Interpretacja analiz olejów używanych

Rozwinięcie tematy przeniesionego do archiwum: https://www.oilclub.pl/index.php?threads/tymczasowy-jak-czytać-analizy-uoa.58/

Autorzy: @poziom1989 , @jerseyAdmin

Poniżej krótka ściągawka jak interpretować analizy olejów używanych i co oznaczają poszczególne pierwiastki oraz zmiany w parametrach.

Jeżeli chcecie dokonywać analizy UOA na własną rękę najlepiej dysponować także analizą świeżego oleju (czy to z forum czy zrobić równolegle) aby mieć pojęcie o zmianach pierwiastków oraz ich pochodzeniu - niektóre zużyciowe pierwiastki mogą pochodzić z nietypowych dodatków.

Jak prawidłowo używać UOA

Analiza używanego oleju NIE służy do oceny jakości oleju.

Analiza używanego oleju służy ma dwa cele:

1. Ocenić stan oleju w danej chwili i podjąć decyzję czy olej wymieniać czy użytkować dalej i przez jaki czas
2. Ocenić stan silnika i podjąć decyzję czy potrzebny jest remont czy nie

Jeżeli chcemy wynieść w UOA coś więcej niż chwilową satysfakcję z wykonania analizy, należy, zależnie od celu, przeprowadzać ją regularnie.

Jeżeli chcemy zmaksymalizować okres między wymianami oleju powinniśmy wykonywać analizy co określony czas: np. po 8000 km, po 10000km, po 12000 km, po 15000km i tak dalej aż do uzyskania informacji z laboratorium, że olej nie nadaje się do dalszego użytkowania. W takim wypadku do pierwszej analizy należy dołączyć próbkę oleju który wlaliśmy do silnika i wykonać równolegle analizę czystego oleju.

Jeżeli chcemy monitorować stan silnika powinniśmy analizy wykonywać przy każdej zmianie oleju. Najlepiej wykonywać pełne UOA bo takie pomoże ocenić także układ paliwowy, jeżeli taki wydatek jest zbyt duży można wykonywać tylko podstawowe UOA (czyli tylko pierwiastki). Regularne wykonywanie UOA pomoże wychwycić moment w którym nastąpi skokowy wzrost pierwiastków zużyciowych czy paliwa w próbce co może oznaczać pierwsze oznaki zbliżających się problemów.

W naszej opinii najkorzystniej jest wykorzystać pełne możliwości dawane przez UOA i najpierw ocenić maksymalny interwał wymian (dla długoterminowych oszczędności), a później na bieżąco monitorować stan silnika i ewentualną potrzebę skrócenia bądź możliwość wydłużenia interwału wymiany. Uważamy, że użytkownik chcący chronić silnik samochodu w optymalny sposób lepiej zrobi kupując tani olej i regularnie robiąc analizy niż kupując drogi olej i nie robiąc analiz.

Przejdźmy teraz do interpretacji.

Pierwiastki:
Po pierwsze należy zaznaczyć, iż poziom pierwiastków może rosnąć niezależnie od zużycia silnika. Jest to spowodowane pozostałościami starego oleju. Niezależnie od tego jak długo zostawimy otwartą miskę zawsze jakaś ilość oleju pozostanie w silniku, a wraz z nim ta niewielka część metali zużyciowych. Dlatego niewielki, ale regularny wzrost pierwiastków, zwłaszcza żelaza, nie jest powodem do niepokoju. Z tego powodu częste zmiany oleju mogą sprawiać, iż zawartość pierwiastków zużyciowych będzie większa niż przy rzadszych wymianach. Nie znaczy to, że silnik się bardziej zużywa, tylko następuje szybsza akumulacja z mieszania się nowego oleju ze starym!

W tabelach poniżej maksymalny dopuszczalny poziom oznacza wzrost w stosunku do próbki czystego oleju lub poprzedniej analizy

