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