Partner serwisu

Badania olejów turbinowych

Kategoria: Remonty, UR

Zastosowanie olejów w maszynach i urządzeniach eksploatowanych w kraju wymaga szczególnej ostrożności, gdyż często nie są one kompatybilne z obowiązującymi normami. Dlatego decyzja o użyciu konkretnego oleju powinna być poprzedzona odpowiednimi badaniami.

Badania olejów turbinowych

    Wprowadzenie na rynek polski bogatego asortymentu olejów smarowych produkowanych przez zagranicznych producentów w rafineriach lub w blendowniach na bazie różnych komponentów i dodatków uszlachetniających według obowiązujących norm i specyfikacji nie zawsze jest kompatybilne z polskimi normami przedmiotowymi. Przed użyciem danego oleju powinny być wykonane badania kwalifikujące, analiza jego podstawowych własności fizykochemicznych, ocena własności użytkowych i mieszalności z olejami krajowymi.


Badanie kwalifikujące
    Badanie odporności na starzenie olejów turbinowych metodą długotrwałego utleniania stosuje się do oceny odporności na utlenianie tylko olejów świeżych, a warunki badania zbliżone są do warunków, w jakich znajduje się olej w turbinach w czasie eksploatacji. Oznaczanie odporności olejów na utlenianie jest badaniem uznanym przez producentów olejów zarówno w kraju, jak i za granicą jako kwalifi kujące (opisane jest w normie PN-83/C-041148. Przetwory naftowe. Oznaczanie odporności na utlenianie olejów turbinowych z dodatkami). Jej odpowiednikiem jest norma amerykańska – ASTM D 943-76 Standard test method for oxidation characteristics of inhibited steam turbine oils. Odporność olejów turbinowych na utlenianie ocenia się, oznaczając liczbę kwasową oleju, która po 2000 godzin utleniania nie może być większa niż 2 mg KOH/g oleju.

Podstawowe wymagania dla olejów mieszanych
    Zastosowanie zagranicznych olejów w krajowych maszynach i urządzeniach wymaga przeprowadzenia szczegółowej analizy olejów wyjściowych stanowiących podstawę do wykonania mieszanek.
    Olej turbinowy w miarę użytkowania w układach łożysk i regulacji turbiny podlega procesowi utleniania (starzenia). Przebieg tego procesu zależy od bazy węglowodorowej, składników uszlachetniających oraz od warunków eksploatacji. Olej smarowy jest dość łatwo atakowany przez tlen, a w trakcie pracy poddawany jest silnemu oddziaływaniu termicznemu, w wyniku którego następuje przyspieszenie procesów starzenia. Olej turbinowy musi posiadać wysoką odporność na utlenianie, aby zachować swe własności użytkowe przez cały okres eksploatacji. Szybkość destrukcji utleniającej i termicznej olejów turbinowych można w znacznym stopniu zmniejszyć przez dodawanie stosunkowo niewielkich ilości różnego rodzaju związków organicznych. Olej bazowy stosowany do produkcji olejów turbinowych wykazuje niską odporność na utlenianie i dlatego dodawane są do niego specjalne antyutleniacze. Substancje te z punktu widzenia mechanizmu ich działania przerywają zachodzące reakcje polimeryzacji. Działanie ich polega na zakończeniu łańcuchów reakcji i dlatego bardzo mała ilość inhibitora może powodować ograniczenie stopnia utleniania. Powszechnie jako inhibitory utleniania stosowane są pochodne fenoli. Lepsze wyniki uzyskuje się w przypadku mieszanin antyutleniaczy, niż tych samych substancji stosowanych pojedynczo.


