Что загрязняет ваше масло?

Состояния сосуществования
Влага является вторым наиболее разрушительным загрязняющим веществом, обнаруженным в машинах, после загрязнения частицами.Влага может существовать в масле в следующих трех состояниях или фазах:

Растворенный
Вопреки тому, чему меня учили, масло и вода смешиваются.Объем воды, растворяющейся в масле, зависит от базового компонента масла, его состояния, пакета присадок, содержания загрязняющих веществ и температуры.Как правило, новые высококачественные масла с минимальным содержанием присадок содержат мало растворенной воды.И наоборот, окисленная низкосортная нефть с высоким содержанием присадок может содержать до 2000 частей на миллион воды в растворенном состоянии.В этом состоянии воды в масле не видно.


Эмульгированный
Как только количество воды превышает максимальный уровень, при котором она остается растворенной, масло становится насыщенным.В этот момент вода взвешена в масле в виде микроскопических капелек, известных как эмульсия.Эмульгированную воду часто называют мутной.


Свободно
Добавление большего количества воды к эмульгированной смеси масло/вода приведет к разделению двух фаз с образованием слоя свободной воды.Эта вода отделяется от нефти из-за присущей ей нерастворимости и разницы удельных весов между двумя жидкостями.В большинстве случаев свободная вода находится на дне резервуаров и отстойников.


Как влага влияет на компоненты
В смазочной системе двумя наиболее вредными фазами являются свободная и эмульгированная вода.По данным SKF, даже 1/10% воды в масле может сократить ожидаемый срок службы подшипника скольжения на целых 75%.Для подшипников качения ситуация еще хуже.Основной причиной такого укороченного срока службы является ослабление прочности масляной пленки.Ослабленная пленка делает компонент более восприимчивым к абразивному, адгезионному и усталостному износу.Вода не только разрушает прочность масляной пленки, но и свободная, и эмульгированная вода при экстремальных температурах и давлениях, возникающих в зоне нагрузки подшипника качения, может привести к мгновенному мгновенному испарению, вызывая эрозионный износ.


Как влага влияет на смазку
Вода не только оказывает прямое вредное воздействие на компоненты машин, но и играет непосредственную роль в окислении (старении) смазочных масел.Присутствие воды в смазочном масле может привести к ускорению процесса окисления в десять раз, что приведет к преждевременному старению масла, особенно в присутствии каталитических металлов, таких как медь, свинец и олово.Там, где в системе накапливается свободная вода, могут развиваться микроорганизмы.Эти микробы питаются маслом и разлагаются с образованием кислот, которые способствуют дальнейшему окислению масла.

Измерение загрязнения
Существует пять основных методов испытаний для определения содержания влаги в смазочном масле.Эти методы варьируются от простого прибора до более сложного химического теста или немного более дорогого теста процентного насыщения.


Треск
Самым простым является тест на кракле.В этом тесте горячая пластина выдерживается при температуре 320°F (130°C) и в ее центр помещается небольшая капля масла.Любая влага, присутствующая в масле, отражается в количестве пузырьков, наблюдаемых при испарении воды.В зависимости от смазочного материала относительно небольшое количество мелких пузырьков указывает на содержание примерно от 500 до 1000 частей на миллион (от 0,05 до 0,1 процента) воды.Значительно большее количество пузырьков большего размера может указывать на содержание воды от 1000 до 2000 частей на миллион, в то время как слышимый треск указывает на уровень влажности, превышающий 2000 частей на миллион.Тест на кракле чувствителен только к свободной и эмульгированной воде.


Ячейка давления
Еще одним простым тестом на месте является использование камеры давления, в которой образец готовится с химическим реагентом (гидрид кальция), помещается в контейнер и энергично встряхивается.Изменение давления внутри ячейки отслеживают, чтобы определить, присутствует ли свободная вода.Стоимость этого типа продукта относительно низкая, хотя необходимо учитывать эксплуатационные расходы в отношении реагентов, а также вопросы здоровья и безопасности этих реагентов.


Датчик относительной влажности
Третьим типом скринингового теста на наличие воды на месте является датчик относительной влажности.В датчике используется тонкопленочная емкостная сетка, которая может определять количество влаги, проникающей через пленку.Преимущество этого метода заключается в относительно низких эксплуатационных расходах и в том, что его можно стационарно установить на критически важном оборудовании предприятия для обеспечения мониторинга в режиме реального времени.


Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье
Помимо методов скрининга на месте, другим широко используемым методом скрининга воды является инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR).Этот тест чувствителен к свободной, эмульгированной и растворенной воде;однако его точность ограничена нижним пределом обнаружения примерно в 1000 частей на миллион.Этого достаточно для некоторых приложений, но недостаточно для типичных промышленных применений.Коммерческие лаборатории, использующие этот метод, часто сообщают, что в образце присутствует менее 0,1 процента воды по объему.


Карл Фишер
Наиболее точным методом определения количества свободной, эмульгированной и растворенной воды в смазочном масле является испытание на влажность по методу Карла Фишера.При правильном использовании тест Карла Фишера способен количественно определять уровни воды до 10 частей на миллион, или 0,001 процента, и должен быть предпочтительным методом, когда необходимо знать более точные концентрации воды.


Контроль загрязнения
После обнаружения следует расследовать первопричину попадания влаги.При достаточно раннем обнаружении и отсутствии ухудшения физических и химических свойств масла воду можно удалить, а масло сохранить в рабочем состоянии.Ниже приведены несколько методов для этого удаления:


Урегулирование
Свободную воду можно удалить из масла, предоставив хорошее место для отстаивания.Обычно он предоставляется в виде чаши для донных отложений и воды (BSWB).Однако отстаивание не удалит растворенную или эмульгированную воду.


Центробежные сепараторы
Процесс осаждения можно ускорить, если усилить силу тяжести с помощью центрифуги.Хотя центробежное разделение более эффективно, чем обычное гравитационное разделение, оно не позволяет удалить растворенную и эмульгированную воду.


Вакуумная дистилляция
В вакуумном дегидраторе масло помещают под вакуум и повышают температуру.Это эффективно испаряет воду из масла при температуре, которая не наносит серьезного вреда смазке.

Полимерные фильтры
Эти фильтры выглядят как обычные навинчиваемые или картриджные фильтры, но они содержат фильтрующий материал, пропитанный суперабсорбирующим полимером.Полимер поглощает свободную и эмульгированную воду и образует гель.

Вода является основной причиной отказа смазки, отказа компонентов и низкой надежности машины.Как и в случае со всеми загрязняющими веществами, важно не только распознать его присутствие, но и принять меры по контролю или устранению источника проникновения воды.Если возможно, уровень влажности должен поддерживаться на абсолютном минимуме.Независимо от того, решите ли вы установить сапуны осушительного типа, улучшить уплотнения, использовать центробежный фильтр или большой вакуумный осушитель, снижение уровня воды во всех типах оборудования может значительно продлить срок службы смазки и машины.