Параметры анализа масла
Ключевые параметры анализа зависят от типа используемого компрессорного масла. Большинство новых роторных компрессоров оснащены маслом на основе полигликоля. Для компрессорных масел на основе полигликоля или полигликоля / сложного полиэфира большой интерес представляют следующие параметры:
- pH – быстрое или чрезмерное снижение pH указывает на попадание кислых газов или других загрязняющих веществ из окружающей среды. Это потребует замены масла, но также указывает на необходимость устранения источника загрязнения.
- AN – Кислотное число указывает на оставшийся полезный срок службы масла. AN может увеличиваться либо при окислительном разложении масла, либо при накоплении загрязняющих веществ из окружающей среды. В любом случае, эта накопленная кислота отражает истощение пакета ингибирования коррозии.
Предлагаемые точки изменения варьируются, обычно от 1.0 до 2.0. Срок службы масла с момента, когда AN достигает 1,0, до момента, когда он достигнет 2,0, составляет всего от 10 до 20 процентов от общего срока службы. Из-за сложности удаления последних 20 процентов масла из компрессора, вероятно, что увеличение точки перехода от 1,0 до 2,0 на самом деле стоит больше с точки зрения сокращения срока службы следующей заправки масла, чем это достигается при первая зарядка. Растягивание точки изменения здесь является ложной экономией и приводит только к большему воздействию на компрессорные масла, содержащей большое количество кислоты.
- Вязкость – Вязкость компрессорных масел некоторых производителей оригинального оборудования (OEM) специально разработана для нужд данного компрессора и не подходит ни к диапазонам вязкости ISO 32, ни к 46. В случае полигликолевых масел вязкость при использовании обычно увеличивается примерно на 10 процентов, а затем стабилизируется.
Если персонал лаборатории не знает начальной вязкости масла, они часто предполагают, что она изначально соответствует диапазону ISO, а затем ошибочно осуждают ее за высокую или низкую вязкость. Важно всегда сравнивать вязкость со спецификацией для этой жидкости, а не с диапазоном ISO. Что касается полигликолей, это необычно для масла из-за изменения вязкости, потому что масло устойчивы к образованию отложений и отложений и не имеют тенденции к увеличению вязкости.
- Загрязняющие вещества. Загрязнение углеводородами обычно отслеживается, чтобы гарантировать, что операторы не смешивают типы жидкостей. Если жидкости смешиваются, срок службы такого масла может быть снижен.
- Окисление – Точки замены полиальфаолефина (ПАО) или минерального масла можно определить по степени окисления базового масла. В случае полигликолей это не обязательно, поскольку AN является надежным индикатором состояния масла.
- Высокое содержание твердых частиц – если коррозионные частицы представляют собой в основном мелкие твердые частицы, фильтры следует заменить и принять меры для определения кислотных условий, вызывающих коррозию.
Для компрессорных масел на основе ПАО также необходимо контролировать pH, AN и вязкость. Кроме того, полезно контролировать окисление, обычно с помощью инфракрасной спектроскопии. Контроль уровня окисления полезен для предотвращения образования лака и отложений.
В случаях, когда количество масла оправдывает это, испытание на окисление во вращающемся сосуде под давлением (RPVOT) может выявить оставшийся срок службы масла на основе ПАО. В случае полигликолей эти шаги не требуются, потому что AN является надежным индикатором оставшегося срока службы масла.
Таблица 1. Типичные значения для новых и предлагаемых
предельных значений для полигликолевых компрессорных масел
Содержание воды в компрессорном масле
В Таблице 2 сравнивается типичное содержание воды в образцах от воздушных компрессоров с другим оборудованием на заводе. Это конкретное растение находится во влажной среде в южном штате США.
Таблица 2. Анализ воды в пробах масла из компрессоров
и другого типового оборудования на том же заводе
Содержание воды в воздушных компрессорах составляет от 0,4 до 0,6 процента, в то время как другие типы оборудования на том же заводе имеют около 1/100 содержания воды. Лаборатории часто помечают такой образец сигналом тревоги, хотя на самом деле такой уровень воды является нормальным для роторных компрессоров, а масла для компрессоров, специально созданные для них, созданы для работы в этой среде.
Рассмотрим следующий сценарий: завод выполняет периодический рутинный анализ каждой из этих масел. Каждый раз, когда выполняется анализ, уровень воды отображается, как показано в таблице 2, вместе с рекомендацией о замене масла в компрессорах. Что не учитывается, так это то, что уровень воды в новом масле снова быстро достигнет этих уровней.
Масло было растрачено без всякой пользы. Уровни воды также будут варьироваться в зависимости от типа базового компонента масла, поскольку некоторые базовые компоненты способны выдерживать большее количество воды до того, как свободная вода попадет в масло. Ключи:
- Знайте максимальное количество воды, которое выдержит масло определенного типа, прежде чем свободная вода попадет в систему. Например, полигликолевые масла для компрессоров, которые используются несколькими производителями компрессоров, выдерживают около 0,8% воды, прежде чем свободная вода станет проблемой. В случае углеводородов и синтетических углеводородов свободная вода обычно становится проблемой на более низких уровнях.
