Анализ турбинного масла

Турбинные масла в системах смазки и управления паровых и газовых турбин выполняют функции:

• гидродинамической смазки подшипников и коробок передач;
• рассеивания тепла;
• рабочей жидкости в контурах управления и безопасности;
• предупреждения возникновения трения и износа ножек зубьев в коробках передач при ударных ритмах работы турбин.

Для выполнения вышеназванных функций в неблагоприятных условиях эксплуатации (экстремально высокие температуры, вовлеченный воздух, влажность, загрязнение обломками и мусором, и т.д.) турбинные масла должны соответствовать следующим требованиям:

• стойкостью к старению;
• гидролитической стабильностью;
• высокими антикоррозийными свойствами даже в присутствии воды, пара, конденсата;
• надежным водо-отделением паров и выделением конденсированной воды;
• малым вспениванием;
• хорошей фильтруемостью и высокой степенью чистоты.

Чтобы соответствовать предъявляемым требованиям турбинные масла производятся из высококачественных дистиллятных масел с добавлением ингибиторов окисления и антикоррозийных, противозадирных и противоизносных присадок. Нормативные требования к турбинным маслам приведены в:

• ГОСТ 32-74 — масла тypбинныe.
• ГОСТ 9972-74 — масла нефтяные турбинные с присадками.
• ГОСТ 10289-79 — масло для судовых газовых турбин.
• ГОСТ 29174-91 — масла минеральные смазочные для тypбин.

Паровые или газовые турбины относятся к категории ответственного энергетического оборудования и предъявляют повышенные требования к качеству турбинных масел. Всестороннему лабораторному анализу подлежат:

• свежие поступившие турбинные масла;
• масла перед заливкой в системы смазки турбин;
• масла, находящиеся в резерве.

При этом всесторонний лабораторный анализ турбинного масла подразумевает определение всех показателей по соответствующим методикам (см. табл.1).

 

 

Таблица 1 – Физико-химические показатели турбинных масел

 

В процессе эксплуатации рекомендуется проводить сокращенный анализ турбинного масла, который включает определение:

• кислотного числа,
• содержания водорастворимых кислот и щелочей,
• вязкости,
• наличия механических примесей и продуктов износа.

Сокращенный анализ турбинного масла должен проводиться с периодичностью 2 раза в месяц или 1 раз в два месяца, в зависимости от значения кислотного числа (КОН) и общего текущего состояния масла. В случае значительного ухудшения качества турбинного масла, устанавливаются более частые анализы масла.

Компания MVR является ведущим отечественным поставщиком средств оперативного контроля качества масел и рекомендует проводить сокращенный анализ турбинного масла непосредственно на рабочей площадке с помощью минилаборатории, включающей в свой состав:

• элементный анализатор, позволяющий определять в продуктах износа до 22 химических элементов (32 элемента – в расширенной комплектации). Тем самым, по содержанию в масле алюминия, железа, хрома, меди, олова, титана, ванадия, молибдена, свинца, никеля и серебра можно диагностировать наиболее нагруженные детали и узлы турбины.
• счетчик частиц, обеспечивающий подсчет частиц с определением их формы. Данная возможность позволяет не только подтвердить данные ик-анализатора по наиболее изнашиваемым деталям и узлам турбины, но и определить тип износа − усталостный, абразивный, износ при трении скольжения и др. Помимо этого, счетчик частиц определяет класс чистоты масла по ISO 4406, наличие капель воды и волокон, а также динамическую вязкость масел до значения ISO 320 без разбавления. Напомним, что предельные значения чистоты масла по ISO 4406 должны быть не хуже 24/18/15.
• инфракрасный анализатор масла, определяющий содержание в турбинном масле воды (ppm), окисления (абс./мм2) и общее кислотное число (мгКОН/г). Напомним, что наличие воды приводит к быстрому окислению масла, потере рабочих свойств и коррозии внутренних металлических поверхностей турбины.
• вискозиметр для определения кинематической вязкости при температуре 100°С. Допустимо к эксплуатации турбинное масло с 5% отклонением вязкости от первоначального значения. При 10% отклонении в величине вязкости – турбинное масло подлежит замене.
• встроенный миникомпьютер для автоматической обработки результатов измерений.

Таким образом, с помощью минилаборатории вы всего за 8-10 минут можете точно определить текущее состояние турбинного масла, провести оценку его остаточного ресурса и диагностировать повышенный износ конкретных деталей и узлов турбины. При этом, оператору совершенно не обязательно иметь специальное химическое образование – для работы с минилабораторией и достаточно прохождения 3-х дневного обучения в нашем Учебном центре. Также рекомендуем вам повысить свою квалификацию на курсе «Основы трибодиагностики. Анализ турбинного масла». Записаться на ближайший набор слушателей вы можете здесь.

 

 

Анализ трансформаторного масла

Особенностью эксплуатации трансформаторов является невозможность обнаружения многих  повреждений и отклонений, особенно – зарождающихся внутренних дефектов. Казалось бы, достаточно сложная ситуация для контроля состояния трансформаторов, но, к счастью,  она благополучно разрешается через анализ трансформаторного масла. Все дело в том, что различные дефекты трансформатора (местные перегревы, частичные разряды, искрение в контактах, старение изоляции и др.), а также увлажнение, загрязнение, попадание воздуха или других газов приводят к изменению химического состава и основных характеристик масла. По этой причине химический анализ трансформаторного масла является старейшим и достоверным способом диагностики состояния трансформаторов.

