. La
temperatura massima di esercizio è quindi limitata a circa 60°C, sebbene il punto di gocciolamento sia attorno a 100°C. I grassi a base di calcio anidri sono più performanti, hanno punto di
gocciolamento più elevato (130-140°C) e sono
utilizzabili fino a 80-90°C.
Il loro pompaggio risulta facilitato anche a basse
Grassi
complessi
all’alluminio
TOTAL COPAL®
Il comportamento
di questi prodotti
alle basse temperature è classificato
da
discreto
a
buono, la stabilità di
taglio da buona ad ottima. Come molti altri grassi, se il contenuto di addensante è scarso, la stabilità di lavorazione si riduce drasticamente.
La pompabilità è buona.
temperature.
La stabilità meccanica e al taglio variano da discrete (idratato) a buone (anidro), mentre la stabilità all’ossidazione è scarsa, ma migliorabile con
gli inibitori.
La resistenza all’acqua è ottima. La protezione
anti-ruggine è scarsa, ma potenziabile con gli
additivi. Le proprietà alle basse temperature
sono soddisfacenti. La stabilità al taglio è buona.
6
La resistenza agli spruzzi d’acqua è ottima. In
presenza di quantità d’acqua ridotte, formano
emulsioni che proteggono le superfici metalliche
dalla ruggine, facendo scorrere via l’acqua dal
metallo.
L’adesione al metallo è ottima.
Questi grassi sono utilizzabili fino a 150-160°C.
Nei test di durata dei cuscinetti a sfera ad alta
velocità e temperature elevate, come ASTM
D 3336, i prodotti forniscono tempi di vita inferiori rispetto alla maggior parte dei grassi alla poliurea o al complesso al litio.
Grassi complessi
al calcio
TOTAL AXA®
Grassi al litio
e calcio
TOTAL MULTIS®
e LICAL®
Questo tipo
di grasso è
presente in
numerose
varianti,
alcune ad alto contenuto di addensanti. Uno
degli elementi che lo costituisce è l’acetato di
calcio, che fornisce proprietà EP. Nei gradi ad
alto contenuto di addensante, i grassi a base di
complesso al calcio hanno punti di gocciolamento elevati (oltre 280°C) e buona resistenza all’acqua.
Questo
tipo
di
grasso coniuga le
proprietà
dei
grassi al litio e al
calcio. Il processo
produttivo è alta-
mente specializzato e richiede attrezzature informatiche di controllo altamente tecnologiche.
Il vantaggio che essi offrono è l’ottima resistenza all’acqua e la conseguente prevenzione
antiruggine.
Le proprietà EP sono innate nella struttura del
sapone e risultano eccellenti, rispetto ad altri
Molti grassi a base di complesso di calcio possiedono proprietà EP intrinseche, generalmente
potenziate con gli additivi.
grassi al litio ed al calcio.
Inoltre, sono utilizzabili a temperature operative
costanti fino a 135°C, senza compromettere le
Può essere difficile produrre tali grassi che tendono ad indurirsi in magazzino o a pressioni elevate nelle attrezzature di lubrificazione.
proprie caratteristiche.
Le prove pratiche hanno rivelato che LICAL®
tende ad assorbire acqua fino al 10% senza per-
Sono operativi a temperature maggiori rispetto ai
grassi con saponi e lubrificano in modo soddisfacente i cuscinetti fino a 150°C.
dere le proprietà lubrificanti. La pompabilità può
risultare leggermente inferiore rispetto ai grassi al
litio.
●
Grassi complessi
al sulfonato
di calcio
TOTAL CERAN®
Le proprietà
dei sulfonati
di calcio basici sono note da molto
tempo, ma
fino a poco fa risultava impossibile produrre
grassi lubrificanti soddisfacenti utilizzando questa
tecnologia a causa delle proprietà prestazionali
inaccettabili come scarsa pompabilità e comportamento inadeguato alle basse temperature.
TOTAL CERAN®
Pochissime aziende sono in grado di produrre
tali grassi all’avanguardia e altamente tecnologici, a livello mondiale (e TOTAL è una delle più
importanti).
La produzione avviene tramite un nuovo processo di super complessazione, che modifica le proprietà del sulfonato di calcio in modo da eliminare gli svantaggi di cui sopra e consentire la produzione di un grasso dalle proprietà eccezionali.
Eccezionali proprietà anti-usura e
di resistenza a carichi elevati
2
Eccezionale resistenza all’acqua
(anche con il 40% di acqua)
3
Ottima stabilità meccanica e resistenza
al taglio elevata
4
Ottima stabilità termica
(non si liquefa fino a > 300°C)
5
Buone prestazioni alle basse temperature
6
Ottima resistenza all’ossidazione
(sotto pressione e a temperature elevate)
7
Ottima resistenza alla corrosione
●
1
Queste tipologie di grassi sono le più
simili ai polivalenti attualmente disponibili
sul mercato; sono meno adatte per alta
velocità/forti vibrazioni.
7
Grasso complesso
al litio
(litio/calcio)
TOTAL MULTIPLEX®
Rispetto
ai grassi al
litio, i grassi
complessi al
litio presentano innumerevoli vantaggi, soprattutto se
impiegati a temperature elevate. Il punto di gocciolamento del grasso complesso risulta generalmente superiore di 50°C rispetto al grasso a
base di sapone convenzionale.
