oilanalysis2
Download
Report
Transcript oilanalysis2
آنالیز روغن
مقدمه
• امروزه در بسياري از شركت ها ،تالش بر این است تا اطالعات جامع
تری از تجهیزات را بصورت طبقه بندي شده در اختيار داشته باشند
و با كنترل اطالعات و شرايط الزم از بوجود آمدن توقف هاي غیر
منتظره جلوگیري كنند.
• با توسعه تكنولوژي و پیشرفت صنایع ،كنترل تجهیزات ماشین آالت
و روانكارها به يك برنامه مدرن آنالیز روغن تبديل شده كه نتيجه آن
مراقبت و نگهداري بهينه تجهیزات ،صرفه جويي در مصرف انرژي و
افزايش عمر ماشین آالت خواهد بود.
تعریف آنالیز روغن
• " آنالیز روغن" از خانواده برنامه های ،PMیك برنامه اجرایی
نگهداری و تعمیرات بر پایه مراقبت وضعیت شرایط روانكار است
كه با تمركز بر وضعیت روانكار و انجام آزمایش های گوناگون در
محل كار با استفاده از تجهیزات و آزمایشگاه های معتبر صورت می
گیرد.
• در كل ،اساس کار آنالیز روغن عبارتست از :انعکاس وضعيت دقيق
ماشین براي يک دوره زماني معین از طريق نشان دادن وضعيت
دستگاههاي مکانيکي در حال کار.
مواد خارجي موجود در داخل روغن
- 1موادي که در اثر تغيیرات فیزيکي و شيميايي روغن -از قبيل
اکسيداسيون در روغن -به وجود ميآيند.
- 2مواد خارجي از قبيل ضديخ و سوخت و آب که وارد
روغن ميشوند.
- 3مواد حاصل از سايش قطعات ماشین که وارد روغن
ميشوند.
رقيق شدن روغن در اثر اختالط با
سوخت
در این حالت کیفیت روانکاري کاهش یافته و باعث افزایش
ساییدگي قطعات و باال رفتن دماي کار موتور ميشود.
روغن ،سطوح فلزي موتور را از هم جدا کرده ،آببندي
بین محفظه احتراق و محفظه میل لنگ را فراهم آورده و
وظیفه انتقال حرارت در موتور را نیز بر عهده دارد که در
صورت رقیق شدن ،این وظایف را به خوبي انجام نداده و
باعث ایجاد عیوب دیگري در موتور ميشود..
دالیل رقیق شدن روغن
)1نشتي يا معيوب بودن انژکتورها
)2در جا کار کردن بيش از حد
)3تراکم ناقص
)4رينگها يا واشرهاي فرسوده
)5تايمينگ نامناسب (تنظيم نبودن زماني سوپاپهاي موتور)
)6اپراتور يا رانندههاي کم تجربه
)7شرايط محيطي کار
)8نشتي از پمپ سوخت واشر آن
)9نسبت نامناسب هوا به سوخت كيفيت پايین سوخت
)10استفاده از موتور به جز مواردي كه موتور برای آن طراحي شده
آلودگي با آب يا ضديخ
آزمايش آنالیز روغن هرگز مقدار آب موجود در روغن موتور را نشان
نميدهد ،زيرا روغن موتور به قدري داغ است که آب موجود در
آن بخار ميشود ،بنابراين آنالیز آب فقط در سيستمهاي
هيدروليک ،گیربکسها و ...استفاده ميشود .آنالیز روغن عناصر
شيميايي ضد يخ موجود در روغن را برحسب جزء در ميليون
سديم و پتاسيم نشان دهد .زماني که مقادير سديم و پتاسيم در
روغن محفظه ميل لنگ مشاهده شد ،مشخص ميشود که
آلودگي ضد يخ اتفاق افتاده است
دالیل بروز این پدیده
)1دماي کار پايین موتور
)2وجود سوراخ يا حفره در واشرها
)3آلودگي در حین سرويس
)4ماشین کار نامناسب سطوح سيلندر و سر سيلندر
)5آببندي نامناسب
)6آلودگي روغن نو
)7انبار کردن نامناسب روغن نو
)8محصوالت محفظه احتراق
)9آببندي نامناسب خنککننده روغن
)10آچارکش ي نامناسب سرسيلندر
)11آلودگي نمونه در حین نمونهبرداري
معایب رخداد
)1به خرابي موتور
)2روغنکاري غیرموثر
)3دماي کار باال
)4اتالف انرژي
)5سايش فلزي
)6از بین رفتن اثر افزودنيهاي روغن
)7به وجود آمدن ترکيبات اسيدي
)8افزايش مقدار فلزات ساييده شده
)8افزايش ويسکوزيته
)9اتالف مايع خنک کننده
افزودنيهاي روغن
بر :واسطه ی ضد سايش ،ضد اکسيد ،از اجزاي روغنهاي بدون بو
کلسيم :پاککنندهها ،انتشار دهنده ها ،خنثيکنندههاي اسيد
باريم :مواد بازدانده خوردگي ،پاککنندهها ،مواد بازدارنده زنگ زدگي
روي :ضداکسيدها ،مواد بازدارنده خوردگي ،افزودنيهاي ضد سايش،
پاککنندهها ،افزودنيهاي فشار بحراني
فسفر :واسطههاي ضد زنگ ،شمع جرقه و کاهنده حجم محفظه
احتراق.
