به نام خدا دوستان سلام من سعید کردی زاده هستم، کارشناس ارشد مکانیک و در این ویدیو قصد دارم در مورد توانایی تفکیک پذیری آب از روغن توربین، مطالبی را با شما به اشتراک بگذارم.
در این فیلم 2 دقیقه ای درباره توانایی تفکیک پذیری آب از روغن به شما میگویم:
- تعریف توانایی تفکیک پذیری آب از روغن
- اندازه گیری Seperability یا Demulsibility روغن
- عوامل ایجاد امولسیون آب در روغن توربین
- اظهار نظر توربین سازها در مورد توانایی تفکیک پذیری آب از روغن
تعریف توانایی تفکیک پذیری آب از روغن
مطابق با توضیحات ارائهشده در مقاله ششم ، ورود آب به روغن توربین بخار، اجتنابناپذیر است و یکی از روشهای رایج حذف آب در توربینهای بخار، تهنشین کردن آب به کمک تانک روغن توربین میباشد؛ به همین جهت از زمان ورود روغن به تانک تا زمانی که مجدداً توسط پمپ روانکاری به سمت یاتاقانها ارسال میگردد، فرصت مناسبی است که آب از روغن جدا شده و از دردسر این مشکل خلاص شویم. سرعت عمل روغن توربین در جداشدن از آب به مقاومت روغن در برابر تشکیل امولسیون با آب وابسته است. این توانایی بهعنوان قابلیت تفکیکپذیری آب از روغن تعریف میشود که در اصطلاح جداسازی آب [Water Seperability] یا امولسیونشکنی [Demulsibility] نام دارد.
ارزیابی تفکیکپذیری آب از روغن توربین به کمک آزمایش 1401 ASTM D
قابلیت تفکیکپذیری آب از روغن با آزمایش ASTM D 1401 ارزیابی شده و برای انجام این آزمایش، mL 40 روغن با mL 40 آب، در دمای °C 54 به مدت پنج دقیقه به کمک همزنی با دور rpm 1500 کاملاً مخلوط میشوند. سپس در فواصل زمانی پنج دقیقهای حجم آب، حجم روغن و حجم امولسیون ثبت گردیده و با تمامشدن حجم امولسیون، آزمایش به پایان رسیده و زمان اتمام آزمایش ثبت میشود. در پایان نتیجه آزمایش تفکیکپذیری آب از روغن آن بهصورت «(دقیقه) امولسیون – آب – روغن» و با واحد میلیلیتر گزارش میگردد. طبق آنچه در شکل زیر مشاهده میکنید، نتیجه آزمایش بهصورت «(5) – 40 – 40» گزارش شده و نشاندهنده این است که پنج دقیقه پس از توقف همزن، mL 40 روغن و mL 40 آب بهطور کامل از یکدیگر جداشدهاند و هیچ امولسیونی باقی نمانده است.
در صورتی که پس از گذشت سی دقیقه، روغن از آب بهطور کامل جدا نشده باشد و حجم امولسیون از mL 3 بیشتر باشد، آزمایش متوقف میشود و نتیجه شبیه آنچه در بالا شرح داده شد، گزارش میگردد. برای مثال در شکل زیر که نتیجه آزمایش
«(30<) 35 – 20- 25» نشان دادهشده به این معنی میباشد که سی دقیقه بعد از توقف همزن، هنوز mL 35 امولسیون در لوله آزمایش باقیمانده است و فقط mL 25 روغن و mL 20 آب بهطور کامل از یکدیگر جداشدهاند.
ارزیابی قابلیت تفکیکپذیری آب از روغن توربین در محل
برای ارزیابی قابلیت تفکیکپذیری آب از روغن توربین در محل میتوانید از روغن توربین یک نمونه روغن گرفته و براساس توضیحات جدول زیر وضعیت تفکیکپذیری آب از روغن توربین را بررسی کنید. استفاده از چراغقوه در تحلیل دقیقتر نتایج سودمند است.
عوامل کاهش توانایی روغن برای جدا شدن از آب
آلودگیهای موجود در روغن، سرریز روغن اشتباه، تنشهای مکانیکی واردشده به روغن و یا مصرف شدن ادتیو دمولسیفایر به کاهش توانایی روغن برای جداشدن از آب میانجامد. این موارد در جدایی آب از روغن اثر منفی دارند و در ادامه این مقاله به صورت دقیقتر بررسی میگردند.
1- آلودگیهای موجود در روغن
روغن توربین به شدت غیرقطبی بوده و تمایلی ندارد که به آب جذب شود؛ اما با گذشت زمان، روغن توربین با ذرات جامد کربن [Carbon Residue]، زنگار [Rust]، گرد و غبار و همچنین ترکیبات سولفیدی و محصولات جانبی اکسیداسیون روغن آلوده میشود. این آلایندههای قطبی [Polar Contaminants] آبدوست هستند و خاصیت آبگریزی روغن را کاهش میدهند.