Sono utilizzabili fino a 160°C.
Svolgono adeguatamente la propria funzione
alle basse temperature. La stabilità di esercizio e
la separazione dell’olio variano da molta buona a
ottima, così come le prestazioni su cuscinetti a
temperature elevate.
La pompabilità può risultare inferiore rispetto ai
grassi al litio.
Questi grassi dall’aspetto morbido sono
utilizzati a temperature e velocità elevate,
paragonabili ad alcuni
complessi per la funzionalità svolta, pur avendo
un comportamento più efficace alle alte temperature e maggiore durata. Sebbene siano impiegati su cuscinetti di qualsiasi tipo, sono risultati
particolarmente efficaci nella lubrificazione dei
cuscinetti a sfera, per esempio su motori elettrici. Queste capacità si evidenziano anche nei test
sui cuscinetti ad alte temperature.
Il punto di gocciolamento è generalmente intorno a 260°C, ma i prodotti sono utilizzabili fino a
180°C.
La struttura e la composizione organica conferiscono loro le proprietà di silenziosità richieste per
la lubrificazione di determinati cuscinetti.
Grassi
alla poliurea
TOTAL ALTIS®
Questi grassi hanno una resistenza straordinaria
all’ossidazione. I loro addensanti non contengono saponi o altri elementi a base di metallo che
risultano, a diversi livelli, catalizzatori di ossidazione. L’impiego a basse temperature è soddisfacente.
La resistenza antiruggine richiede l’utilizzo di
appositi ed efficaci inibitori.
I grassi alla poliurea presentano ottima durata in
esercizio che li rende estremamente idonei all’uso in applicazioni dove sia prevista la lubrificazione e vita.
8
Grasso
alla bentonite
TOTAL CALORIS®
Questi grassi a
struttura morbida presentano
ottima resistenza termica, poiché l’addensante non si fonde, almeno fino alla
temperatura a cui l’olio contenuto evapora, si
vaporizza o brucia. Tuttavia, poiché l’olio base
rappresenta il limite, la temperatura massima di
utilizzo è solitamente indicata intorno a 180°C,
valore analogo a quello specificato per gli altri
grassi idonei alle alte temperature della gamma a
base di sapone complesso o senza sapone.
Sebbene siano utilizzabili occasionalmente a
temperature di picco, permane la necessità di
lubrificazioni frequenti e ripetute.
Per esempio, poiché l’addensante non presenta
un punto di fusione, i grassi alla bentonite sono
stati utilizzati in applicazioni in cui le temperature
possono raggiungere, per brevi periodi, i 260°C,
richiedendo quindi una rilubrificazione dopo solo
poche ore di esercizio a temperature elevate.
Le proprietà alle basse temperature sono soddisfacenti, sebbene molti grassi alla bentonite siano
formulati per applicazioni ad alte temperature.
La stabilità d’esercizio è compresa tra discreta e
buona.
La stabilità all’ossidazione e la resistenza antiruggine sono soddisfacenti, se potenziate con additivi.
La resistenza all’acqua è buona.
I GRASSI IN LABORATORIO
La maggior parte dei test
●
Test
sui grassi
Consistenza
La consistenza si defi-
standardizzati sui grassi
nisce come il grado a
definisce o descrive le pro-
cui un materiale, come i
prietà in base alle prove
grassi lubrificanti, resi-
effettuate su meccanismi operativi reali o simula-
ste alla deformazione indotta da una forza appli-
ti per verificare il tipo di prestazioni, fornendo così
cata. Si tratta quindi di una caratteristica di plasti-
molte informazioni utili su un determinato grasso.
cità, essendo la viscosità una caratteristica della
Si tratta però di test di laboratorio che hanno
fluidità. La consistenza di un grasso lubrificante
grande valore come prove di selezione, in grado
non è costante, ma dipende dalla temperatura,
nonché dalla manipolazione o dall’esercizio
di fornire indicazioni sulle aspettative derivanti
meccanico a cui il grasso è sottoposto prima del
dall’inserimento di un grasso in un’applicazione
rilevamento della sua consistenza. Viene indicata
specifica, nonché come standard fisici per il con-
in termini di penetrazione al cono ASTM, numero
trollo produttivo. Raramente si può effettuare la
NLGI o viscosità apparente, valori determinati a
correlazione diretta tra test di laboratorio e pre-
una determinata temperatura dopo la prepara-
stazioni sul campo, poiché i test non riproduco-
zione descritta del campione.
no mai esattamente le condizioni d’esercizio,
che, a loro volta, non risultano mai identiche
Sulla base della penetrazione lavorata ASTM,
anche in due applicazioni apparentemente simili.
NLGI ha standardizzato una scala numerica per
È quindi essenziale che gli utenti dei grassi lubri-
classificare la consistenza dei grassi. In ordine di
ficanti comprendano l’intento e l’importanza dei
durezza crescente, i valori relativi alla consisten-
test.
za sono:
>
Nel corso degli anni, numerosi istituti come ISO,
Penetrazione lavorata
ASTM a 25°C
000
445 - 475
00
400 - 430
indicato gli standard del sistema numerico di
0
355 - 385
classificazione della consisten-
1
310 - 340
2
265 - 295
quelli disponibili, ese-
3
220 - 250
guiti sui suoi grassi a
4
175 - 205
5
130 - 160
6
85 - 115
to i test che descrivono le proprietà o gli attributi
prestazionali dei grassi lubrificanti.