نقش روانکار
• روانکار بسیاری از آلودگی ها را از محیط عملکرد قطعات دور نموده
و مواد مورد نیاز آنها را از قبیل مواد جلوگیری کننده از سایش ،مواد
مقاوم در برابر فشارهای باال ،EP ،مواد محافظت کننده در برابر
خوردگی و غیره را در اختیار قطعات قرار می دهد.
• روغن با اجزاي مکانيکي در تماس بوده ،مواد خارجي آالينده و ذرات
و براده هاي فلزي ساييده شده از قطعات مكانيكي را گرفته و به
صورت معلق در خود نگاه ميدارد.
تأثیر آب روي افزودني ها و پاية روغن روانكارها
)١محدودكننده هاي زنگ زدگي
)٢بهبود دهنده غلظت
)٣پايه روغن
تأثیرات جانبي آن عبارتند از:
)١توليدات جنبي نامطلوب مثل لعاب ،لجن و ...
)٢رسوب روي سطوح
)٣غليظ شدن روانكار
نقش روانکار
• از آنجایی که تماس روغن با قطعات در حال کار در حد تماس
مولکولی می باشد ،انجام یک سری تست های بخصوص بر روی
روانکار مصرفی می تواند عالوه بر وضعیت کیفی خود روغن،
اطالعات با ارزش ی در مورد سایر قطعات در تماس با روغن ارایه
دهد و یک متخصص علم روانکاری با استفاده از این اطالعات می
تواند برنامه نگهداری و تعمیر مناسب را ارایه دهد.
مزایای آنالیز روغن
•
•
•
•
کاهش آسیب ها و خسارت های وارده به ماشین آالت
کاهش هزینه ها
افزایش بهره وری
افزایش کیفیت فرآورده های تولید
انواع آنالیز روغن
انواع آزمایشات انجام شده بر روی روغن ها را می توان در پنج گروه
کلی تقسیم بندی نمود :
.1میزان اکسیداسیون روغن
.2مقدار و نوع فلزات موجود در روغن
.3مقدار آب موجود در روغن
.4میزان وجود ناخالص ی های محیطی در روغن
.5آزمایشات کیفی روغن
انواع دستگاههای انالیز روغن
مقدار و نوع فلزات موجود در روغن
• در هنگام کار مقادير ميکروسکوپي فلزات سايش ي توسط سیستم
وارد روغن مي شود که نمونه گیري هاي منظم و متوالي و ارزيابي
مقدار عناصر فرسايش ي اين نمونه ها ،تغيیرات غیر متعادل را
مشخص خواهد کرد.
• از اين طريق مي توان به علل احتمالي آن پي برده و در بسياري از
موارد مي توان سايش را کنترل يا پيشگیري کرد.
مقدار و نوع فلزات موجود در
روغن
• مقدار و نوع فلزات موجود در روغن ،نشان دهنده میزان سایش
قطعات مختلف مانند یاتاقانها ،رينگها ،پيستونها ،ميل لنگ و غیره
میباشد .با تکرار آزمایش در فواصل زمانی معین میتوان زمان مناسب
جهت تعویض قطعات را مشخص نموده و قبل از بروز خسارت
برنامه تعمیر آنها را تدوین نمود.
• اندازه گیری تعداد ذرات جامد بر اساس استاندارد ISO 4406و
بر حسب تعداد در میلی لیتر حجم روانكار انجام می شود .بسته به
اصول طراحی و كاركرد ،تجهیزات گوناگونی برای شمارش ذرات وجود
دارد.
