Класс чистоты масла ISO 4406: как читать код и какой нужен

Класс чистоты масла по ISO 4406 записывают тремя числами, например 18/16/13. Это номера диапазонов для частиц размером ≥4, ≥6 и ≥14 мкм(c) в 1 мл пробы: чем больше номер, тем грязнее масло, и каждая следующая ступень означает примерно вдвое больше частиц. Нужный класс выбирают по самому чувствительному узлу системы и требованиям производителя.

Как устроен код ISO 4406

Код состоит из трёх номеров шкалы, разделённых косой чертой:

Позиция в коде	Какие частицы считают
Первое число	все частицы ≥4 мкм(c) в 1 мл
Второе число	все частицы ≥6 мкм(c) в 1 мл
Третье число	все частицы ≥14 мкм(c) в 1 мл

Счёт накопительный: частица размером 20 мкм попадает во все три числа сразу, потому что она больше и 4, и 6, и 14 мкм. Индекс (c) означает, что размеры получены на автоматическом счётчике, откалиброванном по ISO 11171.

Первое издание стандарта давало код по двум размерам, ≥5 и ≥15 мкм. Размеры 4, 6 и 14 мкм(c) появились вместе с новой калибровкой автоматических счётчиков; по данным Ayalytical (поставщик счётчиков PAMAS), 6 и 14 мкм(c) соответствуют прежним 5 и 15 мкм. При счёте под микроскопом по-прежнему используют два размера, 5 и 15 мкм, а на месте первого числа ставят прочерк: например, —/18/13.

Таблица номеров шкалы

Номер шкалы определяют по числу частиц в 1 мл. Каждый следующий номер примерно вдвое больше предыдущего (ряд Ренара). Ниже — диапазоны из таблицы Donaldson, приведённые к 1 мл (в исходной таблице значения даны на 100 мл).

Номер шкалы	Частиц в 1 мл, больше	до (включительно)
24	80 000	160 000
23	40 000	80 000
22	20 000	40 000
21	10 000	20 000
20	5 000	10 000
19	2 500	5 000
18	1 300	2 500
17	640	1 300
16	320	640
15	160	320
14	80	160
13	40	80
12	20	40
11	10	20
10	5	10
9	2,5	5
8	1,3	2,5

Как прочитать код: пример

Возьмём результат 18/16/13:

1. 18 — в 1 мл больше 1300 и не больше 2500 частиц размером ≥4 мкм(c).
2. 16 — больше 320 и не больше 640 частиц ≥6 мкм(c).
3. 13 — больше 40 и не больше 80 частиц ≥14 мкм(c).

Если следующая проба показала 16/14/11, масло стало чище примерно в четыре раза по каждому размеру: две ступени, каждая вдвое. Обратное тоже верно: рост на одну ступень — это примерно удвоение загрязнения.

Чего код не показывает

Noria (журнал Machinery Lubrication) предупреждает, что на код ISO полагаются слишком сильно, а для оценки пробы он должен играть второстепенную роль:

• Код огрубляет тренд. Внутри одной ступени число частиц может вырасти вдвое и не поменять номер. Если цель 19/17/14, прошлая проба была 18/16/13, а новая 19/17/14, формально цель выполнена, хотя поступление частиц могло вырасти в два–четыре раза.
• Нужны исходные счёты. Лаборатории часто дают счёт по большему числу размеров, например >4, 6, 10, 14, 21, 38, 70 и 100 мкм. Именно сырые данные позволяют сверить счёт частиц с элементным анализом и содержанием ферромагнитных частиц.
• Код ничего не говорит о природе частиц: пыль это, металл износа или мягкие продукты старения масла. Для этого нужны другие тесты, см. статью «Анализ масла и трибодиагностика: третий столп надёжности».

Какой класс чистоты нужен

Целевой класс сначала ищут в документации производителя оборудования. Если её нет, используют таблицы рекомендуемых значений. Ниже выдержка из таблицы, опубликованной ExxonMobil в техническом материале Mobil о чистоте масла (для масел на минеральной основе, ISO 4406:1999, размеры 4/6/14 мкм(c)).