Il National Lubricating Grease Institute (NLGI) ha
za dei grassi. TOTAL ha
scelto numerosi test, tra
cadenza regolare.
●
NLGI
Grasso
ASTM, IP, DIN, AFNOR, ecc. hanno standardizza-
9
Penetrazione al cono
Metodo/Standard: ASTM D 217
DIN 51804-T1 / ISO 2137
NF T 60-132 / IP50
La consistenza è comunemente misurata con la
penetrazione al cono.
In questo test, un cono normalizzato viene
lasciato sprofondare sotto il proprio peso, per 5
secondi, in un campione di grasso a 25°C. La
profondità di penetrazione del cono è espressa
in decimi di millimetro e registrata come penetrazione del grasso.
Una maggiore penetrazione indica grassi più morbidi, poiché il cono vi sprofonda maggiormente.
I grassi più morbidi sono disponibili sul mercato
con il grado 000 (generalmente si fa riferimento
ai gradi “0” per i grassi per lubrificazione centralizzata), mentre i più duri hanno grado 3 o 4 (il 5
e il 6 non sono più molto usati).
Le penetrazioni sono indicate come segue:
Penetrazione dopo lavorazione prolungata (W…)
Procedura
relativa
al punto di
gocciolamento
Metodo/Standard:
IP 396 /NF T 60102C
Il punto di gocciolamento di un grasso è la temperatura alla quale una goccia di olio rilasciata dal
grasso cade dall’orifizio del contenitore di prova
in condizioni prestabilite. I materiali come i grassi
convenzionali addensati con sapone non hanno
un vero e proprio punto di fusione, ma un range
entro il quale il materiale si ammorbidisce gradatamente.
Osservazioni:
per determinare la penetrazione in
campioni ridotti, si utilizzano procedure
particolari facenti riferimento a coni con
scala dimezzata o pari a un quarto,
metodo ASTM D 1403.
In un contenitore standard, il grasso viene riscaldato in un apposito forno a riscaldamento controllato computerizzato (generalmente Mettler),
nel quale si rileva la temperatura alla quale avviene la caduta della goccia di olio dal contenitore,
registrandola con mezzi elettronici.
Il punto di gocciolamento di un grasso è
comunemente ed erroneamente calcola-
Stabilità meccanica
to come misura delle capacità di esercizio di un grasso a temperature elevate.
Metodo/Standard: ASTM D 217
DIN 51804-T1 / ISO 2137
NF T 60-132 / IP50
Il campione viene lavorato con 60 colpi o più in
un miscelatore standardizzato per grassi.
Spesso il grasso viene sottoposto a 100.000 colpi,
sebbene se ne utilizzino anche 5.000 o 10.000. È
definito che tali risultati di W… forniscano un’impressione generale di stabilità del grasso.
In alcuni casi viene aggiunta acqua al grasso per
misurare la stabilità in tali condizioni (per esempio
TOTAL CERAN®). Generalmente, questa operazione viene effettuata nei grassi utilizzati in
ambienti umidi.
Si ritiene che il punto di gocciolamento di un
grasso non influisca in alcun modo sulle prestazioni di esercizio del cuscinetto, a parte il fatto
che generalmente un grasso si scioglie a temperature superiori al punto di gocciolamento; inoltre, non determina la temperatura massima di
utilizzo del grasso, poiché le prestazioni a temperature elevate dipendono da altri fattori, quali:
● esposizione continua o intermittente a temperature elevate,
● eventuale ciclo di passaggio da temperature
basse a elevate,
● resistenza del grasso all’evaporazione,
● concezione del meccanismo lubrificato,
● frequenza di rilubrificazione,
● secondo una regola empirica, sottraendo il
30% dal punto di gocciolamento si ottiene la
temperatura operativa.
10
Stabilità all’ossidazione
Metodo/Standard: ASTM D 942
DIN 51804-T1 / IP142
La reazione con l’ossigeno può provocare il
deterioramento del grasso lubrificante.
Questo test eseguito con la bomba d’ossidazione Norma-Hoffman consente di valutare la resistenza, in un contenitore chiuso, dei grassi lubrificanti sottoposti a ossidazione in condizioni specifiche di esposizione statica.
In questo test, ognuno dei 4 livelli della bomba è
riempito con 4 g di grasso da testare. La bomba
viene quindi sigillata e pressurizzata a 110 psi
(7,7 kg/cm2) con ossigeno e posizionata in
un bagno a 99°C. La pressione interna
viene registrata a intervalli prestabiliti
durante il test. Trascorso il tempo
previsto, generalmente 100, 250 o
500 ore, si calcola e si registra il calo
di pressione, che rappresenta la variazione netta derivante dall’assorbimento dell’ossigeno da parte del grasso e dal rilascio di CO2
dallo stesso.
