Miernik wilgotności oleju

Miernik wilgotności oleju jest przyrządem służącym do oznaczania zawartości wody w olejach przemysłowych: transformatorowych, smarowych, turbinowych, przekładniowych i innych. W tym artykule omówimy najważniejsze kwestie związane z wilgotnością oleju:

• jak woda dostaje się do oleju;
• w jakich formach woda może być zawarta w oleju;
• dlaczego obecność wody w oleju jest niebezpieczna;
• jakimi metodami można dokładnie określić ilość wody w oleju;
• TOR-1 miernik wilgotności oleju.

Drogi wnikania wody do olejów przemysłowych

Drogi wnikania wody do oleju można wygodnie podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy typ jest eksploatacyjny, gdy woda tworzy się właśnie podczas pracy urządzeń wypełnionych olejem lub dostaje się do pracujących urządzeń z powodu nieszczelności uszczelnień. Związane jest to głównie z dużymi obciążeniami i ekstremalnymi temperaturami, które powodują występowanie reakcji chemicznych tworzących wodę. Na przykład w transformatorach woda powstaje w wyniku starzenia i utleniania celulozy. A w turbinach — ze względu na skraplanie się pary wodnej, która zaczyna wydzielać się w wysokich temperaturach.

Drugi typ to czynniki nieoperacyjne. Woda może dostać się do oleju z powietrza podczas transportu lub przechowywania w pojemnikach na magazynie. Dlatego, miernik wilgotności oleju należy stosować również przed napełnieniem urządzenia olejem.

Formy, w których woda może być zawarta w oleju

Woda może występować w olejach w trzech różnych postaciach:

• rozpuszczona woda;
• zemulgowana woda;
• Darmowa woda.

Woda rozpuszczona to woda związana z substancjami aktywnymi, które pojawiają się podczas procesu starzenia oleju, a także woda zaadsorbowana przez zanieczyszczenia mechaniczne zawieszone w oleju. Zemulgowana woda to kuleczki wody zawieszone w oleju. Wielkość kulek jest określona przez „punkt rosy” i rzeczywistą temperaturę zemulgowanej wody-oleju. Wolna woda pojawia się w oleju w wyniku bezpośredniego przedostania się do zbiornika.

W nowych olejach transformatorowych o niskiej zawartości węglowodorów aromatycznych prawie cała wilgoć zawarta jest w postaci rozpuszczonej. Rozpuszczona woda tworzy roztwór w olejach i praktycznie nie wpływa na zmianę właściwości izolacyjnych; innymi słowy, nie zmniejsza wytrzymałości na przebicie ciekłego dielektryka. Ale kiedy temperatura spada, powstaje woda w postaci kondensatu, który przekształca się w wodę emulsyjną, zwiększając utratę dielektryczną oleju. W starzejących się olejach transformatorowych większość wilgoci jest zawarta w postaci związanej.

Miernik wilgotności oleju dostarcza najbardziej kompletnych i dokładnych informacji niezależnie od postaci, w jakiej woda występuje w oleju. Jednostkami używanymi do pomiaru zawartości wilgoci w oleju są gramy na tonę (ppm) lub procenty wagowe.

Zagrożenia wody dla oleju

Woda jest niebezpiecznym zanieczyszczeniem dla każdego oleju przemysłowego. Woda, dostając się do oleju transformatorowego, pogarsza jego właściwości izolacyjne, co prowadzi do przebicia dielektryka. Największe zagrożenie dla transformatora występuje przy wahaniach temperatury. W takim przypadku jakakolwiek rozpuszczona wilgoć pogarsza właściwości dielektryczne izolacji i prowadzi do jej degradacji.

Ponadto woda przyczynia się do utleniania olejów przemysłowych, zmienia ich lepkość i powoduje pienienie. Zmniejsza się wytrzymałość filmu olejowego, co przyspiesza zużycie części ciernych.

Stosowanie oleju silnikowego wycinanego wodą jest niebezpieczne ze względu na nasilone procesy rdzewienia i korozji. Sprawia, że ​​stal staje się krucha i zwiększa ryzyko uszkodzenia części silnika spalinowego.

