Анализ масла в турбинах

Контроль работы турбин при помощи анализа масла хорошо известен и хорошо зарекомендовал себя. Все турбины, как паровые, так и газовые, оснащены большим масляным резервуаром для смазки подшипников турбины. В старых конструкциях были предусмотрены отдельные поддоны для гидравлического управления клапанами, тогда как в новых конструкциях поддоны гидравлического и смазочного масла могут быть соединены вместе. Операторы электростанции, плохо знакомые с анализом масла, могут легко запутаться в том, что представляют собой все эти испытания. К счастью, отрасль разработала всеобъемлющие спецификации для контроля смазки электростанции, такие как ASTM D4378 и ASTM D6224, которые определяют почти все испытания, используемые для квалификационной оценки смазочных материалов для контроля новых и действующих электростанций.

В стандарте ASTM D4378, «Стандартная методика текущего контроля минеральных турбинных масел в процессе эксплуатации паровых, газовых и парогазовых турбин», рассматриваются рекомендуемые испытания паровых и газовых турбин. Согласно ASTM, целью этой методики является «поддержание эффективной смазки всех частей турбины и защита от возникновения проблем, связанных с ухудшением характеристик и загрязнением масла».

В стандарте ASTM D6224, «Стандартная методика текущего контроля смазочного масла в процессе эксплуатации вспомогательного оборудования электростанций» основное внимание уделяется вспомогательному оборудованию, которое обеспечивает работу турбин, вырабатывающих электроэнергию. К вспомогательному оборудованию относятся такие элементы, как редукторы, гидравлические системы, дизельные двигатели, насосы, компрессоры и системы электрогидравлического управления (EHC). В видео «Спросите эксперта» мы стараемся донести всю эту информацию до ее основ, в том числе, на какие конкретные испытания следует обратить внимание и какие комплекты оборудования позволяют проводить эти испытания на турбинах и вспомогательном оборудовании.

Рекомендуемые анализы

Кинематическая вязкость

Сопротивление жидкости перемещению самотеком. Вязкость является наиболее важным физическим свойством смазочных материалов. Смазочные материалы должны иметь надлежащие характеристики текучести, чтобы гарантированно в достаточном количестве достигать подлежащих смазке деталей при различных рабочих температурах. 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. На электростанциях 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.

Общее кислотное число

Метод титрования, предназначенный для определения относительной кислотности в смазочном материале. Кислотное число используется в качестве индикатора при отслеживании ухудшения свойств масла под действием окисления в процессе эксплуатации и часто упоминается в руководствах производителей комплектного оборудования или смазочных материалов, которым следуют на электростанциях. 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.

Попадание воды

Вода является наиболее распространенным жидким загрязнителем на электростанциях 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. Содержание воды в смазочном материале не должно превышать 0,25% при смазке большей части оборудования и не более 100 ppm при смазке турбины и систем управления. 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.

Изменение уровня противоокислительных присадок

Определяет содержание противоокислительной присадки. По мере накопления продуктов окисления масло теряет свои свойства и в большинстве случаев становится окисленным. Если окисление достигает высокого уровня, смазочный материал разъедает критически важные поверхности оборудования. Турбинные масла с длительным сроком службы содержат присадки, предназначенные для подавления эффектов окисления, таких как шлам и лак. Отложения лака по-прежнему является проблемой для специалистов по обслуживанию турбин, работающих с маслами API второй группы. Использование на месте эксплуатации простого фильтра и цветных спектрофотометров позволяет определять возникновение лакирования.

Количество частиц

Мера чистоты масла; это испытание является критически важным для систем гидравлики, турбин и фильтруемых редукторов. Данное испытание превратилось в нечто большее, чем просто мера эффективной фильтрации. Новые технологии, такие как LaserNet Fines, не только подсчитывают количество частиц и сообщают о них в соответствии с ISO 4406 или SAE AS 4059, но и предоставляют подробную информацию, позволяющую понять, почему и откуда происходят эти частицы. Визуализация частиц позволяет специалистам по техническому обслуживанию электростанции немедленно обнаруживать частицы песка / грязи, а также уровень металлической стружки, который вносит свой вклад в подсчет частиц. Этот уровень детализации позволяет разрабатывать более умные рабочие решения с акцентом на устранение первопричины высокого количества частиц.

Спектроскопия химических элементов

Методика обнаружения и количественного определения металлических 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) из состава твердых частиц. Этот тест является важнейшим для диагностического анализа масла, поскольку он быстро и точно предоставляет информацию о машине, уровне загрязнения и степени износа. Его основным ограничением является низкая эффективность обнаружения частиц размером более 5 микрон (мкм) или более. Многие производители комплектного оборудования публикуют данные об износе по анализу содержания химических элементов для предупреждения, поэтому обязательно ознакомьтесь с руководствами производителей комплектного оборудования для получения информации о допустимом уровне износа.

WDA (анализ продуктов износа / аналитическая феррография)

WDA - аналитический метод, согласно которому магнитные частицы — продукты износа — отделяются от масла и осаждаются на предметном стекле, которое называется феррограммой. Микроскопическое исследование, предметного стекла позволяет 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.