Spesso i risultati dei test hanno carattere puramente indicativo in relazione alla stabilità all’ossidazione di un grasso: si tratta comunque di un
test statico, non mirato alla previsione della stabilità di un grasso in condizioni dinamiche.
Roll stability
Metodo/Standard:
ASTM D 1831 (modificato)
La capacità di un grasso di resistere a variazioni
della consistenza durante l’attività meccanica è
denominata stabilità alla rullatura (Roll Stability) o
al taglio, valutata attraverso numerosi test di
laboratorio, due dei quali standardizzati: la variazione di penetrazione dopo l’attività prolungata
nel miscelatore per grassi previsto in ASTM D 217
e la variazioni di penetrazione dopo la rotazione
nel cilindro utilizzato per la prova di stabilità alla
rollatura.
Nel Roll Stability Test, un campione ridotto (50 g)
di grasso viene fatto ruotare a 165 giri/min. per
un tempo prestabilito a una determinata temperatura, con un cilindro di acciaio contenente un
blocco in acciaio rotondo di 5 kg. Si determina la
penetrazione del grasso dopo la lavorazione a
25°C prima e dopo la rollatura. Data la dimensione ridotta del campione, lavorazione e penetrazione sono effettuate sull’attrezzatura con scala
dimezzata o pari a un quarto, secondo il metodo
ASTM D 1403.
TOTAL utilizza temperature fino a 100°C per
attuare test più realistici, estendendone la durata
da 2 a 4 o addirittura 100 ore, per determinare la
stabilità meccanica dei grassi in condizioni critiche. In entrambe le prove, la variazione della
consistenza a seguito dell’attività meccanica è
riferita come variazione assoluta di penetrazione
o variazione percentuale della penetrazione.
Mentre entrambi i test sono ampiamente in uso
per indicare i requisiti di stabilità meccanica, la
rilevanza non è mai stata determinata con precisione. Si ritiene che le variazioni nella penetrazione dopo la miscelatura in
queste prove sia indizio
di stabilità meccanica
e, localmente, di
variazioni nella consistenza subite da un
grasso durante l’esercizio.
Separazione dell’olio
(durante lo stoccaggio)
Metodo/Standard: ASTM D 1742
ASTM D 6184
IP 121 / DIN 51817
NF T 60-191
Per consentire una lubrificazione efficace, il grasso deve rilasciare lentamente l’olio durante l’esercizio; in alcuni casi si verifica una presenza di
olio sulla superficie del grasso che risulta normale durante lo stoccaggio, sebbene l’eccessiva
separazione dell’olio in questa fase possa indurre una perdita di fiducia nel prodotto da parte
dell’utente. La tendenza del grasso a separare
l’olio durante lo stoccaggio è prevista in ASTM D
1742 / IP 121 / DIN 51817 / NF T 60-191 e ASTM D
6184.
Nel metodo ASTM D 1742, un campione di grasso su un vaglio da 200 Mesh è sottoposto alla
pressione dell’aria e introdotto in forno a 25°C
per 24 ore. L’olio che fuoriesce dal grasso viene
raccolto, pesato e registrato come percentuale
in peso di olio separato.
Nei metodi IP 121 / DIN 51817 / NF T 60-191 la
procedura è analoga, ma il grasso è sottoposto
alla pressione del peso metallo e introdotto in
forno a 40°C per 42 o 168 ore.
Lo stesso avviene nel metodo ASTM D 6184, ma
il grasso è sottoposto alla pressione del peso
metallo e introdotto in forno a 100°C per 30 o 50
ore.
I test sono direttamente correlati alla separazione dell’olio che si verifica nelle secchie di grasso
in magazzino e indicativi, localmente, della separazione prevista in contenitori di altre dimensioni.
Non sono idonei per grassi di morbidezza inferiore a NLGI n° 1 e non consentono di prevede le
tendenze di fuoriuscita del grasso in condizioni di esercizio dinamiche. Una fuoriuscita dell’1 –5 % è ritenuta normale
in condizioni di stoccaggio (anche a seconda
dell’addensante).
11
Test di risciacquo
con acqua
Test dello
spruzzo d’acqua
Metodo/Standard: ASTM D 1264
DIN 51807-T2 / IP 125
Metodo/Standard: ASTM D 4049
Scopo del test è misurare la resistenza di un grasso allo spruzzo. Su una piastrina di prova viene
posizionato un velo di grasso prestabilito, quindi la
piastrina è esposta a uno spruzzo d’acqua (22 o
40 PSI). Il risultato ottenuto dopo un tempo prestabilito è espresso dalla perdita di peso della piastra ingrassata.
Il test comparativo può indicare la caratteristica
di adesività di un grasso su metallo esposto a
spruzzo d’acqua in pressione sul grasso.
L’ambiente operativo di un grasso è importante,
ma spesso non considerato nella scelta di un
lubrificante. Un ambiente umido, che si tratti
semplicemente di umidità dell’aria o di azione di
lavaggio diretto e pesante con acqua, può influire su numerosi grassi e rappresenta un fattore
importante nella selezione del lubrificante per
una determinata attività.