Pierwiastek	Maksymalny dopuszczalny poziom	Pochodzenie	Uwagi
Żelazo (Fe)	100-200 ppm	Blok, głowica i tuleje cylindrów, koła i łańcuch rozrządu, popychacze zaworowe, wał korbowy, wałki rozrządu, sworznie tłoków, łożyska, pompa olejowa	Niewielkie ilości mogą pochodzić z paliwa. Możliwy przeciwutleniacz w oleju, ale tego rodzaju dodatki są bardzo rzadko stosowane.
Chrom (Cr)	10-30 ppm	Głównie pierścienie tłokowe. Możliwe także: zawory wydechowe, łożyska wału korbowego.	Może pochodzić także z korozji/zużycia elementów układu smarowania. Jeżeli stosunek żelaza i chromu jest między 1:10 a 1:4 jest duża szansa iż pochodzi właśnie z układu smarowania, albo chłodzenia (jeżeli dodatkowo wykryto sód)
Nikiel (Ni)	1-3 ppm	Zawory wydechowe, prowadnice zaworów, elementy turbosprężarki, koła zębate łańcuchów rozrządu, łożyska	W bardzo rzadkich przypadkach może pochodzić także z filtrów powietrznych lub olejowych jeżeli mają metalowe elementy ze stopów zawierających ten pierwiastek.
Glin (Al)	10-50 ppm	Tłoki, elementy układu smarowania (głównie obudowa pompy), łożyska, blok silnika (jeżeli jest aluminiowy)	Może pochodzić także z zanieczyszczeń w powietrzu, jednak tylko w bardzo zapylonych środowiskach w okolicach gdzie jest dużo ciężkiego przemysłu
Miedź (Cu)	10-60 ppm	Korbowody, sworznie tłokowe, pompa olejowa, łożyska, tuleje, chłodnica oleju	Może także pochodzić z układu chłodzenia silnika jeżeli równolegle wykryto podwyższone poziomy sodu. Jeżeli wymieniałeś świece/wtryskiwacze i używałeś smaru przeciwko zapiekaniu się tych elementów to mógł wpłynąć na wynik
Ołów (Pb)	10-40 ppm	Łożyska	Jeżeli wymieniałeś świece/wtryskiwacze i używałeś smaru przeciwko zapiekaniu się tych elementów to mógł wpłynąć na wynik
Cyna (Sn)	10-25 ppm	Wał korbowy i korbowody, łożyska rozrządu	-
Kadm (Cd)	1-3 ppm	Łożyska	Możliwe iż w olejach niewiadomego pochodzenia i z krajów o niskiej kulturze zdrowotnej kadm jest używany jako dodatek przeciwzużyciowy. W olejach od uznanych producentów nie powinien się pojawiać.
Srebro (Ag)	1-3 ppm	Łożyska	Srebra praktycznie nie spotyka się w silnikach ze względu na wysoką reaktywność z ZDDP
Wanad (V)	1-3 ppm	Zawory	-

Pierwiastki z zanieczyszczeń

Pierwiastek	Maksymalny dopuszczalny poziom	Pochodzenie	Uwagi
Krzem (Si)	15-30 ppm	Zanieczyszczenia atmosferyczne przedostające się przez filtr. Do 15ppm środek przeciw-pienny w oleju.	Może pochodzić także z bloku silnika (aluminiowego), oraz wyrabiających się uszczelek silikonowych.
Sód (Na)	5-30 ppm	Głównie z przecieków płynu chłodniczego do silnika. Świeży olej może zwierać do 1000ppm sodu z detergentów.	W okresie zimowym może pochodzić z soli drogowej.
Potas (K)	2-30 ppm	Przecieki płynu chłodniczego do silnika. Do 3 ppm jako środek przeciw-pienny w świeżym oleju.	-

Pierwiastki z różnych źródeł

Pierwiastek	Maksymalny dopuszczalny poziom	Pochodzenie	Uwagi
Tytan (Ti)	1-3 ppm	Sprężyny, zawory, pływakowy wskaźnik oleju.	Rzadko spotykany jako metal zużyciowy, w wypadku podejrzeń wymagane VOA do porównania. Najczęściej spotykany jako nowoczesny dodatek wielofunkcyjny.
Molibden (Mo)	4-20 ppm	Pierścienie tłokowe	Nie jest często spotykany jako metal zużyciowy, jeżeli jest to w silnikach wysokiej klasy. Najczęściej pochodzi z oleju bądź z dodatków dolewanych przez użytkownika.
Antymon (Sb)	1-3 ppm	Łożyska	J.w. nie jest często spotykany jako metal ze zużycia silnika. W niektórych olejach może być używany jako zamiennik dla ZDDP lub jego uzupełnienie.
Mangan (Mn)	1-3ppm	Łożyska, zawory, wał korbowy, wałki rozrządu, blok silnika.	Metal stopowy, występuje w zasadzie w niemal wszystkich stopach używanych w silniku. W samochodach pochodzących z USA może być "odłożony" w oleju z paliwem, ale w kolejnych analizach ilość powinna się zmniejszać.
Lit (Li)	1-2 ppm	Zanieczyszczenia smarami. Świeży olej może zawierać niewielkie ilości litu pochodzącego z detergentów.	-
Bor (B)	100-500 ppm	Przecieki płynu chłodniczego	Pochodzi praktycznie wyłącznie z dodatków, jest uniwersalnym pierwiastkiem używanym w szerokim spektrum dodatków. Jeżeli zanotowano ponadprzeciętną ilość warto sprawdzić analizę świeżego olej ponieważ bor używany jest czasami także w płynach chłodniczych.

