به نام خدا دوستان سلام من سعید کردی زاده هستم، کارشناس ارشد مکانیک. در این ویدیو قصد دارم در مورد turbine oil foam tendency & stability مطالبی را با شما به اشتراک بگذارم.
در این فیلم 3 دقیقه ای درباره کف کردن روغن توربین به شما میگویم:
- دلایل کف کردن روغن توربین
- مشکلات کف آلود بودن روغن
- عوامل کف کردن روغن توربین
- اظهار نظر توربین سازها در مورد foam tendency & stability
کف کردن روغن توربین
کف روغن یکی از انواع حالات هوا در روغن است. از بهم پیوستن حباب‌های هوا در سطح روغن کف تولید میشود و از آنجایی که سیستم روانكاری در توربین‌ها از نوع گردشی است، همواره مقداری كف روی سطح تانک روغن مشاهده میشود. مقدار کف ایجاد شده در سطح روغن به سرعت ترکیدن حباب‌های کف بستگی دارد. در این مقاله ابتد‌ا عوامل کف کردن روغن توربین را برای شما شرح مید‌هیم و در اد‌امه مشکلات ناشی از افزایش کف روغن توربین و راهکارهای جلوگیری از کف را بررسی و تحلیل مینماییم.
علت‌های کف کردن روغن توربین
قبل از هرچیز باید گفت، مسئله کفکردن روغن به خودی خود مسئله وخیمی نیست، اما کفکردن روغن توربین و مخصوصا کف ناگهانی نشان‌د‌هنده وقوع مشکل خطرناک در روغن توربین بوده و از این منظر وقوع کف در روغن جای نگرانی دارد. به عنوان مثال در یک توربین پس از سرریز یک بشکه روغن به تانک روغن توربین، وضعیت فومینگ توربین به یک‌باره تغییر کرد. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، شرایط ظاهری روغن این توربین از طریق چشمی نصب شده در مسیر برگشت یاتاقان ژنراتور قابل مشاهد است. تغییر شدید مقدار کف روغن این توربین از وقوع اتفاقی در آن حکایت می‌کرد. در بررسی‌های تکمیلی مشخص شد که خرید روغن از منابع غیررسمی و ترزیق روغن موتور به جای روغن توربین، به این اتفاق منجر شده است. در نهایت و پس از انجام عملیات فلاشینگ و تمیزکاری، روغن این توربین به طور کامل تخلیه با روغن نو جایگزین گردید.
علت پدیده کف در روغن توربین چیست؟
مهمترین علل گزارش شده در خصوص فومینگ روغن توربین از این قرار است.
مصرف شدن ادتیو آنتیفوم روغن توربین
وقتی حباب هوا به سطح تانک روغن میرسد، فوم تشکیل میشود. در واقع کف از تعداد زیادی حباب هوا تشکیل‌شده که با لایه‌ای از روغن احاطه شده است. بنابراین کشش سطحی مولکول‌های روغن با تشکیل کف روی روغن ارتباط دارد. ادتیوهای آنتیفوم روغن، مواد پلیمری هستند که کشش سطحی مولکول‌های روغن را کاهش میدهند.
این ادتیوها به د‌و دسته کلی تقسیم‌بند‌ی میشوند:
1- ضدکف حاوی سیلیکون
ادیتوهای آنتی فوم سیلیکونی کشش سطحی کمی دارند و تمایل دارند در سطح تماس حباب هوا و روغن قرار بگیرند. آنها نامحلول هستند و اندازه بین μm0.5 تا μm7 دارند. از آنها میتوان به پلیسیلوکسان ، پلی دی متیل سیلوکسان‌ها اشاره کرد.
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، ادتیو آنتی فوم به حباب کف می‌چسبد و با لاغرکردن دیواره حباب و کاهش کشش سطحی روغن به نابودی حباب کف منجر میشود.