●
Quando l’acqua penetra in attrezzature lubrificate, il grasso può ammorbidirsi (anche diventare
semifluido) o indurirsi, emulsionare l’acqua o
respingerla, modificare le proprietà adesive, rendendo la protezione superficiale del metallo inadeguata all’azione corrosiva dell’acqua (ruggine).
La capacità di un grasso di resistere al risciacquo, in condizioni in cui l’acqua può spruzzare o
colpire direttamente un cuscinetto, rappresenta
una proprietà importante per il mantenimento di
un velo d’olio soddisfacente. Il test in questione
consente di ottenere risultati comparativi tra i
diversi grassi, in condizioni di prova prestabilite,
sebbene questi non consentano necessariamente di prevedere le prestazioni sul campo.
Comportamento
in presenza di acqua
Metodo/Standard: DIN 51807-T1
Il test è stato sviluppato per valutare il comportamento del grasso rispetto all’acqua in circostanze statiche predefinite.
Si pone un campione di grasso su un vetrino con
l’aiuto di una sagoma. Lo spessore del campione deve essere pari a circa 1 mm. Il vetrino viene
quindi immerso in acqua distillata e introdotto in
forno.
Il test dura 3 ore a 40°C o 90°C.
Nel test si utilizza un cuscinetto a sfere specifico,
schermato anteriormente e posteriormente e
con un determinato gioco. Viene trattato con 4 g
di grasso di prova e fatto girare a 600 giri/min.
per 1 ora mentre un getto d’acqua a 80°C colpisce la sede del cuscinetto. Al termine, il cuscinetto viene estratto ed asciugato; successivamente, si determina il peso percentuale del grasso perso.
TOTAL ha modificato il test per i lubrificanti
CERAN®, rendendolo più rigoroso: la durata è
stata quindi impostata a 8 ore a una temperatura costante di 90°C.
Terminato il test, il campione sul vetrino viene
immediatamente valutato a occhio nudo, in base
alla scala di seguito riportata.
Il test è generalmente ritenuto utile per valutare i
grassi impiegati in caso di risciacquo con acqua,
come i cuscinetti della ruote ed i cuscinetti della
zona umida delle macchine per la carta e in
acciaieria.
●
0
Nessuna variazione
1
Lieve variazione, cambio di colore,
leggera adesione dell’acqua sul
grasso.
2
Variazione media, il grasso inizia la
diluizione, visibile attraverso il deposito
bianco/giallo che si accumula sul
grasso, problemi con l’acqua.
3
12
Variazione notevole, diluizione parziale
o totale del grasso in acqua, accumulo
di olio bianco-latte in emulsione
d’acqua.
●
Durata del grasso nei
cuscinetti a sfera a
temperatura, velocità e
carico elevati: FAG FE 9
Durata del grasso nei
cuscinetti a sfera
temperatura elevata
Metodo/Standard: DIN 51821
Metodo/Standard: ASTM D 3336
Lo scopo è determinare la durata dei grassi lubrifi-
La metodologia di prova comprende la valuta-
canti nei cuscinetti con elementi rotanti in condi-
zione delle prestazioni dei grassi lubrificanti nei
zioni di prova realistiche.
cuscinetti a sfera funzionanti con carichi leggeri a
velocità e temperature elevate.
Il cuscinetto con elementi rotanti inserito nell’ap-
Il test ASTM D 3336 consente di valutare le pre-
parecchiatura come componente di prova è riem-
stazioni del grasso lubrificante in un cuscinetto a
pito con una determinata quantità del grasso esa-
sfera (20 mm) funzionante con carichi leggeri a
minato. Il test è condotto a temperatura, velocità
temperature fino a 177°C (intervalli usuali 120,
di rotazione e carico assiale predeterminati. Le
150, 177°C) e velocità dell’albero fino a 10.000
condizioni di lubrificazione nel cuscinetto variano
giri/min. I test continuano fino alla rottura o al
nel lungo periodo. Si considera che il guasto del
completamento del numero di ore di prova
cuscinetto si verifichi quando il motore non riesce
richiesto senza che si verifichino guasti.
ad azionare il cuscinetto in prova.
Corrosione del rame
2 mg
Temperatura di prova
●
●
Quantità di grasso
Regolabile fino a
Metodo/Standard: ASTM D 4048
IP 112 / DIN 51811
+250°C
I metodi utilizzati consentono di rilevare la presen-
Velocità di rotazione
3.000 o 6.000 giri/min.
Forza di spinta
1.500, 3.000 o 4.500 N
Guasto del cuscinetto
con consumo
energetico del motore
di azionamento
520 Watt a 6.000 giri/min.
320 Watt a 3.000 giri/min.
za di sostanze, nel grasso di lubrificazione, che
potrebbero corrodere il rame e le relative leghe
impiegate nei cuscinetti: è quindi fondamentale
che i grassi non corrodano tali materiali. I test sono
simili (comunemente definiti “Test della piattina di
rame”) e prevedono l’immersione verticale di una
piattina di rame pulita e accuratamente lucidata
nel campione di grasso. Secondo il metodo ASTM,
la piattina viene immersa completamente, mentre
nel metodo IP l’immersione è a 2/3. Il tutto viene
posizionato in forno a temperatura e tempo prestabiliti, quindi estratto e raffreddato. La piattina
viene pulita e osservata per rilevare la presenza di
eventuali macchie o segni di corrosione quantificati tramite descrizione e/o sistema di classificazione numerica. Il metodo ASTM/DIN prevede il
confronto dello stato della piattina di rame dopo la
prova con la piattina di rame standard ASTM di
riferimento.