Pierwiastki pochodzące z dodatków

Pierwiastek	Maksymalny dopuszczalny poziom	Pochodzenie	Uwagi
Magnez (Mg)	do 100 ppm	Słupek silnika (element stopowy)	W wypadku podwyższenia poziomów magnezu w stosunku do czystego oleju można spodziewać się uszkodzenia słupka silnika. Poziom powinno sprawdzać wyłącznie w porównaniu z próbką oleju wlanego do silnika.
Wapń (Ca)	-	Możliwe uszkodzenia filtra powietrza	Nadmiar w stosunku do oleju świeżego może pochodzić w zasadzie wyłącznie z powietrza. Sprawdzić filtr powietrza i przewody.
Bar (Ba)	do 20ppm	Zanieczyszczenia np. ze smarów używanych przy montażu świec.	Podobnie jak kadm może pochodzić z dodatków ochronny. Spotykany raczej wyłącznie w olejach niewiadomego pochodzenia. W USA zakazany, w UE praktycznie nie stosowany ze względu na wysoką toksyczność związków baru. Czasami stosowany w smarach.
Fosfor (P)	-	-	Pochodzi wyłącznie z dodatków w oleju.
Cynk (Zn)	-	-	Pochodzi praktycznie tylko z dodatków do oleju. Podwyższona ilość cynku sugerować może uszkodzenie filtra powietrza bądź przewodów.

Zanieczyszczenia:

1. Rozcieńczenie paliwem: wadliwe działanie wtryskiwaczy, problemy z czujnikami, zła konstrukcja silnika. Poziomy rozcieńczenia
   1. ok - do 1,5%
   2. wysokie - do 2,4% silniki benzynowe MPI, do 5% silniki benzynowe GDI, do 7% diesel
   3. krytyczne - powyżej wartości wysokich
2. Sadza: źle przebiegający proces spalania, pobór oleju, naturalne właściwości silnika (diesel)
   1. ok - do 2%
   2. wysokie - do 5%
   3. krytyczne - powyżej 5%
3. Woda: możliwe przecieki z układu chłodzenia, jazda na krótkich odcinkach bez możliwości rozgrzania silnika, długi postój.
   1. ok - do .1%
   2. wysokie - do .5%
   3. krytyczne - powyżej .5%

Zmiany parametrów fizycznych

1. Lepkość w 100 stopniach Celsiusza: zużycie oleju, rozcieńczenie paliwem, dolewanie oleju o innej lepkości. Zmiany lepkości mierzymy procentowo względem wartości wyściowej (świeżego oleju)
   1. ok - do 5%
   2. wysokie - do 10%
   3. krytyczne - powyżej 10% (normy Shell dopuszczają zmianę do 20%)
2. TAN: zmiany wartości nie są brane pod uwagę. Patrz TBN.
3. TBN: spada pod wpływem reakcji spalania w silniku. Sprawdza się względem TBN wyjściowego.
   1. ok - do 20%
   2. wysokie - do 40%
   3. krytyczne - poniżej 50% (wg niektórych norm jeżeli spadnie poniżej 2 KOH/g
4. Utlenianie: zachodzi podczas procesu spalania. Im wyższa temperatura oleju tym szybszy proces utleniania.
   1. krytyczne - powyżej 25 abs/cm
5. Nitrowanie: podobnie jak w wypadku utleniania, nitrowanie oleju jest wynikiem procesu spalania. Im wyższe temperatury i ciśnienie, tym proces szybszy, dlatego najbardziej narażone są silniki diesla i GDI.
   1. krytyczne - powyżej 25 abs/cm

 

[jerseyAdmin]

A właśnie, że był.

Tak samo jak zawartość paliwa, metale zużyciowej etc. Mi chodziło o to że długo uważano TBN za jedyny słuszny wyznacznik zużycia oleju, a jednocześnie jego jakości zupełnie jakby reszta parametrów nie istniała.