ادتیو آنتی فوم سطح فعالی دارد و به حباب هوای معلق در روغن نیز جذب میشود. سیلیکون چگالی بالایی دارد و زمانی که به حباب هوای معلق متصل‌شود، وزن حباب را افزایش داده و سرعت رسیدن حباب به سطح روغن را کاهش‌میدهد. درنتیجه این رخداد، ماندگاری هوا در روغن افزایش یافته و توانایی روغن در جداشدن از هوا کاهش مییابد. بنابراین برای افزود‌ن مجد‌د ادتیوهای ضد کف احتیاط کنید و از سازنده روغن راهنمایی بگیرید. در بعضی موارد مشاهده شده که مخلوط کردن بیش از حد آنتی فوم به افزایش کف روغن نیز منجر شده است.
2- ضدکف بدون سیلیکون
ضدکف بدون سیلیکون اغلب محلول در روغن بوده و در توربین‌های بزرگ صنعتی مجهز به سیستم سیرکولاسیون روغن ، معمولا از این نوع ضدکف استفاده میشود. پلیاکریلات و پلیمتیل متاکریلات در گروه ضدکف بدون سیلیکون دسته بندی میشوند.
دلایل کاهش ادتیو آنتیفوم
موضوع ادتیو آنتی فوم روغن نسبت به سایر ادتیوهای روغن متفاوت است و میتواند به روش‌های زیر از روغن توربین حذف شود:
1- چسبید‌ن ادتیو آنتیفوم به سطوح فلزی و ذرات فرسایشی معلق در روغن
2- فیلترهای ریز و دستگاه سانتریفیوژ حذف آب
3- تنش برشی شدید در فیلم روغن
4- تهنشین شدن ادتیو آنتیفوم به د‌لیل ساکن بودن روغن
مسئله ته نشینی در ادتیو آنتی فوم سیلیکونی شایع‌تر است. سیلیکون‌ها در مقایسه با دیگر کف‌زداها راحت‌تر از روغن جدا میشوند، زیرا علاقه زیادی به سطوح قطبی فلزات دارند و همچنین به علت وزن سنگین‌شان ممکن است در اثر ساکن بودن، تهنشین شوند.
افزایش آلاینده‌های موجود در روغن
آلایند‌ه‌ها با سطح فعال عامل ایجاد حباب و تشکیل فوم در روغن توربین هستند.
کیفیت ضعیف پایه روغن توربین
مقاومت روغن در برابر کف کردن به نوع نفت خام و کیفیت تصفیه روغن پایه وابسته است. اگر روغن در زمان تولید به خوبی پالایش نشود و به همراه خود آلودگی داشته باشد، نیاز هست که در راستای جبران مشکلات کشش سطحی به روغن آنتی فوم اضافه گردد. به طور کلی ادتیوها بخش کوچکی از روغن توربین را تشکیل میدهند و به همین علت اگر روغن پایه از سطح کیفی مناسبی برخوردار باشد، معمولا به ادتیو آنتی فوم نیاز ندارد. لازم به ذکر است، روغن‌های مرغوب فقط حاوی مقدار ناچیزی آنتی فوم بوده و آن هم به منظور حصول اطمینان به روغن اضافه میشود.
تداخل ادتیو بازدارنده از زنگ‌زدگی
در اولین روزهای بهره برداری از توربین، باقیمانده ادتیو بازدارنده از خوردگی و زنگ‌زدگی روغن که هنوز به سطوح فلزی جذب نشده است، میتواند به کفکردن روغن توربین منجر شود. همچنین در بعضی موارد دیده شده است که تداخل روغن سرریز و روغن کارکرده توربین نیز منجر به افزایش کف شده است.
اکسیداسیون روغن
محصولات حاصل از اکسیداسیون روغن؛ موادی قطبی هستند و خاصیت قطبی روغن را افزایش میدهند. این مسئله ایجاد فوم پاید‌ار در روغن توربین را باعث میشود.
عوامل مکانیکی
ارتعاشات توربین به عنوان یکی از مهمترین عوامل کف کردن روغن توربین شناخته میشود. به عنوان مثال پدیده شلاق روغن میتواند به ایجاد كف در روغن منجر شود. علاوه بر این، تلاطم روغن در تجهیزات مکانیکی میتواند به افزایش کف در توربین منجرشود. لذا هر اقدامی که اغتشاشات روغن را بهبود دهد، میتواند به کاهش کف روغن کمک نماید. به عنوان مثال، در یک توربین گازی با افزود‌ن د‌و پلیت در د‌و طرف چرخ توربین پلتون مربوط به سیستم ترنینگیر، از تشکیل فوم در حالت ترنینگیر توربین جلوگیریشد و مقدار فوم کاهش چشمگیری داشت.