Узел	Давление до 140 бар	140–212 бар	Выше 212 бар
Шариковый подшипник	15/13/10	—	—
Роликовый подшипник	16/14/11	—	—
Подшипник скольжения (высоко- и низкооборотный)	17/15/12	—	—
Промышленный редуктор	18/16/13	—	—
Шестерённый насос постоянной подачи	20/18/15	19/17/14	—
Регулируемый поршневой насос	18/16/13	17/15/12	16/14/11
Пропорциональный распределитель	17/15/12	17/15/12	16/14/11
Сервоклапан	16/14/11	16/14/11	15/13/10
Гидроцилиндр	17/15/12	16/14/11	15/13/10

Как пользоваться таблицей, по тому же источнику:

1. Выберите самый чувствительный узел. Если один бак питает несколько систем, цель задают по самому требовательному потребителю.
2. Для негорючих и водосодержащих жидкостей (например, водогликолевых) берите код на одну ступень ниже табличного.
3. Ещё на две ступени ниже, если оборудование часто запускают на холоде, оно работает с ударными нагрузками или сильной вибрацией либо узел критичен для надёжности всей системы.

Для Казахстана второе и третье условия типичны: гидравлика экскаваторов и редукторы приводов ГОК зимой стартуют на морозе и работают с ударной нагрузкой. Практика отбора проб и лабораторного анализа таких узлов — в статье «Лабораторный анализ масла для редукторов и гидравлики ГОК».

Как измеряют класс чистоты

Метод	Как работает	Особенности
Автоматический оптический счётчик, ISO 11500	Проба проходит через капилляр, луч лазера или белого света; частица даёт тень на фотоприёмнике, по падению сигнала определяют размер	Самый распространённый метод, полностью автоматический, результат быстрый
Счётчик с разбавлением пробы, ASTM D7647	Та же оптика, но пробу предварительно разбавляют растворителем	Отсекает часть «мягких» частиц и считает твёрдые; дольше, чем ISO 11500
Микроскоп, ISO 4407	Пробу фильтруют через мембрану и считают частицы под оптическим микроскопом	Исторически первый метод; очень трудоёмкий, сейчас применяется редко
Онлайн-монитор	Датчик в байпасе линии смазки считает частицы непрерывно	Даёт тренд в реальном времени без отбора проб

Калибровка автоматических счётчиков выполняется по ISO 11171. В лабораторном счётчике проходит около 100 мл пробы, а результат пересчитывают на 1 мл.

Какой бы метод ни использовался, проба должна быть представительной. Как подчёркивает ExxonMobil, неправильный отбор меняет чистоту масла в бутылке, искажает результат и ведёт к неверным выводам.

Лаборатория или прибор на объекте. Во внешнюю лабораторию пробу нужно отправить и ждать результата. Анализ на предприятии убирает это ожидание: масло можно проверить сразу после замены, фильтрации или ремонта и сразу принять решение.

Какой прибор выбрать

• Комплексный анализ масла на предприятии — Spectro MiniLab 153 (AMETEK Spectro Scientific). По данным производителя, комплекс выполняет четыре теста меньше чем за 15 минут: элементный анализ (ASTM D6595), счёт частиц с кодами ISO и ферромагнитные частицы (ASTM D7596, модуль LaserNet Fines), вязкость (ASTM D8092) и химию масла (ASTM D7889). Отчёты и тренды ведутся в программе TruVu 360.
• Другие приборы для анализа масла — в разделе анализ масла.

KEG TRK поставляет оборудование в Казахстане и помогает подобрать его под задачу. Цена по запросу.

Источники

• Donaldson. Understanding ISO Cleanliness Codes: https://www.donaldson.com/en/resources/technical-articles/understanding-iso-cleanliness-codes/
• Noria Corporation, Machinery Lubrication. What Is the ISO Cleanliness Code?: https://www.machinerylubrication.com/Read/28979/iso-cleanliness-code
• ExxonMobil. Mobil Technical Topic: How to ensure proper oil cleanliness in lubrication systems: https://www.mobil.com/lubricants/-/media/project/wep/mobil/mobil-row-us-1/pdf/technical-topic-how-to-ensure-proper-oil-cleanliness-in-lubrication-systems.pdf
• Ayalytical (PAMAS). ISO 4406: https://ayalytical.com/iso-4406/
• AMETEK Spectro Scientific. MiniLab 153: https://www.spectrosci.com/product/minilab-153