Свежее трансформаторное масло – прозрачная жидкость светло-желтого цвета, выполняющая функции диэлектрика и теплоотводящей среды. В процессе эксплуатации, масло постепенно темнеет и мутнеет, при этом изменяются его основные физико-химические и диэлектрические показатели: пробивное напряжение, содержание механических примесей, кислотное число, содержание водорастворимых кислот и щелочей, температура вспышки, влагосодержание, газосодержание и др. Предельно допустимые значения основных показателей трансформаторного масла регламентируются соответствующими ГОСТами.

Анализ масла трансформатора может проводиться по сокращенной и полной форме. При сокращенном анализе:

• визуально оценивают внешний вид, цвет и замутненность масла, наличие механических примесей и свободной воды;
• определяют пробивное напряжение, кислотное число, температуру вспышки, реакцию водной вытяжки.

При полном анализе трансформаторного масла, в добавление к объему сокращенного анализа, определяют:

• тангенс угла диэлектрических потерь при 90°С;
• количественное содержание механических примесей и воды;
• газосодержание;
• наличие растворенного шлама (потенциального осадка);
• содержание антиокислительной присадки ионол;
• стабильность против окисления.

Полный анализ масла трансформатора рекомендуют проводить при приближении одного или нескольких показателей масла к предельно допустимому значению, а также при ухудшении характеристик твердой изоляции и (или) интенсивном старении масла. Такой анализ позволяет спрогнозировать дальнейший ресурс масла, выявить причины ухудшения его качества и правильно подобрать необходимые мероприятия по восстановлению его эксплуатационных свойств.

В рамках полного анализа трансформаторного масла проводится и хроматографический анализ газов растворенных в трансформаторном масле. Данный вид анализа практически не дает никакой информации о качестве и состоянии масла, но при этом, несет очень полезную диагностическую информацию о внутренних дефектах трансформатора. Все дело в том, что появление того или иного газа растворенного в масле обусловлено тем или иным дефектом трансформатора.

Анализ газов в трансформаторном масле, а именно определение их концентраций и сравнение с граничными значениями, позволяет с точностью до 95% диагностировать внутренние дефекты трансформаторов по содержанию:

• Водорода ( ) – дефекты электрического происхождения (частичные разряды невысоких энергий, искровые дуговые разряды, горячая точка);
• Ацетилена ( − разряды высокой энергии (искрения, дуга) нагрев выше 700°С;
• Метана ( нагрев масла и изоляции до температуры 250-400°С за счет перегрузки трансформатора или дефектов системы охлаждения, а также за счет частичных разрядов невысокой энергии;
• Этана ( ) – термический нагрев масла и бумажно-масляной изоляции до температур свыше 300°С;
• Этилена ( − высокотемпературный нагрев масла и бумажно-масляной изоляции до температур свыше 600°С;
• Оксида углерода (СО) − старение и увлажнение масла (или твердой изоляции), перегрев изоляции по всей массе;
• Диоксида углерода ( − нагрев и старение твердой изоляции (бумаги, картона).

Таким образом, анализ газов в трансформаторном масле позволяет идентифицировать, локализовать и прогнозировать развитие дефектов трансформаторов, и соответственно, принять необходимые меры по ремонту и обслуживанию трансформаторов.

Химический анализ трансформаторного масла проводится только в стенах лабораторий и требует  специального оборудования и квалифицированного персонала. К тому же, процедура анализа достаточно длительная и кропотливая, занимающая до нескольких дней. В условиях же действующего производства, ответ о качестве масла очень часто необходим «здесь и сейчас».

Компания MVR, являясь производителем разнообразного диагностического оборудования, предлагает замечательную альтернативу стационарным химлабораториям – мобильный анализатор масла, основанный на определении изменения диэлектрической постоянной масла. С его помощью вы легко реализуете мониторинг состояния ваших трансформаторов, контролируя изменение диэлектрической постоянной – одной из главных показателей в трибодиагностике. Процедура анализа занимает всего несколько минут, по истечении которых вы уверенно можете судить о состоянии масла и его пригодности к дальнейшей эксплуатации.

Еще более продвинутым средством мониторинга трансформаторного масла является мобильная минилаборатория, с помощью которой всего за несколько минут вы сможете не только обеспечить контроль диэлектрической постоянной, но и определить:

• вязкость масла при 40°C;
• химический индекс масла;
• количество железосодержащих и не содержащих железо частиц;
• индекс загрязнения;
• распределение частиц в соответствии с ISO и NAS;
• водосодержание в %;
• содержание и состав продуктов износа.

Необходимо отметить, что для работы с маслоанализатором достаточно самостоятельного изучения инструкции по эксплуатации и прохождение трехдневного обучения в Учебном центре компании MVR. Также всем специалистам, связанным с трибодиагностикой промышленного оборудования мы рекомендуем пройти обучение на курсе «Основы теории смазки машин и механизмов. Анализ масла трансформаторов». Спешите записаться на ближайший курс.