Vědecko-výzkumná činnost Oddělení diagnostiky a životního prostředí

Činnost oddělení je tématicky zaměřena na snižování negativních účinků dopravy na životní prostředí, zejména

  1. na tribotechnickou diagnostiku (na analýzu olejů a ferrografickou analýzu otěrových částic, na aplikaci klasifikačních metod vícerozměrné statistické analýzy, na obrazovou analýzu a na studium otěrových částic s využitím rastrovací elektronové mikroskopie, lokální elektronové mikroanalýzy a částicové analýzy na laserovém analyzátoru),
  2. na využití pokročilých analytických metod při analýze složek životního prostředí, provozních hmot (paliv, maziv, brzdových kapalin, mrazuvzdorných směsí aj.) a dalších materiálů (např. optických vláken, kovových slitin, stavebních hmot aj.),
  3. na aplikaci environmentálních systémů řízení a metod hodnocení rizik v prostředí reálných firem.

 

Tribotechnická diagnostika je bezdemontážní metoda. Využívá mazivo jako médium, umožňující získat informace o procesech a změnách v systémech, v nichž je mazivo aplikováno. Je založena na odběrech maziv ze sledovaných mechanizmů a na analýzách a zkouškách těchto vzorků.

Při hodnocení degradace olejů v provozu i při sledování průběhu opotřebení mazaných součástí přinášejí důležité informace moderní přístrojové metody, zejména infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací a analytická ferrografie; analýzu morfologie částic izolovaných z olejových filtrů umožňuje rastrovací elektronová mikroskopie v kombinaci s energiově disperzní analýzou.

Analýza oleje je zaměřena na zjištění změn jeho fyzikálních a chemických vlastností, způsobených zejména termooxidačními procesy a úbytkem přísad, a na identifikaci resp. stanovení kontaminatů (vody, glykolů, paliva, mechanických nečistot nasávaných do spalovacího prostoru spolu se vzduchem, nitrolátek vzniklých kontaktem oleje se spalnými plyny aj.). Východiskem pro hodnocení změn jednotlivých parametrů jsou jejich hodnoty pro nepoužitý olej.

Olej rovněž obsahuje částice vzniklé opotřebením mazaných součástí − jejich analýzou lze získat informace o dějích, které v systému probíhají.

Sledovat průběh a míru opotřebení součástí, které jsou příslušným olejem mazány, umožňuje skupina dalších metod, vhodných pro hodnocení morfologie a distribuce částic tvořených kovovým otěrem, vlákny z filtračních materiálů, kontaminanty z vnějšího prostředí. Jedná se o především o ferrografii, která je založena na principu separace otěrových částic z opotřebeného oleje. Analýza motorových olejů je však ovlivněna i tím, že největší částice jsou zachycovány v olejovém filtru − přitom tyto částice mají zásadní význam z hlediska hodnocení technického stavu motoru. Proto byla na oddělení EADD vyvinuta metodika hodnocení částic izolovaných z vložek olejových filtrů z různých vozidel v rastrovacím elektronovém mikroskopu.

 

Tribotechnická diagnostika tedy umožňuje na základě analýzy odebraného vzorku oleje posoudit technický stav strojního zařízení a aktuální stav maziva. Na našem pracovišti se kromě klasických normovaných metod využívá i řada moderních instrumentálních metod:

  • ferrografická analýza otěrových částic,
  • obrazová analýza a studium otěrových částic s využitím rastrovací elektronové mikroskopie a lokální elektronové mikroanalýzy,
  • FTIR spektrometrie,
  • analýza s využitím čítače a klasifikátoru částic.

 

Ferrografie umožňuje na základě analýzy částic objektivně určit režim opotřebení mazaného stroje a odhalit blížící se poruchu stroje. V některých případech lze určit i místo vzniku otěrových částic.

      

Ferrografická analýza ­ otěrové částice separované z motorových a převodových olejů umožňují hodnotit průběh opotřebení součástí

 

K detailnímu studiu morfologie částic se využívá rastrovací elektronová mikroskopie, ke zjišťování jejich chemického složení lokální elektronová mikroanalýza.

Rastrovací elektronová mikroskopie je metoda umožňující pozorovat částice při velkých zvětšeních, energiově disperzní analýza slouží k zjišťování jejich chemického složení.

 

Infračervená spektrometrie je přístrojová technika vhodná pro identifikaci a strukturní charakterizaci zejména organických sloučenin.

Infračervená spektrometrie umožňuje identifikovat a kvantifikovat znečištění a stupeň degradace oleje

Pracovníci oddělení se zbývají rovněž vývojem jednoduchých a levných tribodiagnostických metod.

 

Přístrojové vybavení:

  • 2 FTIR spektrometry iS10 (Nicolet) s ATR jednotkou, Vector 22 (Bruker) s ATR jednotkou a s jednotou pro měření pevných vzorků MIRacle Diamond (Pike Technologies),
  • ferrograf REO-1, denzimetr REO 31, ferrometr REO 22,
  • bichromatický trinokulární mikroskop H 6000 s digitální kamerou Micrometrics 318 CU,
  • systém pro obrazovou analýzu LUCIA G,
  • přístroje pro stanovení teploty vzplanutí v o. k.,
  • viskotester VT-6R, viskozimetr Höppler, refraktometr AR3 a ruční refraktometry, viskozitní lázeň TV 2000 s příslušenstvím,
  • možnost společného využívání rastrovacího elektronového mikroskopu Vega Tescan 5130 SB s energiově-disperzním analyzátorem Quantax 200 a s naprašovačkou SC7620 (Quorum).

 

Analýza maziv, založená na kombinaci několika metod, vytváří předpoklady pro získání komplexních informací o průběhu provozního opotřebení jak olejů, tak jimi mazaných mechanizmů. Optimalizací hospodaření s mazivy a správnou aplikací tribodiagnostických postupů při provozu dopravních prostředků lze dosáhnout snížení nejen provozních nákladů, ale i negativních účinků dopravy na životní prostředí.

 

Bližší informace:      Ing. Marie Sejkorová, Ph.D.

                                   tel.  466 036 696, 466 038 998

                                   e-mail   Marie.Sejkorova@upce.cz