Olejowe pęcherzyki
    Źródłem większości problemów spotykanych obecnie w układach smarujących turbiny nie jest już jakość stosowanego oleju. Wysokiej jakości oleje turbinowe, sporządzone ze specjalnie dobranych olejów bazowych i dodatków  uszlachetniających, są w stanie sprostać najostrzejszym wymaganiom.
    W trakcie pracy turbin najczęściej występującym problemem jest kontakt oleju z powietrzem lub wodą. Z tego względu istotny jest dobór oleju o odpowiednich własnościach użytkowych.
    We wszystkich dynamicznych układach może dochodzić do nasycenia oleju powietrzem, na przykład podczas napełniania układów turbin olejem lub podczas przepływu oleju przez łożyska, złączki, skrzynie biegów. Początkowo powietrze jest „wchłaniane” w szybszym tempie niż jest wydzielane. Jednak ostatecznie osiągana
jest równowaga pomiędzy obiema szybkościami z większym lub mniejszym chwilowym zatrzymaniem pewnej liczby pęcherzyków powietrza w oleju.
    W zbiornikach olejowych, w których występuje uspakajanie oleju, pęcherzyki powietrza o średnicy większej niż 1 mm dążą do powierzchni oleju, gdzie natychmiast się rozrywają lub przekształcają w pianę. Mniejsze pęcherzyki o średnicy w zakresie od 10-3 do 1 mm pozostają w oleju. Do powierzchni oleju dążą one bardzo powoli, a część z nich wcale. To właśnie te pozostałe mniejsze pęcherzyki tworzą napowietrzenie oleju.
    W praktyce mamy do czynienia z układami olejowymi dużych turbin parowych, w których olej ma czas na uspokojenie. W takich warunkach następuje minimalna liczba zderzeń pęcherzyków powietrza, co znacznie ogranicza powstawanie dużych pęcherzyków. W ten sposób utrudnione jest lub nawet uniemożliwione ich
dążenie do powierzchni oleju.
    W zespołach małych turbin gazowych, gdzie z uwagi na małą objętość zbiornika i wysoką szybkość cyrkulacji oleju, olej w zbiorniku znajduje się w stanie wzburzonym, pęcherzyki nieprzerwalnie zderzają się ze sobą, cienka warstewka pomiędzy dwoma pęcherzykami jest zrywana i pęcherzyki te łączą się w jeden duży, który dalej dąży szybciej do powierzchni oleju.
    W procesie produkcji olejów podstawowych przeznaczonych do otrzymywania olejów turbinowych powinno się dążyć do usuwania składników o niskim napięciu powierzchniowym w celu zmniejszenia tendencji do tworzenia się pęcherzyków powietrza w oleju.
    Oprócz procesów, takich jak wydzielanie powietrza i pienienie przyczyną poważnych problemów występujących w układach turbinowych mogą być przebiegające w sposób nieprawidłowy deemulgowanie lub oddzielanie wody. Oleje turbinowe wyprodukowane są ze specjalnie oczyszczonych i przygotowanych olejów podstawowych, charakteryzujących się już dobrą deemulgowalnością bez potrzeby ich dodatkowego ulepszania.

Literatura
1) Kania A.: Badania odporności na starzenie krajowych i zagranicznych olejów turbinowych metodą długotrwałego utleniania. Energetyka 2000, nr 5.
2) PN-83/C-04148. Przetwory naftowe. Oznaczanie odporności na utlenianie olejów turbinowych z dodatkami.
3) ASTM D 943-76. Standard test method for oxidation characteristics of inhibited steam turbine oils.
4) Pinko J.: Wykorzystanie spektrofotometrii w podczerwieni do oznaczania inhibitora utleniania oraz produktów starzenia w olejach turbinowych. Energetyka 2003, nr 2.
5) Szczawnicka E., Kołodziejczyk K.: Wybrane zagadnienia dotyczące smarowania turbin parowych. Materiały z VII Konferencji Naukowo-Technicznej. Szczyrk 1998.
6) Wnuk S., Szczawnicka E., Kania A., Śliwa A.: Wytyczne stosowania paliw ciekłych, olejów i smarów w Energetyce. Centralne Laboratorium Naftowe, Warszawa 1998.
7) PN-V-04045. Przetwory naftowe. Badanie mieszalności turbinowych olejów turbinowych olejów smarowych.
8) PN-C-04178:91. Przetwory naftowe. Oznaczanie zawartości stałych ciał obcych w olejach smarowych i hydraulicznych na sączku membranowym.
9) PN-C-04131:76. Przetwory naftowe. Badanie odporności na utlenianie olejów turbinowych inhibitowanych.
10) PN-ISO 8068. Środki smarowe, oleje przemysłowe i produkty podobne (klasa L) – Grupa T(Turbiny) – Wymagania dla olejów smarowych do turbin.

Autor: Jadwiga Pinko, „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o., Centralne Laboratorium

Artykuł został opublikowany w magazynie "Chemia Przemysłowa" nr 3/2012

Źródło fot.: www.photogenica.pl

ZAMKNIJ X
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