 

[buras]

Wiem, ale nie miałem się do czego przywalić
A co do parametrów, to żaden kwalifikujących oliwę do wymiany, to żaden nie jest do ogarnięcia w warunkach domowych.

PS
Trzeba jeszcze dodać nitrację oksydację i sulfanację.

 

[emigrant]

Apropo TBN w Mobil 1 ESP X4 0W-40. Co tam za magia, że przy 1600 ppm wapnia TBN wynosi ponad 9? Czy to ma coś wspólnego z poniższym info "Next generation active cleaning agents" i tego nie widzimy w ICP? Chyba, że to jakiś typ boranów, który robi za detergent i podnosi TBN? Zazwyczaj bor w oleju jest jako FM.

edit:
W sumie można to zapytanie przenieść do VOA tego oleju.

 

[Hlava]

Zazwyczaj bor w oleju jest jako FM.

No nie. Raczej jako detergent tak do 100 ppm. Dopiero większe ilości boru odczytujemy (domyślamy) jako FM

 

[soszo]

Nie, jako bezpopiołowy dyspergator. Chyba, że to wchodzi w skład detergentów.

 

[emigrant]

To 300 ppm boru w M1 X4 jaką pełni funkcję? Nie wiem, czy to właściwe porównanie, ale ten X4 i i Total Dynamics mają podobną ilość wapnia < 2000 ppm. Oba nie mają magnezu. Taka różnica, że X4 ma 300 ppm boru a Total nie ma. Total ledwo dobija do 6 TBN a X4 jako olej C3 ma wywalony w kosmos TBN tylko od 1600 ppm wapnia? Raczej nie.

 

[soszo]

Wapno, wapno, a TBN to ilość mg wodorotlenku potasu na gram oleju. W używanym oleju wapń nadal jest, a TBNu nie ma. Trochę się zgubiłem co z czym i dlaczego.

 

[emigrant]

To wiadomo, że wapń zostaje jako pierwiastek i znika jego zasadowość. Badziej mi chodzi o nowy olej. Ta sama ilość wapnia a można tworzyć różne TBN. Może tu chodzi o sulfoniany albo salicylany.

 

[MC Subi]

wapń zostaje jako pierwiastek i znika jego zasadowość

Wapń nie ma żadnej zasadowości, przecież to metal. Mylisz wapń z wapnem.

 

[emigrant]

Dobra, to chyba wszystko wyjaśnia o co tu chodzi.

1. Co nadaje zasadowość (TBN)?​

W detergentach wapniowych zasadowość pochodzi z:

• węglanów — CaCO₃​

• wodorotlenków — Ca(OH)₂​

To te związki reagują z kwasami → neutralizują je → tworzą TBN.

To aniony (CO₃²⁻ lub OH⁻) odpowiadają za zasadowość.

2. Jak wygląda detergent overbased w oleju?​

Detergent wapniowy to micela(maleńka, sferyczna cząsteczka, która działa jak kapsułka)

[ otoczka: sulfonian lub salicylan ] ← lipofilny detergent
[ rdzeń: CaCO₃ / Ca(OH)₂ ] ← źródło TBN

• Otoczka jest „detergentowa” (myjąca).
• Rdzeń jest zasadowy i to on odpowiada za TBN.

Im więcej CaCO₃ / Ca(OH)₂ w rdzeniu → tym wyższy TBN.

 

[MC Subi]

Czyli zamiast wymieniać olej- można dosypać kilka granulek Kreta z wyczuciem, by podbić tbn

 

[soszo]

No dobra, tu jest wodorotlenek wapnia, a nie potasu. To co w końcu się bierze pod uwagę w określaniu TBN? Zasadowe wodorotlenki ogólnie?

 

[MC Subi]

To jest proste jak drut: miareczkowanie. Dolewa się kwasu do oleju do czasu, aż olej przestanie go zobojętniać. I TERAZ JEŚLI GRAM OLEJU ZOBOJĘTNIŁ TEGO KWASU TYLE CO 10 mg KOH- to TBN WYNOSI 10.
Jak każde badanie oleju wg starych norm- to też jest bez sensu, bo we współczesnym oleju są inhibitory korozji, przy których ani olej kwaśny, ani zasadowy niekoniecznie będzie zaraz tę korozję wywoływał. Ale tak z 50 lat temu, gdy stał jakiś dieslowski agregat w szpitalu czy schronie- to choćby papierkiem lakmusowym tę kwasowość oleju faktycznie się sprawdzało. Pewnie stąd do dziś ten mit zrównoważenia liczb kwasowych i zasadowych żyje.