Ponadto, jeśli olej zawiera jakiekolwiek dodatki, zwiększona zawartość wody może prowadzić do jego wypłukiwania i pogorszenia właściwości oleju.

Ponadto woda jest podstępnym zanieczyszczeniem, ponieważ może nie tylko niekorzystnie wpływać na właściwości oleju, ale także potęgować negatywny wpływ innych czynników.

Maksymalna wilgotność olejów

Jako dielektryk stosuje się oleje różnego pochodzenia, tj. oleje mineralne, silikonowe i estry. Różna jest technologia otrzymywania tych olejków, różne są też ich właściwości, w tym skłonność do rozpuszczania wody.

Cząsteczki węglowodorów są hydrofobowe; dlatego oleje mineralne mają niską rozpuszczalność w wodzie na poziomie 30-60 ppm (g/t). Oleje i estry silikonowe mają wyższą granicę nasycenia, która wynosi odpowiednio 150–300 ppm i 300–2600 ppm.

Zawartość wody w oleju wlewanym do transformatorów osłoniętych folią lub azotem, uszczelnionych przepustów i uszczelnionych przekładników pomiarowych nie powinna przekraczać 10 ppm (10 g/t). Transformatory mocy niezabezpieczone folią oraz nieuszczelnione przepusty muszą być wypełnione olejem transformatorowym o zawartości wody nie większej niż 25 ppm. Za suchy uważa się olej o zawartości wody nie większej niż 10 ppm, jednak w chwili dostawy wilgotność oleju może sięgać 35 ppm, co wymaga zastosowania procesów suszenia (termiczna próżnia lub suszenie na bazie zeolitu). Decyzja o wykonaniu suszenia zapada jednak dopiero wtedy, gdy miernik wilgotności oleju wykazało, że parametr przekracza dopuszczalną wartość.

Metody oznaczania wilgotności oleju

Metody stosowane do test wilgotności oleju transformatorowego dzielą się na trzy grupy:

• metody oparte na ekstrakcji wody i pomiarach za pomocą reakcji chemicznych. Do tej grupy należy kulometryczne miareczkowanie metodą Karla Fischera oraz metoda z wodorkiem wapnia. W metodzie hydrowapniowej dokonuje się pomiarów objętości gazów wydzielających się w wyniku oddziaływania wodorku wapnia (CaH2) i wody zawartej w oleju. Metoda Karla Fischera polega na oznaczaniu wody za pomocą automatycznego miareczkowania kulometrycznego. Istota ilościowego oznaczania wilgotności oleju polega na automatycznym pomiarze ilości energii elektrycznej zużytej do elektrolizy wody w czynniku chemicznym Karla Fischera;
• metody oparte na fizycznej ekstrakcji do stanu równowagi oraz na pomiarach chromatografem gazowym i emisją fotoakustyczną;
• metoda czujnika pojemnościowego, za pomocą której wykonuje się pośrednie pomiary względnego nasycenia oleju w miarę zmian przewodnictwa błony czułej. Metody analizy oleju w laboratorium, mimo swojej dokładności, są czasochłonne, trudne do wykonania i wymagają wzmożonych środków bezpieczeństwa. Przyrządy do pracy w pobliżu transformatorów są nieporęczne, a niektóre z nich są przestarzałe. Bez aktualnych i dokładnych informacji o stanie oleju izolacyjnego niemożliwe będzie zagwarantowanie niezawodności urządzeń wysokiego napięcia. Wymaga to kompaktowych, precyzyjnych, szybkich, niezawodnych i łatwych w obsłudze przyrządów.

Jak prawidłowo pobierać próbki oleju transformatorowego

Dla informacji i poprawne badanie wilgotności oleju transformatorowego, ważne jest, aby mieć dobre instrumenty, a także prawidłowo pobierać próbki. Jeśli próbka będzie złej jakości i wilgoć dostanie się do oleju na etapie pobierania próbek, będzie to wiązać się z fałszywymi wynikami, aw konsekwencji z błędnymi decyzjami o korekcie programu konserwacji transformatora.