●
STANDARD DI CORROSIONE DELLA PIATTINA DI RAME ASTM
METODO ASTM D 130 / IP 154
La lunghezza del test e la temperatura di prova non sono specifiche, ma
devono essere indicate quando si
registrano i risultati. Generalmente, la
procedura di prova TOTAL prevede
lo svolgimento a 100°C, sebbene
siano permesse altre temperature di
prove previa approvazione. Il tempo
può essere specificato a 3 ore, 24
ore o 7 giorni oppure essere stabilito
con accordo reciproco.
NUOVA
LUCIDATURA
OPACIZZAZIONE LEGGERA
OPACIZZAZIONE MODERATA
OPACIZZAZIONE TOTALE
CORROSIONE
13
Test dinamico
di rilevamento ruggine
(test EMCOR)
Metodo/Standard: IP 220 / DIN 51802
ISO CD 11007
Il test prevede il montaggio di un massimo di otto
cuscinetti a due file di sfere ad allineamento
automatico da 30 mm montati nel supporto su
Test di saldatura
4 sfere
Metodo/Standard: ASTM D 2596
Il test deve il suo nome alle sfere di acciaio temprato in lega al cromo di diametro di 12,7 mm (0,5
pollici) con durezza Rockwell C 64066, utilizzate
come campioni di prova. Si tratta del metodo di
determinazione delle proprietà di carico del grasso lubrificante in termini di indice di carico-usura e
punto di saldatura.
Le tre sfere inferiori sono bloccate saldamente in
un contenitore pieno di grasso di prova, mentre
la sfera superiore, fissata a un mandrino, è a contatto con ciascuna delle sfere inferiori e può
essere fatta ruotare sotto carico e a una velocità di circa 1770 giri/min.
una comune piastra di appoggio e azionati a 80
giri/min. tramite un normale albero.
Per il test sono necessari almeno due cuscinetti.
I supporti standard sono di plastica.
Ogni cuscinetto contiene 10 g di grasso di prova,
non viene inserito grasso nell’alloggiamento.
Dopo il montaggio, i cuscinetti sono messi in funzione per 30 minuti per distribuire il grasso, quindi si aprono gli alloggiamenti aggiungendo 10 ml
di acqua distillata (o acqua di mare sintetica IP
135) su ogni lato dell’alloggiamento inferiore. I
cuscinetti sono attivati per due cicli di 8 ore,
seguiti da due arresti di 16 ore, quindi un ciclo di
8 ore seguito da un arresto di 108 ore. Al termine
(164 ore) i cuscinetti vengono smontati ed esaminati nelle ralle esterne per rilevare la presenza
di ruggine e segni di corrosione. Le ralle sono
classificate su scala numerica da 0 a 5, dove 0
indica la totale assenza di ruggine.
Pressione estrema
Sebbene la correlazione tra i risultati di laboratorio sia scarsa, i test relativi alla resistenza alle
pressioni estreme (EP) rappresentano l’unico
elemento in grado di descrivere tali proprietà a
costi ragionevoli. Si riportano due metodi.
14
Il campione di grasso, portato a una temperatura di circa 27°C, è sottoposto a una serie di test
di 10 secondi l’uno a carico crescente, fino alla
saldatura. Dopo ogni test di 10 secondi, si misurano e si registrano i diametri di incrinatura delle
tre sfere fisse, quindi le quattro sfere vengono
scartate. L’indice di carico-usura, in chilogrammi,
si calcola dai diametri di incrinatura corrispondenti ai diversi carichi.
Il punto di saldatura è riportato in chilogrammi; si
riporta di seguito la definizione del carico di saldatura: “il punto di saldatura alle condizioni previste nel presente test è il carico minimo applicato
in chilogrammiforza (o Newton) a cui la sfera
rotante si blocca e si salda alle tre sfere fisse,
indicando il superamento del livello di pressione
estrema del grasso lubrificante”.
Modulo suggerito per la registrazione dei risultati
di prova (Kgf) 80, 100, 126, 160, 200, 250, 315,
400, 500, 620, 800.
Dichiarazione ASTM: “il presente metodo di prova
utilizzato per scopi specifici, effettua la distinzione
tra grassi lubrificanti aventi proprietà EP a livelli
bassi, medi e alti. I risultati non sono necessariamente associate ai risultati di esercizio”.
Test di saldatura
4 sfere
Test di usura 4 sfere
Metodo/Standard: DIN 51350-T5
Metodo/Standard: DIN 51350-T4
Il test si avvale dello stesso banco di prova
Il test si avvale dello stesso banco di prova
descritto nel test ASTM D 2596.
descritto nel test DIN 51350-T4 e può essere
Il grasso viene testato in un sistema a quattro
sfere, dove una sfera ruota (sfera mobile) scorrendo secondo una forza di prova regolabile su
tre sfere identiche a essa (sfere fisse). Il carico di
prova viene aumentato gradualmente fino al
verificarsi della saldatura delle quattro sfere del
sistema.
riportate.
