Анализ масла в насосах

Насосы используются на промышленных предприятиях и в автомобильных парках для перемещения жидкостей и газов. Большинство насосов, используемых в промышленности, являются поршневыми или центробежными. В обоих случаях подшипники являются тем компонентом, который требует смазки и контроля. Роторные объемные насосы имеют шестерни, винты, лопатки или лопасти, которые также смазываются, как правило, перекачиваемой жидкостью, будь то смазочное масло или смесь масла и воздуха.

Для чего нужен мониторинг насосов?

Отказы подшипников являются второй по значимости причиной ремонта насосов после отказов торцевых уплотнений. Техническое обслуживание насоса с использованием анализа масла фокусируется в основном на подшипниках и сроке их службы. Большинство подшипников не достигают своего теоретического срока службы (десять лет). Две трети всех подшипников качения, которые потребовали замены в процессе эксплуатации, вышли из строя преждевременно. Только одна треть подшипников выходит из строя из-за усталостного выкрашивания (срок службы L10). Из тех двух третей, которые вышли из строя преждевременно, разрушения выглядят следующим образом:

30% подшипников преждевременно выходят из строя из-за проблем со смазкой

Плохая или неправильная смазка
Ухудшение свойств смазочного материала
Недостаток смазочного материала

17% повреждений связаны с загрязнением подшипника. Это самый распространенный фактор, потому что загрязняющие вещества есть везде

Типичные загрязнители:

Воздух
Вода
Очищающие / технологические химикаты
Твердые частицы

Мониторинг насосов с помощью анализа масла является общепринятым методом улучшения среднего времени безотказной работы (MTBF) насоса.

Классификация насосов

Кинематическая вязкость

Вязкость является наиболее важным физическим свойством смазочного материала для насосов. Вязкость смазочных материалов варьируется в зависимости от их класса или марки, а также от степени окисления и загрязнения в процессе эксплуатации. Ожидается, что вязкость масла будет увеличиваться со временем и в процессе использования, а потеря вязкости считается более серьезным фактором, чем ее повышение. Для роторных винтовых систем, в которых масло смешивается со смазочным материалом и затем отделяется, вязкость следует измерять после сепаратора, в противном случае воздух или газ будут влиять на результат измерения. Вязкость обычно измеряют сразу после замены масла для подтверждения, что было добавлено правильное масло, а кроме того, измерения проводят периодически. Новые технологии позволяют с легкостью измерять кинематическую вязкость. Имеющиеся сегодня системы, не требующие растворителей, компактные, сочетают простоту использования с возможностью регистрации данных.

Попадание воды

Вода является наиболее распространенным жидким загрязнителем в насосах во всем мире, и ее содержание необходимо постоянно контролировать. Избыток воды в системе ухудшает способность смазки отделять движущиеся части друг от друга, что приводит к сильному износу и высокому трению. Загрязнение водой не должно превышать 0,25% для большей части оборудования, хотя для центробежных насосов, используемых на электростанциях, устанавливаются гораздо более жесткие ограничения, например, 500 ppm для подшипников питательного насоса котла. Существует ряд новых технологий для обнаружения попадания воды в смазочные масла, при этом результаты, полученные в процессе эксплуатации на местах, чрезвычайно хорошо коррелируют с лабораторными методами.

Количество частиц

Метод подсчета количества частиц определяет чистоту жидкости и является критическим испытанием для центробежных насосов, где ведется контроль состояния подшипников скольжения или подшипников качения. Для поршневых насосов этот метод помогает определить, происходит ли проникновение загрязнителей или износ других движущихся частей, помимо подшипников. Шестеренные и лопастные насосы имеют очень жесткие допуски и имеют тенденцию к заклиниванию, если масло не отфильтровано должным образом. При увеличении количества частиц важно понять причину. Новые технологии, такие как LaserNet Fines, не только подсчитывают количество частиц и сообщают о них в соответствии с ISO 4406 или ГОСТ 17216, но и предоставляют подробную информацию о структуре частиц, чтобы помочь пользователю обнаружить источник их происхождения. Визуализация частиц позволяет специалистам по техническому обслуживанию немедленно обнаруживать частицы песка / грязи, а также уровень металлической стружки, который вносит свой вклад в подсчет частиц.

Общее кислотное число

Относится к методу титрования, предназначенному для определения относительной кислотности в смазочном материале. Часто замена масла рекомендуется, когда значение TAN достигает заданного уровня для данного смазочного материала и области применения. Резкий рост значения TAN свидетельствует о ненормальных условиях работы (например, перегрев), которые требуют обследования.

Элементная спектроскопия

Элементная спектроскопия — это метод обнаружения и количественного определения химических элементов в отработанном масле, образующихся в результате износа, загрязнения и работы присадок. Пробу масла насыщают энергией, чтобы каждый химический элемент излучал или поглощал измеряемое количество энергии, определяющее концентрацию каждого элемента в масле. Результаты отражают концентрацию всех растворенных металлов (из комплексов присадок) и твердых частиц. Этот тест является основой для проведения локального и стороннего анализа масла, поскольку он относительно быстро и точно предоставляет информацию о машине, уровне загрязнения и степени износа.

С помощью элементной спектроскопии можно обнаруживать износ роликов из цветных металлов на подшипниках насосов.

Инфракрасная спектроскопия

Инфракрасная спектроскопия является отличным методом для обнаружения органических загрязнений, воды и продуктов разложения масла в пробе отработанного масла. Они обнаруживаются путем анализа инфракрасного спектра отработанного масла и поиска поглощения на определенных пиках, которые соответствуют присутствию различных компонентов. Концентрация этих компонентов пропорциональна количеству света, поглощенного на интересующей длине волны.

Окисление является мерой содержания побочных продуктов разложения в масле. Если окисление достигает высокого уровня, смазочный материал разъедает критически важные поверхности насоса и способствует отложению шлама или лакообразного нагара на сервоклапанах. Чем больше «число окисления», тем больше степень окисления.

WDA (анализ продуктов износа / аналитическая феррография)

WDA описывает либо участок поверхности, либо аналитический метод, согласно которому магнитные частицы — продукты износа — отделяются от масла и осаждаются на предметном стекле, которое называется феррограммой. Микроскопическое исследование, или предметное стекло, или участок поверхности позволяют охарактеризовать тип износа и возможные источники износа в машине. Этот метод известен как аналитическая феррография. Это превосходный индикатор ненормального износа деталей из черных и цветных металлов, однако, как правило, к его проведению допускаются только квалифицированные специалисты по анализу.