Комплексный анализ масла для диагностики оборудования

Роль методов технической диагностики на современном предприятии очень высокая. От комплекса совместных мероприятий диагностических и ремонтных служб в любой отрасли зависит не только безопасная и безаварийная эксплуатация основного технологического оборудования, но и рентабельность, и конкурентоспособность предприятия на рынке. За последние пятнадцать лет компания «БАЛТЕХ» разработала и создала большое количество правил и методик для комплексного анализа диагностических параметров промышленного оборудования. 

Смазочное масло не только позволяет механизму успешно функционировать, но и, находясь в закрытом объёме смазочной системы, диагностировать любые нарушения её герметичности. Например проникновение в систему смазки охлаждающей жидкости, топлива, абразивных частиц, обводнение, появление ферромагнитных частиц указывает на наличие того или иного вида дефектов.

Масло омывает все элементы смазываемого механизма и при этом не только создаёт условия для оптимального функционирования поверхностей трения, но и воспринимает, аккумулирует и сохраняет информацию о фактическом состоянии этого механизма. Например, капля работающего масла, правильно отобранная из картера редуктора, способна дать представление о состоянии всего оборудования в целом. Оценивая изменяющиеся свойства работающего масла, можно получить информацию о техническом состоянии тех деталей, которые определяют ресурс механизма. Поэтому диагностика всех типов промышленных машин и механизмов по параметрам работающего масла, в сравнении с любыми другими видами диагностики, даёт наилучшие результаты как по достоверности, так и по спектру одновременно контролируемых показателей.

Кроме диагностики промышленного технологического оборудования, трибодиагностика позволяет диагностировать весь автопарк транспортного цеха предприятия, судовых и железнодорожных дизелей, все типы двигателей карьерной и строительно-дорожной техники. По незначительным изменениям основных эксплуатационных параметров качества масла специалист-аналитик делает вывод, что в двигателе и в работавшем масле произошли изменения. Это даёт возможность определить на ранней стадии область износа, его вид и глубину, установить причину нарушения режима сгорания топлива, сбой в работе воздушных фильтров и системы очистки моторного масла и др., что может способствовать попаданию в масло топлива, охлаждающей жидкости, сажи, песка и др.

Во многих странах мира научные исследования подтвердили высокую надёжность диагностических прогнозов неисправностей оборудования, основанных на результатах анализа эксплуатируемого в механизмах и агрегатах масла. При разборке и ремонте все виды дефектов подтверждаются в 95% случаев.

Данный метод диагностики оборудования в настоящее время становится всё более актуальным. Его применяют для уточнения сроков проведения техобслуживания и ремонта, периодичности замены масел и предотвращения незапланированного простоя оборудования. Стратегия обслуживания оборудования по фактическому состоянию совместно с концепцией «Технологии надёжности», разработанной специалистами компании «БАЛТЕХ», позволяет сократить издержки на ремонт оборудования энергетической или целлюлозно-бумажной отрасли на 20%, а самое главное − увеличить остаточный ресурс технологического оборудования. При этом используются комплексы испытаний работающих масел, предлагаемые компанией «БАЛТЕХ», периодически проводимые с целью выдачи необходимых рекомендаций для службы технического контроля.

При этом актуальным является именно комплексный подход к анализу масла, т.к. используя только один метод или рассматривая изменения одного показателя, можно сделать неправильные выводы. Так, общепринято связывать увеличение содержания кремния в масле с попаданием песка или пыли. А так ли это на самом деле? Обратимся к таблице, в первой строке которой представлен типичный набор результатов элементного анализа масла из нормального работающего двигателя без признаков загрязнения.

Таблица. Пример элементного анализа масла.

Образец

Fe

Al

Cr

Cu

Na

Si

Вид дефекта

1

35

8

3

15

12

15

Нормальный уровень

2

92

29

16

20

16

69

Значительное попадание грязи

3

38

9

4

124

243

101

Внешняя протечка охладителя

4

35

8

3

15

12

250

Используемая силиконовая смазка

5

36

10

5

10

19

31

Высокий уровень противопенной присадки

6

105

134

38

20

21

145

Проблемы в топливной системе – подгорание клапана

Для второго образца мы видим увеличение содержание кремния с одновременным увеличением содержания таких элементов износа, как железо, хром и алюминий. Это типичная картина при попадании пыли в масло через воздухозаборники. При этом кремний происходит из пыли, железо – из вкладышей, хром – из колец поршня.

В третьей строке приведён пример, показывающий также увеличение кремния. Но при полном анализе этих спектральных данных, а также данных инфракрасного (ИК) анализа с помощью портативной мини-лаборатории BALTECH OA-5100 и подсчёта частиц получается, что здесь нет попадания пыли, а наблюдается проблема в системе охлаждения. Увеличение кремния вызвано тем, что метасиликат натрия часто вводится в состав охлаждающей жидкости. Поэтому мы также видим и увеличение натрия. Увеличение меди вызвано выщелачиванием из сердцевины радиатора. При этом нет частиц пыли, и при анализе на счётчике частиц Q200 мы не наблюдаем значительного изменения класса чистоты.