Il test viene eseguito per 60 secondi a 1420
giri/min. e il carico viene incrementato per gradi.
Tra 2000 N e 4000 N si hanno blocchi da 400 N,
con carichi superiori a 5000 N ogni blocco
aumenta di 500 N.
eseguito in conformità alle procedure di seguito
Procedura
Carico
Tempo di esercizio
C
150 N
60 ± 0,5 minuti
D
300 N
60 ± 0,5 minuti
E
1.000 N
60 ± 0,2 secondi
TOTAL ha stabilito di eseguire soltanto la procedura E.
Il grasso viene testato in un sistema a quattro
I risultati si riferiscono all’ultimo carico senza saldatura (LNWL, Last Non Welding Load) e al carico di saldatura (WL, Weld Load) (per esempio
320 da N- 340 da N).
sfere, dove una sfera ruota (sfera mobile) scorrendo secondo una forza di prova adeguata
regolabile (C, D o E) su tre sfere identiche a essa
(sfere fisse) (test ripetuto due volte). Terminata la
prova, si misura il diametro di incrinatura delle 2
Prevenzione dell’usura
Per determinare le caratteristiche di prevenzione
dell’usura dei grassi lubrificanti sono disponibili
due metodi, ASTM D 2266 e DIN 51350-T5, che
si avvalgono di quattro sfere di prova in acciaio in
cui quelle da testare sono da mezzo pollice e a
contatto con la quarta sfera, che invece ruota. I
due metodi sono descritti di seguito
serie di sfere fisse, ottenendo quindi l’usura registrata in mm.
Test di usura 4 sfere
Metodo/Standard:
ASTM D 2266 / IP 239
Il test è simile, in linea di principio, al test a quattro sfere per il rilevamento della pressione estrema ASTM D 2596, ma la macchina è molto più
sensibile e il carico applicato è limitato a 40 kg
(392 N), anziché agli 800 kg della macchina di
rilevamento della pressione estrema. Si utilizzano
sfere in acciaio di durezza e composizione identiche ad ASTM D 2596. Al carico leggero, non si
verifica blocco né saldatura e il materiale rimosso
dalle sfera è il risultato dell’usura.
Il test viene eseguito per 60 minuti a 1200
giri/min. con un carico pari a 40 kg. Il campione di
grasso è tenuto a 75°C. Al termine della prova, si
misurano e si registrano le dimensioni della incrinatura per usura sulle tre sfere fisse.
Scopo del test è determinare le caratteristiche di
prevenzione dell’usura relativa dei grassi applicati sul componenti in acciaio che scorrono su
superfici anch’esse in acciaio, non prevedere le
caratteristiche di usura con altre combinazioni di
metalli o essere utilizzato per differenziare i grassi EP da quelli non EP.
15
ALTRI TEST PRESTAZIONALI
E FISICI RELATIVI AI GRASSI
Dopo avere preso in considerazione alcuni tra i
più noti test sui grassi, descriveremo brevemente alcuni metodi di prova, la maggior parte dei
quali utilizzati per conoscere determinate caratteristiche prestazionali o proprietà del grasso.
Sarà quindi opportuno raggrupparli secondo le
intestazioni di seguito riportate.
Pressione di flusso a bassa temperatura
Metodo/Standard: DIN 51805
Consente di determinare la temperatura minima di
utilizzo di un grasso. Si posiziona un campione di
grasso sull’apposito supporto a una temperatura di
35°C, per esempio, sotto pressione. La pressione
viene incrementata gradualmente fino al rilascio del
grasso dal supporto del campione ed espressa in
mbar. Se un grasso è noto per la minore pompabilità, i risultati possono essere espressi in °C a una
pressione massima di 1.400 bar.
Penetrazione a bassa temperatura
Metodo/Standard: NF T 60-171
Si tratta dello stesso metodo descritto per la
penetrazione al cono. I risultati sono espressi in
1/10 mm a una temperatura compresa tra 0 e
40°C.
Viscosità apparente (SOD)
Metodo/Standard: ASTM D 1092
La determinazione della viscosità apparente alle
basse temperature (metodo ASTM D 1092) consente di definire le proprietà di flusso e pompabilità di un grasso alle basse temperature. I grassi
concepiti per l’esercizio a temperature estremamente basse (sotto zero) non devono irrigidirsi
né opporre una resistenza eccessiva alla rotazione dei cuscinetti dopo l’esposizione a basse
temperature.
I metodi riportati (IP 186 e ASTM D 1478) consentono di rilevare le coppie di avviamento ed
esercizio di cuscinetti a sfera con carico leggero
a temperature fino a –54°C.
Coppia a bassa temperatura
Metodo/Standard: ASTM D 1478
Il cuscinetto è interamente trattato con il grasso
di prova, installato su un mandrino che ruota a 1
giro/min. e inserito in camera di raffreddamento,
in grado di essere mantenuta a temperature fino
a –54°C. Esternamente, l’alloggiamento del
cuscinetto è collegato a una scala tramite fili, per
consentire la misurazione della forza di ritenuta.