علاوه بر این موارد، آلایندههای قطبی موجود در روغن با ادتیوهای دمولسیفایر [Demulsifier] واکنش داده و به تدریج میزان این ادتیوها روغن کاهش پیدا میکنند. از این رو، در موارد زیادی مشاهده شده است که پس از تصفیه روغن توربین، خاصیت امولسیونشکنی روغن توربین به دلیل حذف آلایندههای قطبی موجود در روغن، بهبود پیدا کرده است.
2- سرریز روغن اشتباه
سرریز روغن اشتباه و مخصوصاً روغن موتور به مخزن روغن توربین در نابودی خاصیت امولسیون شکنی روغن اثر غیرقابل جبرانی دارد؛ زیرا برخلاف روغن توربین، به روغن موتور امولسیفایر [Emulsifier] یا تثبیت کننده امولسیون اضافه میکنند. امولسیفایرها به پایداری مخلوط امولسیون آب و روغن کمک کرده و با این کار، آب تشکیلشده در اثر احتراق سوخت در موتور اتومبیل در روغن حل شده و بهتدریج در اثر گرمای موتور تبخیر میگردد. گزارشهای واقعی حاکی از آن است که تزریق حتی یک بشکه روغن موتور به یک تانک روغن سیزده هزار لیتری توربین گازی V94.2، خاصیت امولسیونشکنی روغن این توربین را بهطور کامل نابود کرده است.
3- تنشهای مکانیکی وارد شده به روغن
تلاطم شدید روغن در لولهها و تجهیزات، خاصیت امولسیون شکنی روغن توربین را کاهش میدهد؛ به عبارت دیگر تلاطم شدید روغن، با ایجاد تنش بین مولکولهای روغن پایه و ادتیو دمولسیفایر، شکستهشدن و جداشدن این ادتیو از روغن توربین را به همراه دارد.
4- کاهش ادتیو دمولسیفایر
در روغنهای پایه یک معمولاً از ادتیو دمولسیفایر استفاده میشود اما در روغنهای پایه دو قابلیت تفکیکپذیری آب از روغن در وضعیت مطلوبی است و نیازی به اضافه کردن این ادتیو ندارند. ادتیو دمولسیفایر به جداسازی آب و روغن کمک میکند. این ادتیو به یکیشدن سریع ذرات آب در روغن کمک کرده و به همین علت قطرات ریز آب در روغن به قطرههای بزرگتری تبدیل و از روغن جدا میشوند.
در صورتی که حجم آب موجود در روغن از حد مجاز بیشتر باشد، ادتیوهای دمولسیفایر توسط مولکولهای آب احاطه شده و این توده بزرگ از طریق فیلترهای مکانیکی سیستم روغنکاری حذف میگردد.
لازم به یادآوری است که اگر در یک توربین نرخ آب ورودی به روغن توربین بهواسطه نشتی بخار از یاتاقانها با نرخ آب خروجی از روغن برابر باشد، ارتفاع روغن در تانک ثابت خواهد بود؛ اما اگر نرخ آب خروجی از روغن توربین به علت تضعیف خاصیت جدایش آب از روغن روند کاهشی داشته باشد، سطح تانک روغن رفتهرفته افزایش مییابد. تاکید میشود که اضافهکردن ادتیو دمولسیفایر به دلیل پیچیدگیهای شیمیایی، اثرات غیرقابل پیشبینی را به همراه دارد؛ به عبارت دیگر، در بعضی از روغنهای توربین کارکرده، اضافهکردن این ادتیو باعث بهبود شرایط روغن شده اما در بعضی دیگر شرایط روغن بدتر شده است.
با آسیب های حضور آب در روغن توربین بیشتر آشنا شوید.
نظر سازندگان توربیندر مورد توانایی روغن برای جدا شدن از آب
شرکت آلستوم در خصوص توانایی روغن توربین در جداشدن آب اعلام کرده که روغن توربین باید بتواند در کمتر از سی دقیقه در آزمایش ASTM D 1401 آب را از خودش جدا کند. شرکت زیمنس، زمان قابلقبول برای جدایی آب از روغن را بیست دقیقه اعلام کرده است.
نظر استاندارد ASTM D 4378 در مورد توانایی روغن برای جداشدن از آب
همانطور که در جدول زیر مشاهده میکنید، استاندارد ASTM D 4378 در ویرایش قدیمی خود اعلام کرده بود که اگر زمان جدایش آب و روغن از حد مجاز تجاوز کند ولی مقدار آب و ادتیو ممانعت از زنگزدگی در وضعیت مناسبی قرار داشته باشند، ادامه کارکرد روغن بلامانع است؛ اما از سال 2020 این استاندارد نظر سختگیرانهتری را اتخاذ کرده است و اعلام نموده که اگر خاصیت امولسیونشکنی روغن قابل بهبود نباشد، تعویض روغن باید در نظر گرفته شود.
برای دانلود مقاله « قابلیت تفکیک پذیری آب از روغن ، دوماهنامه نگهداری و تعمیرات در صنایع معدن، سیمان و فولاد، سال یازدهم، شماره پنجاه و دو، صفحات 73 الی 76، فروردین و اردیبهشت ماه 1400 » به لینک زیر بروید.