ا
با خاصیت Air release روغن بیشتر آشنا شوید.
مشکلات حاصل از کف کردن روغن توربین
وجود کف در روغن توربین مشکلات زیر را در پی دارد:
1- ایجاد اختلال در تجهیزات کنترلی نصب شده در تانک روغن
2- ماندگاری بیشتر هوا در سطح روغن و تسریع اکسیداسیون
3- سرریز فوم از یاتاقان ژنراتور و ورود فوم به داخل ژنراتور
مقاله RBOT روغن توربین و پایداری اکسیداسیون را از دست ندهید.
آزمایش تمایل روغن توربین به تشکیل کف
تمایل روغن به تشکیل کف به کمک آزمایش کف مرحلة اول sequence I 892 ASTM D ارزیابی میشود. در این آزمایش mL190 روغن در دمای C24° با هواد‌هی متلاطم میگردد. این کار به مد‌ت پنج دقیقه اد‌امه مییابد و بلافاصله بعد از قطع هواد‌هی، مقدار فوم تشکیل شده یاد‌د‌اشت میشود. این عدد، تمایل روغن به تشکیل کف را نشان مید‌هد.
در اد‌امه و پس از گذشت 10 دقیقه از قطع هواد‌هی، مجد‌د‌اً مقدار کف روغن اند‌ازه‌گیری میشود. عدد دوم معرف پایداری کف روغن است. در آزمایش کف مرحلة اول، دمای نمونة روغن C24° میباشد.
در پایان نتیجة آزمایش به صورت د‌و عدد متوالی گزارش میشود. عدد اول تمایل روغن به تشکیل فوم و عدد دوم پایداری فوم روغن را نشان مید‌هد. به عنوان مثال اگر نتیجه آزمایش به صورت 5/20 باشد:
- عدد 20: mL20 کف و نشان‌د‌هنده تمایل روغن به تشکیل فوم است.
- عدد 5: mL5 کف و نشان‌د‌هنده پایداری فوم تشکیل شده در مرحلة اول بعد از گذشت 10 دقیقه است.
شایان ذکر است در بعضی موارد مشاهده شده است که نتیجه این آزمایش در آزمایشگاه‌های مختلف برای نمونه روغن‌های یکسان، متفاوت گزارش شده است.
ارزیابی وضعیت کف روغن توربین در محل
از روغن توربین درحال کار نمونه روغنی گرفته و مطابق توضیحات جدول زیر وضعیت کف روغن توربین را بررسی نمایید. استفاده از چراغ قوه به تشخیص بهتر کمک خواهد کرد.
نظر سازندگان توربین در مورد کف روغن توربین
توربین‌سازهای مختلف در مورد حد مجاز تمایل روغن به تشکیل کف و پایداری کف روغن، اظهارنظر کرد‌ه‌اند. به عنوان مثال شرکت زیمنس حد مجاز تشکیل کف روغن توربین را کمتر از mL400 و حد‌اکثر مقدار کف پاید‌ار را mL10 پیشنهاد میکند. استاندارد 892 ASTM D، حد مجاز تشکیل کف را کمتر از mL400 و حد مجاز پایداری کف روغن توربین را کمتر از mL10 اعلام نمود‌ه است. درصورتیکه مقدار تمایل روغن به تشکیل کف از حد مجاز بیشتر شود باید در بازدید چشمی انجام گرفته از تانک روغن، کف کردن روغن مشاهده و تایید گردد. در صورت تایید بازدید چشمی، و براساس اظهارنظر انجام شده توسط استاندارد 4378 ASTM D، درخصوص پیاده‌سازی فیلتراسیون روغن و یا تخلیه بخشی از روغن و سرریز روغن نو باید با تولیدکننده روغن مشورت شود. ذرات معلق در روغن یکی از مهمترین عوامل کفکردن روغن بوده و توصیه میشود، در صورت افزایش کف روغن توربین، نتایج آنالیز عنصری و آزمایش 4406ISO بررسی گردد.