Dopo 2 ore, il motore viene avviato e la forza di
ritenuta iniziale registrata. Mentre la rotazione
continua, la coppia diminuisce, la forza di ritenuta viene nuovamente registrata dopo 60 minuti
16
di esercizio. I due valori vengono moltiplicati per
la lunghezza del braccio di leva e i prodotti registrati come coppia di avviamento e di esercizio in
unità N-m per il grasso.
Bassa temperatura
Metodo/standard: coppia IP 196 ASTM
D 1478
Questo metodo di prova determina la resistenza
opposta dal grasso a temperature inferiori allo
zero fino a –73°C su un cuscinetto a sfera a carico assiale che ruota a 1 giro/min. Sebbene la
concezione dell’apparecchiatura risulti diversa, la
metodologia di prova è molto simile a quella di
ASTM D 1478. Il cuscinetto di prova è trattato con
il grasso di prova, installato su un mandrino carico che ruota a 1 giro/min. e inserito in un’unità
stagna immersa in un bagno di raffreddamento
fluido, la cui temperatura viene ridotta costantemente fino ai valori di prova, quindi fino a –73°C
per 1-11/2 ora. Dopo 2 ore, il motore viene avviato
e la forza di resistenza iniziale registrata; dopo un
periodo di esercizio determinato, la forza di resistenza è nuovamente rilevata. Si determinano
quindi le coppie di avviamento e di esercizio,
registrate in unità N-m.
RACCOMANDAZIONI
ED APPROVAZIONI
DEI COSTRUTTORI
(OEM)
Numerosi costruttori OEM (Original Equipment
Manufacturers) forniscono la propria approvazione in relazione ai grassi da utilizzare con le
attrezzature di loro produzione.
La maggior parte di essi si avvale di una selezione dei test sopra descritti, talvolta modificandoli
per adattarli a evidenziare l’uso pratico dell’attrezzatura.
Quando si raccomanda un determinato grasso,
è molto importante che le indicazioni degli OEM
siano rispettate. In pratica, spesso si richiede un
contro-tipo del grasso esistente.
CLASSIFICAZIONE
DEI GRASSI LUBRIFICANTI
ISO 6743-9
Esempio
MULTIS EP 2: ISO-L-X B C E B 2
Simbolo 1 2 3 4
Grado NLGI
ISO
L
X
Simbolo 1 Simbolo 2
Simbolo 3
ISO
Classe
lubrificante
Grassi
Temperatura Temperatura
operativa
operativa
minima
massima
Comportamento
in presenza
di acqua
Temperatura
Serie
Simbolo 1
A
B
C
D
E
X
Comportamento
in presenza di acqua
Temperatura
Proprietà
a pressione
estrema
EP
Prestazioni
Consistenza
Grad
o
NLGI
Penetrazione
dopo
60 colpi
000
00
0
1
2
3
4
5
6
445 - 475
400 - 430
355 - 385
310 - 340
265 - 295
220 - 250
175 - 205
130 - 160
85 - 115
Mini T°C Simbolo 2 T Mini °C Simbolo 3 Antiruggine Ambiente Simbolo 4
0
-20
-30
-40
>-40
A
B
C
D
E
F
G
Prestazioni antiruggine:
60
90
120
140
160
180
>180
A
B
C
D
E
F
G
H
I
A
NON EP
GREASE
B
EP
GREASE
Ambiente:
Carattere
DIN 51 502
Temperatura
massima di
applicazione °C
4
Grado NLGI
Tabella 1
Tipo di grasso - settore applicativo
Carattere
Grasso per cuscinetti secondo DIN 51 825
K
Grasso per ingranaggi chiusi secondo DIN 51 826
G
Grasso per ingranaggi aperti
Grasso per cuscinetti a frizione/guarnizioni
OG
M
Tabella 2
Informazioni supplementari sugli additivi
L: Atmosfera secca
M: Atmosfera umida
H: Spruzzo d’acqua
Tabella 3
Esempio
MULTIS EP 2: K P 2 K -25
3
L
L
L
M
M
M
H
H
H
L
M
H
L
M
H
L
M
H
L: Prestazioni nulle
M: Protezione con acqua distillata
H: Protezione con acqua salata
DIN 51502
Tabella 1 2
Simbolo 4 Grado NLGI
Carattere
Lubrificanti solidi aggiunti (es. MoS2, Grafite)
F
Estere
E
C
D
E
F
G
H
K
M
N
P
R
S
T
U
+ 60
+ 80
+ 100
+ 120
+ 140
+ 160
+ 180
+ 200
+ 220
Oltre 220
Comportamento in
presenza di acqua
secondo
DIN 51 807 Parte 1
classific. DIN 51 807
0 - 40 or 1 - 40
2 - 40 or 3 - 40
0 - 40 or 1 - 40
2 - 40 or 3 - 40
0 - 90 or 1 - 90
2 - 90 or 3 - 90
0 - 90 or 1 - 90
2 - 90 or 3 - 90
da registrare
da registrare
da registrare
da registrare
da registrare
da registrare
Tabella 4
Temperatura minima di applicazione
DIN 51 805 at 1400 mbar
Idrofluorocarburi
FK
- 10°C
Poliglicole
PG
- 20°C
Olio siliconico
SI
- 30°C
Additivo EP
P
- 40°C
17