Як подолати утворення лаку в турбінній оливі

Три основні механізми утворення лаку

Лак і шлам — м'який, податливий органічний залишок, який легко прибрати з компонентів, — утворюються по-різному, і на їхнє формування впливає багато чинників. Ось три основні механізми утворення лаку:

Термічна деградація оливи, яка може відбуватися за температур понад 300 °C.

Окиснення — реакція, що спричиняє розкладання оливи.

Забруднення оливи через внутрішні або зовнішні джерела.

Порівняння фільтра сервоклапана з лаком/шламом із новим фільтром.

Наскільки поширена проблема лаку

За даними опитування ExxonMobil Fuels & Lubricants, проведеного серед 192 газотурбінних електростанцій, які сукупно експлуатують 626 газових турбін, приблизно 40 відсотків операторів турбін повідомляють про поточні або історичні проблеми з лаком в оливі протягом перших шести років експлуатації.

Турбіни зі спільними гідравлічними та підшипниковими резервуарами значно більше схильні до аварійних зупинок чи відмов запуску, пов'язаних із лаком, ніж турбіни з відокремленими резервуарами. Крім того, помірний лак може накопичуватися на опорних та упорних підшипниках практично без впливу на температуру підшипників чи обертання вала. Саме тому раннє виявлення та запобігання утворенню лаку є надзвичайно важливими для спільних гідравлічних/турбінних резервуарів порівняно з турбінами, що мають окремі гідравлічні та турбінні резервуари.

Помірний лак може накопичуватися на опорних та упорних підшипниках практично без впливу на температуру підшипників чи обертання вала, і аварійні зупинки або відмови запуску через лак у підшипниках турбіни повідомляються рідко, якщо взагалі повідомляються. З цієї причини я хочу наголосити, що практики, спрямовані на виявлення та запобігання утворенню лаку, мають зосереджуватися на турбінах зі спільними резервуарами гідравлічної та турбінної оливи.

Починайте з чистої системи та правильної оливи

Хоча усунення симптомів лаку за допомогою технологій пом'якшення може подовжити термін служби, для надійної роботи важливо починати з чистої системи та використовувати турбінну оливу, розроблену для запобігання утворенню лаку. Збалансована рецептура, що використовує високоефективні базові оливи та присадки за передовими технологіями, стане вашою першою лінією захисту від утворення шламу й лаку. Загалом базові оливи вищої якості у поєднанні з присадками за передовими технологіями забезпечують найкращий захист від лаку.

Є додаткові деталі, які варто враховувати під час вибору збалансованого мастила для газових турбін.

Контроль відкладень

Перша сфера, яку слід розглянути, — це здатність турбінної оливи контролювати відкладення. Деякі оливи утворюють більше відкладень, ніж інші, але вибір сучасної турбінної оливи, розробленої для обмеження утворення шламу й лаку та утримання відкладень у завислому стані, значно зменшить ризик утворення лаку.

Наведені вище фотографії показують утворення лаку чотирма комерційно доступними оливами.

Стійкість до окиснення

Друга сфера, яку слід враховувати, — це стійкість оливи до окиснення. Температури підшипників турбіни, що наближаються до 120 °C, у поєднанні з металургією обладнання, забрудненнями та захопленим повітрям сприяють процесу окиснення, який передує утворенню лаку. Щоб протидіяти цій реакції, обирайте мастила, що мають базові оливи турбінного класу вищої якості, а також ретельно підібрані присадки й антиоксиданти. Далі розгляньте виділення повітря та контроль піноутворення.

Виділення повітря та контроль піноутворення

В оливі з поганими показниками виділення повітря захоплене повітря може стискатися в підшипниках турбіни або у високонапірній гідравліці, що спричиняє адіабатичне стискання (так зване мікродизелювання). Адіабатичне стискання може спричиняти локальне підвищення температури оливи, яке може сприяти утворенню лаку.

Надмірне поверхневе піноутворення також може прискорювати окиснення та призводити до експлуатаційних проблем, як-от неможливість належно виміряти рівень мастила чи переповнення масляного резервуара. Оливи, розроблені для сприяння швидкому виділенню повітря та мінімального піноутворення, забезпечать кращий захист від утворення лаку.

Фільтрованість

Фільтрованість рідини, тобто здатність проходити крізь фільтр із мінімальним падінням тиску, — це ще один показник продуктивності, що впливатиме на утворення лаку на масляному фільтрі. Оливи з поганою фільтрованістю завантажуватимуть фільтри швидше, ніж оливи з доброю фільтрованістю, що часто означає частішу заміну фільтрів.

Захист від іржі та корозії

Далі слід розглянути захист від іржі та корозії, оскільки іржа й корозія також можуть сприяти окисненню та утворенню лаку на основі забруднень. З цієї причини варто шукати оливи, розроблені для мінімізації іржі та корозії.

Захист від зношування

Нарешті, розгляньте здатність оливи захищати від зношування.

Зношування високонапірних гідравлічних компонентів, шестерень допоміжного редуктора, понижувального редуктора генератора чи валоповоротного механізму може безпосередньо впливати на продуктивність газової турбіни. Продукти зношування з цих компонентів можуть бути непрямим джерелом утворення лаку, оскільки метали зношування можуть діяти як каталізатор окиснення.