آموزش نیروگاه| سعید کردی زاده

علت وارنیش روغن توربین چیست؟

در این مقاله علت های وارنیش در روغن توربین به صورت مفصل و دقیق ارائه خواهد شد.

1- مولکول‌های تخریب شده روغن

محصولات جانبی تخریب روغن پیش درآمد تشکیل رسوب وارنیش روی سطوح فلزی هستند. همانطورکه گفته شد برای شروع وارنیش، مولکول‌های روغن باید تخریب و شکسته شوند و زنجیره‌ای از رادیکال‌های آزاد را تولید نمایند. مکانیزم تخریب مولکولی روغن توربین به شرح زیر و به سه روش اکسیداسیون، تخریب حرارتی و تخریب مکانیکی اتفاق می‌افتد.

1-1- اکسیداسیون روغن

مهم‌ترین علت تولید وارنیش در توربین ها تخریب روانکار به واسطه واکنش با اکسیژن است. در فرایند اکسیداسیون روغن توربین، تعداد زیادی محصولات ناخواسته تولید می‌شود. ادامه این شرایط و مصرف شدن ادتیوهای آنتی اکسیدان با تکثیر شدید رادیکال‌های آزاد همراه است و به تشکیل وارنیش منجر می‌شود.

1-2- تخریب حرارتی روغن

روغن توربین دائما حرارتی شدیدی را در یاتاقان توربین دریافت کرده و سپس در کولر روغن سرد می‌شود. این سیکل‌های گرمایش و سرمایش، تنش حرارتی شدیدی را به روغن تحمیل میکنند. تخریب حرارتی روغن بدون حضور اکسیژن است و معمولاً به سه علت نقاط داغ (hot spot)، میکرودیزلینگ (micro-dieseling) و تخلیه الکترواستاتیکی (Electrostatic Spark Discharge) در روغن اتفاق می افتد.

1-3- تخریب مکانیکی روغن

بر کسی پوشیده نیست که در یاتاقان توربین به فیلم روغن نیروی برشی شدیدی وارد شده و در این شرایط سخت، پیوندهای مولکولی اجزای روانکار (بویژه ادتیوهای پلیمری روغن) از یکدیگر جدا می‌شوند.

2- آلودگی‌های موجود در روغن

اکسیداسیون روغن با حضور آلودگی‌هایی مانند اکسیژن هوا و عوامل کاتالیزوری مانند آب و ذرات فلزی حاصل از فرسایش تجهیزات سیستم روانکاری، شدت می‌گیرد. به عنوان مثال روغن توربین‌‌ بخار از نظر آلودگی آب شرایط بدتری را نسبت به همتای گازی‌ خود تجربه می‌کند و زمانی که دچار وارنیش می‎شود، خیلی سریع‌تر به انتهای عمر خودش رسیده و نابود می‌گردد.

وجود ونت فن قوی در سیستم روانکاری توربین با حذف بخار آب موجود از روی سطح تانک از اثرات مضر آب می‌کاهد. از این نظر حفظ فشار منفی ایجاد شده روی تانک روغن و اطمینان از صحت عملکرد ونت فن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

 

تصویر (1) – عوامل موثر در تولید وارنیش روغن

3- حلالیت ضعیف روغن‌های پایه دو

پیشرفت‌های رو به رشد توربینها و افزایش دمای کاری آنها چالش‌های جدیدی را بر روغن‌ توربین تحمیل نمود. به همین علت از سال‌ ۱۹۹۰، تامین کنندگان روغن، رویکرد خود را به تولید روغن‌های پایه گروه دو آغاز کردند. این تغییرات به منظور پاسخ به نیازهای شدید توربین‌ها به این دسته روغن‌ها به وجود آمد زیرا روغن‌های پایه گروه دو از پایداری اکسیداسیون (Oxidation Stability) بهتری نسبت به گروه یک برخوردار بودند. پس از یک دهه استفاده از روغن‌های پایه دو مشخص شد، اگرچه آنها پایداری اکسیداسون بهتری دارند اما ظرفیت نگهداری آلودگی در آنها کمتر از گروه یک است. به عبارت دیگر، متاسفانه روغن‌های پایۀ گروه دو حلالیت کمتری نسبت به گروه یک دارند و به همین علت روغن پایه دو سریع‌تر اشباع شده و وارنیش محلول به صورت وارنیش نامحلول از روغن خارج میگردد.

4- آنتی‌اکسیدان‎های تخریب شده روغن

به طورعمده تخریب روغن پایه منجر به تشکیل وارنیش می‌شوند، اما تخریب آنتی‌اکسیدان‌ روغن نیز می‌تواند در تشکیل وارنیش موثر باشد. آنتی‌اکسیدان‌ با د‌‌‌ور کرد‌‌‌ن اکسيژن، مانع از تسريعِ اکسيد‌‌‌اسيون روغن مي‌شود‌. اين اد‌‌‌تيو، پراکسيد‌‌‌ها را نيز تجزيه مي‌کند‌‌‌ و باعث از بين رفتن راد‌‌‌يکال‌هاي آزاد‌‌‌ روغن مي‌شود.

آمين‌هاي آروماتيکي و فنول‌هاي غيرآزاد، به عنوان مثال Phenyl-Alpha-Naphthyl-Amine، به عناون مهمترين آنتي‌اکسيدان‌هاي اوليه در فرمولاسيون روغن‌هاي توربين استفاده مي‌شوند. آمين‌ها به‌طور مؤثري با راديکال‌هاي آزاد حاصل از اکسيداسيون روغن واکنش مي‌دهند و ترکيبات غيرفعالي توليد ميکنند. اين ترکيبات غيرفعال (برخلاف راديکال هاي آزاد) در تخريب مولکول‌هاي سالم روانکار مشارکت نميکند. در ادامه اين آمين‌ها دوباره توسط ترکيبات فنولي احياء مي‌شوند. راديکال‌هاي فنلي نیز پايدار هستند و چون واکنش نمي‌دهند بي‌خطر بوده و تخريب روغن را به همراه ندارند. لذا تا زمانی که مقدار ترکیبات فنولی روغن در سطح مطلوبی باشد احتمال وقوع وارنیش کمتر است. لازم به ذکر است مواد حاصل از تخریب این نوع از آنتی‌اکسیدان‌ها، نقش چندانی در تشکیل وارنیش ندارند و می‌توان از آن صرف‌نظر کرد.

گروه دیگری از آنتي‌اکسيدان‌های روغن توربین، تجزيه هيدروپروکسايدها و محصولات فرعي حاصل از اکسيداسيون را به عهده دارند. اين نوع آنتي‌اکسيدان‌ها، اغلب شامل ترکيبات سولفوري هستند و محصولاتی رزینی حاصل از تخریب این ترکیبات سولفوری، در تشکیل وارنیش موثر خواهند بود. بنابراین تخریب این نوع آنتی اکسیدان می‌تواند در تشکیل وارنیش موثر باشد.

 

تصویر (2)– آنتی‌اکسیدان‌ Phenyl-Alpha-Naphthyl-Amine

دیدگاه‌ها (0)

*
*

*

code