- Помните, что уровень воды в образце также является характеристикой оборудования, в котором используется масло. Ротационные воздушные компрессоры имеют более высокую мощность, чем почти любое другое применение, из-за контакта смазки с большим количеством влажного поступающего воздуха. Когда воздух сжимается, водяной пар конденсируется. Эта вода должна либо абсорбироваться маслом, либо циркулировать в виде свободной воды. Другие типы оборудования, как показано в таблице 2, как правило, намного дешевле. Предупреждения анализа должны быть установлены соответствующим образом.
- Смена масла не решает проблему с водой надолго. Уровень воды зависит от влажности, температуры окружающей среды, рабочего цикла и рабочей температуры машины. Вода постоянно попадает в масло.
- Убедитесь, что лаборатория знает тип компрессорного масла и его применение, чтобы можно было установить соответствующие пределы уровня воды.
- Не зацикливайтесь на уровне воды в компрессорных маслах. Уровень воды в этих агрегатах высокий по сравнению с другими типами оборудования. Исторически сложилось так, что воздушные блоки компрессоров (также называемые компрессорными установками) основных производителей обычно служат около 10 лет, а некоторые из них достигают 20 лет, прежде чем их придется ремонтировать. Все они имели высокий уровень воды и прослужили долгую жизнь. Только недавно были отмечены высокие уровни. Компрессорное масло должно быть специально разработано для использования в роторных компрессорах и содержать защиту от коррозии, достаточную для этого требовательного применения.
Компрессор Конденсат
Анализ конденсата компрессора – полезный инструмент для обнаружения в воздухе некоторых коррозионных или кислых газов, которые не могут эффективно улавливаться смазкой. Низкий уровень pH или высокое содержание AN в конденсате может указывать на коррозионное состояние, которое, если его не контролировать, приведет к короткому сроку службы доохладителя и охлаждающего осушителя.
Типичный источник этих проблем – загрязненный воздух на входе и меры, которые уже обсуждались ранее. Анализ металлов в конденсате также может выявить скорость коррозии, которая уже может происходить в доохладителях и осушителях. Кроме того, анализ общего органического углерода (TOC) или общего количества масла и смазки (TOG) показывает скорость уноса смазки из компрессора, которая является показателем эффективности и состояния воздушно-масляного сепаратора.
Рисунок 1. Двухступенчатый тандемный компрессор.
Анализ компрессорного масла
Определенные действия следует предпринять на основе элементного анализа или твердых частиц в компрессорном масле. В первую очередь следует рассмотреть источники и важность твердых частиц и микроэлементов в роторном компрессоре. Роторный компрессор уникален тем, что металлы и твердые частицы в компрессорном масле могут происходить из нескольких источников. Первичные источники включают:
- Попадание поступающего воздуха через впускной фильтр или в обход него.
- Частицы коррозии, в основном, из верхней части приемного бака.
- Износ ротора, корпуса, шестерен и подшипников.
Ключом к определению типа и источника является анализ. Когда речь идет о твердых частицах, аналитическая феррография – это простой и полезный метод для различения этих трех источников.
После определения любую из этих проблем можно легко решить. На рисунке 2 показаны различные типы частиц железа, которые можно легко отличить с помощью аналитической феррографии. В этом случае присутствуют частицы износа и частицы коррозии.
Рис. 2. Аналитический феррограф роторного
компрессора, показывающий различные
типы твердых частиц.
На рисунке 3 показаны различные типы частиц, идентифицированные с помощью этого метода. Особый интерес для роторных компрессоров представляет способность отличать частицы железа, образующиеся в результате износа, что вызывает серьезную озабоченность, от частиц коррозии, которые обычно образуются с поверхности приемного бака и должны улавливаться фильтром подшипника, прежде чем попасть в подшипники.
Рис. 3. Разнообразие типов частиц
, выделяемых аналитической феррографией.
Кроме того, с воздухом из окружающей среды попадают различные твердые частицы. Хотя обычно нет необходимости специально идентифицировать проглоченные предметы, это указывает на проблему с фильтрацией входящего воздуха, которую затем можно диагностировать и устранить. Идентификация твердых частиц по этим трем категориям – износ, ржавчина / коррозия и проглоченный материал – определит действия, необходимые для устранения этих проблем, тем самым увеличивая срок службы и надежность компрессора.
Анализ микроэлементов также полезен для раннего обнаружения потенциальных проблем в компрессорах. Таблица 3 предлагает некоторые возможности для объяснения присутствия различных элементов в компрессорных маслах и значения этих элементов.
Таблица 3.
Важно отметить, что многие элементы полезны для решения конкретных проблем, но не отслеживаются на регулярной основе. Из элементов, перечисленных в таблице 3, железо является наиболее подходящим металлом износа, помогающим определить конкретное состояние компрессора. В дополнение к спектроскопии один из методов анализа размера частиц предоставит более полезные данные. Следует изучить тенденцию к увеличению уровней твердых частиц.
Рис. 4. Компрессоры со смазкой.
Рисунок 5. Двухступенчатый тандемный компрессор.