Do pobierania próbek lepiej zatrudnić wykwalifikowanego specjalistę, który musi pracować przy dobrej pogodzie (brak opadów, silny wiatr itp.). Próbki pobiera się wyłącznie do suchych i czystych naczyń szklanych, a każde naczynie musi być wypełnione co najmniej w 95% swojej pojemności. Natychmiast po napełnieniu naczynie szczelnie zamyka się korkiem. Następnie próbki przechowuje się w ciemnym miejscu do godz test wilgotności oleju transformatorowego jest przeprowadzany.

Wilgotnościomierz TOR-1 od GlobeCore

GlobeCore firma się rozwinęła Instrument TOR-1. Przeznaczony jest do określania udziału masowego wilgoci w olejach elektroizolacyjnych, nawet w niewielkich ilościach. Oprócz bezwzględnej zawartości wilgoci w ppm przyrząd mierzy również temperaturę oleju. Dokładność i stabilność pomiarów uzyskano dzięki zastosowaniu czujnika pojemnościowego niewrażliwego na zanieczyszczenia, które mogą znajdować się w oleju elektroizolacyjnym.

Przyrząd mierzy aktywność i temperaturę wody. Na podstawie tych wielkości tester TOR-1 oblicza zawartość wilgoci (ppm) mineralnego oleju transformatorowego. Wilgotność niemineralnych olejów transformatorowych i smarowych można obliczyć dopiero po załadowaniu do przyrządu określonych parametrów tych olejów.

TOR-1 miernik wilgotności oleju jest łatwy do przenoszenia i transportu ze względu na swoją kompaktowość: jego wysokość nie przekracza 38 centymetrów, a jego długość i szerokość nie przekraczają 18 centymetrów.

Konstrukcja przyrządu jest prosta, a jego obsługa nie wymaga wysoko wykwalifikowanej obsługi. Po naciśnięciu przycisku rozpoczynającego pomiary wyświetlane są wartości wilgotności i temperatury. Dokładniejszy wynik jest dostępny po dziesięciu minutach. Następnie możesz rozpocząć testowanie kolejnej próbki oleju.

Stopień ochrony przyrządu pozwala na badanie oleju izolacyjnego w pobliżu transformatorów w każdych warunkach pogodowych, a czujnik pracuje w temperaturze otoczenia od -40 do +60 stopni Celsjusza. Niezawodność działania osiągnięto dzięki zastosowaniu metalowych przycisków wandaloodpornych, metalowej ochronie elementu czujnikowego, stabilizowanemu zasilaniu oraz zintegrowanym zabezpieczeniom urządzeń elektrycznych.

Dzięki temu przyrząd TOR-1 oszczędza czas i zmniejsza pracochłonność pomiarów w każdych warunkach pracy. Może być używany zarówno samodzielnie, jak i jako część mobilnych laboratoriów do analizy oleju online w terenie.

Dysponując dokładnymi i natychmiastowymi informacjami o zawartości wilgoci w oleju w transformatorze, można na czas dostosować program konserwacji urządzeń i zapobiec poważnym skutkom: wypadkom i kosztownym naprawom.

Jak suszyć oleje przemysłowe

Istnieje kilka sposobów usuwania wody z olejów przemysłowych: odwirowanie, termiczne suszenie próżniowe i przepuszczanie przez warstwę zeolitu. Chociaż wirowanie jako metoda suszenia wyróżnia się prostotą, stało się przestarzałe i przestarzałe. Bardziej nowoczesną metodą jest termiczne suszenie próżniowe, w którym olej jest najpierw podgrzewany, po czym z jego powierzchni wydobywa się para wodna i gazowa, które są usuwane za pomocą próżni. Suszenie zeolitem wyróżnia się wysoką wydajnością i prostotą oprzyrządowania. Sorbent zeolitowy ma wysoką zdolność wchłaniania wody i zatrzymywania jej w swoich granulkach. Po nasyceniu właściwości sorbentu muszą zostać ponownie aktywowane, po czym zeolit ​​może być ponownie użyty do suszenia oleju.