Четвёртый пример демонстрирует сильный рост значения кремния. Если измерять только данный показатель, можно предположить значительное попадание песка. Однако если посмотрим на значения остальных элементов, то увидим, что они остаются относительно постоянными. А если бы было попадание пыли, то должно быть увеличение, по крайней мере, значения алюминия, причём в соотношении от Al:Si = 1:10 до 1:2, в зависимости от компонентов окружающей среды, так как песок/пыль, как правило, содержат не только диоксид кремния, но и различные глинозёмы, алюмосиликаты. Кроме того, попадание большого количества твёрдых частиц должно было вызвать износ деталей двигателя и, соответственно, элементов износа, как во втором примере. Подтвердить данный вывод можно и измерением класса чистоты, а с помощью счётчика частиц Q230, входящего в состав мини-лабораторий BALTECH OA-5300 и BALTECH OA-5400 серии «OilAnalysis», даже визуально подтвердить отсутствие частиц пыли. Таким образом, мы опровергаем попадание песка, а рост кремния, очевидно, связан с выщелачиванием его из силиконового герметика или прокладок.

В пятой строке наблюдаемое увеличение кремния не связано с попаданием внешних загрязнителей, а вызвано наличием в масле противопенной присадки – полиметилсиликсанов, т.е. в данном случае так же, как и в предыдущем, не требуется проведения каких-либо корректирующих действий.

Пример в последней строке таблицы демонстрирует увеличение кремния, железа, хрома и алюминия, также как и во втором образце. Однако соотношение Al:Si близко к 1:1, что не типично для попадания пыли. Это пример данных элементного анализа при подгорании клапана. Когда инжектор неисправен, то топливо, попадая на верхнюю часть клапана, сгорает, и клапан оплавляется. В результате этих процессов в масло попадают алюминий и кремний (из клапана), железо (из вкладышей) и хром (из колец), таким образом, кремний здесь элемент не загрязнений, а износа, и на счётчике частиц нет значительного увеличения класса чистоты. Однако при анализе на ИК-анализаторе можно ожидать данных о попадании топлива в масло.

Приведённые примеры наглядно демострируют необходимость комплексного анализа масла для корректной интерпретации получаемых данных и правильного диагностического заключения. Использование же неполного набора анализа свойств, необходимых для оценки состояния масла и машины, ведёт к дискредитации метода и неправильной диагностике оборудования. Для корректной интерпретации всех данных по анализу масел и смазок компания «БАЛТЕХ» рекомендует записаться на учебные курсы повышения квалификации и переподготовки кадров по теме ТОР-105 «Правила и методы анализа масел и смазок».  

Для решения комплексных задач трибодиагностики компания «БАЛТЕХ» предлагает две универсальные мини-лаборатории BALTECH OA-5300 и BALTECH OA-5400, состоящие из вискозиметра Q3050, ИК-анализатора Q1100 и счётчика частиц Q230, а также элементного анализатора Q100 в мини-лаборатории BALTECH OA-5400. Они предназначены для широкого использования в отделах надёжности, диагностических подразделениях или сервисного техобслуживания, для выполнения анализа любых типов смазочных масел, гидравлических жидкостей, моторных, индустриальных и трансформаторных масел. Вся аппаратура проста в работе, не требует какой-либо специальной квалификации персонала и длительного обучения. Вискозиметр Q3050 позволяет контролировать изменения кинематической вязкости масел при 40 оС. Диапазон измерений – 1 - 700 сСт. Кроме того, он вычисляет значение вязкости масла при 100 оС после введения значение индекса вязкости. Оба параметра определяются международными стандартами ISO и ГОСТ. ИК-анализатор Q1100 обеспечивает определение основных физико-химических показателей масла, отвечающих за его деградацию, а также содержание воды, сажи, топлива и гликоля. ИК-анализатор может поставляться с лицензией на измерение полной воды, обеспечивающей количественное определение воды до 6,5%. Счётчик частиц Q230 показывает общее количество имеющихся в масле частиц, определяет класс чистоты масла согласно стандарту ISO 4406, рассчитывает количество намагничиваемых частиц (в ppm) и их распределение по размерам, классифицирует все частицы по типам износа. Элементный анализатор Q100 предназначен для определения наличия и содержания в масле элементов металлов, бора, кремния и серы, которые могут появиться в отработанном масле в результате износа оборудования, загрязнений или введения присадок. Он позволяет определять до 32 элементов в масле без разбавления и какой-либо пробоподготовки за 30 секунд.

Обращаем внимание всех наших потенциальных заказчиков, что в 2016 году компания «БАЛТЕХ» получила новую лицензию № 1872 на осуществление образовательной деятельности, выданную Комитетом по образованию Правительства Санкт-Петербурга. Просим заранее записываться на наши учебные курсы повышения квалификации и переподготовки кадров.

Также в этом году отдел технического сервиса (ОТС) компании «БАЛТЕХ» аттестован в качестве лаборатории неразрушающего контроля (свидетельство об аттестации № 58А050798) для проведения услуг с выездом к заказчику по направлениям: вибродиагностика, термография и анализ масел.


Автор: С.Ю. Зубкова ведущий эксперт по анализу масел ООО «БАЛТЕХ»
Посмотреть содержание журнала: «СТАНОЧНЫЙ ПАРК» 2017 №10 (149)

Назад