عناصر فلزي سايش ي ،عناصر افزودني و عناصر آالينده كه ممکن است
در روغن وجود داشته باشند عبارتند از:
• آهن) :(Feسیلندرها ،واشرها ،میل لنگ ،چرخ دنده ها ،میل بادامک،
مکانیزم سوپاپ
• مس ) :(Cuبوشها ،یاتاقانها ،بوشهای بادامک ،خنک کننده های روغن،
بوشهای مکانیزم سوپاپ ،واشرهای پیشرانه ای ،یاتاقانها یا بوشهای میل
بادامک
• آلومينيوم ) :(Alپیستونها ،یاتاقانها ،سیلندرها ،بوشها ،محفظه پمپ
روغن ،دمنده ها ،یاتاقانهای پیشرانه ای ،یاتاقانها یا بوشهای میل
بادامک
• کروم ) :(Crرینگها ،یاتاقانهای غلتکی یا مخروطی ،واشرها ،سوپاپ
اگزوز
• سرب ) :(Pbیاتاقان ها
•
•
•
•
•
•
سيليس ) :(Siافزودنی ضدکف ،گردوخاک
سديم ) :(Naافزودنی های روغن ،ضدیخ ،گردوخاک
نيکل ) :(Niانواع خاص ی از یاتاقانها ،سوپاپها و گایدهای سوپاپ
نقره ) :(Agانواع خاص ی از یاتاقانها ،لحیم برخی از خنک کننده های
روغن
موليبدن ) :(Moرینگ ها ،انواع خاص ی از یاتاقانها
منیزيم ) :(Mgپوسته یا بدنه انواع خاص ی از موتورها ،افزئدنی های
روغن
عالوه بر فلزات سایش ی ،تعدادی افزودنی های فلزی وجود دارند که در
بیشتر روغنکاری های مدرن از آنها استفاده می شود .این عناصر
عبارتند از:
•
•
•
•
•
بور ) :(Bواسطه های ضدسایش ،ضداکسیدها ،اجزای روغن های
بدون بو
کلسيم) : (Caپاک کننده ها ،انتشاردهنده ها ،خنثی کننده های اسید
باريم ) :(Baمواد بازدارنده خوردگی ،پاک کننده ها ،مواد بازدارنده زنگ
زدگی
روي ) :(Znضداکسیدها ،مواد بازدارنده خوردگی ،افزودنی های
ضدسایش ،پاک کننده ها ،افزودنی های فشار بحرانی
فسفر) :(Pواسطه های ضدزنگ ،شمع جرقه و کاهنده حجم محفظه
احتراق
میزان اکسیداسیون روغن
• میزان اکسیداسیون روغن نشانه ای از میزان حرارت منتقل شده به
قطعات مکانیکی و از آنجا به روغن می باشد و با رسم نمودار
اکسیداسیون می توان مقاطعی را که حرارت بیش از حد اعمال شده را
مشخص و عیب یابی نمود.
• طي فرايند اكسيداسيون روغن دچار تغيیرات شيميايي شده و در نتيجه
ي وارد شدن مواد توليد شده از اكسيداسيون به روغن،كارايي آن كاهش
مي يابد.
مشکالت اکسيداسيون بيش از حد روغن
•
•
•
•
•
•
تشکيل رسوبات الکي
خوردگي فلزي
افزايش ويسکوزيته
گرفتگي فيلتر
همچنین توليد اسيدهاي آلي
در صورتي كه حرارت خيلي باال باشد
رسوبات كربني در روغن تشكيل خواهد
شد.
نيتراسيون
مواد نيتروژني به شدت اسيدي بوده و مي توانند باعث افزايش آثار
اکسيداسيون شوند
زماني که مقدار نيتراسيون باال رود ،سرويس روغن موثر خواهد
بود .ترکيبات نيتروژن در سوخت به ويژه در سوخت با مقدار
سولفور باال يافت مي شود.
عوامل بروز نيتراسيون
)1عيوب توربوشارژ،
)2عيوب محفظه احتراق،
)3تخليه نامناسب دود،
)4آب بندي غیر موثر،
)5اشکاالت پمپ تخليه دود،
)6اشکاالت سوخت،
)7دماي کار پايین،
)8نسبت نادرست هوا به سوخت
)9رينگ هاي نامناسب
اثرات نیتراسیون
)1افزايش مقدار اسيد
)2اکسيداسيون سريع
)3چسبيدن رينگ
)4کربن ته نشین شده
)5افزايش هزينه هاي نگهداري
)6خوردگي فلزات سايش ي
)7افزايش سايش
)8افزايش اکسيداسيون روغن
)9افت توان و آلودگي محيط از طريق
اکسيدهاي نيتروژن
مقدار آب موجود در
روغن
• مقدار آب موجود در روغن نشانی از وضعیت عملکرد آببندها و
سیلها می باشد.
• میزان آب در روغنها به مقدار زياد در عملكرد و طول عمر روغن و
تجهیزات مكانيكي كه روانكاري مي شوند تاثیر منفي دارد.
مقدار آب موجود در روغن
• آب سرعت اكسيداسيون روغن ها را افزايش داده و در نتيجه
تحليل زود هنگام روغن و بازدارنده هاي اكسيداسيون را باعث مي
شود.
• آب عامل رسوب دهنده ادتيوها بوده و همچنین به طور شيميايي با
برخي ادتيوها وارد واكنش مي شود.
مقدار آب موجود در روغن
شيوه هايي كه در آن حضور آب باعث خرابي
جبران ناپذير تجهیزات مي شود عبارتند از:
• خوردگي
• فرسايش
• كنده شدن سطح
• شكننده شدن توسط هيدروژن
سطح تمیزي روغن
• سطح تمیزي روغن يكي از پارامتر هاي مهم مي باشد كه عمدتا در
ارزيابي تجهیزات و سيستم هاي هيدروليكي مورد بررس ي قرار مي
گیرد.
• میزان وجود ناخالص ی های محیطی نحوه عملکرد فیلترها و هواکش
ها را نشان می دهد.
• معموال سطح تمیزي مشخص ي (براي مثال عدد ناس برابر )6مد نظر
مي باشد.
استانداردهاي تعيین آلودگي هاي
جامد
• استانداردهاي متنوعي براي تعيین آلودگي هاي جامد در يك سيال
مورد استفاده قرار مي گیرد.
• روشهاي NAS-1632و ISO-4406از جمله روشهاي شمارش
ذرات هستند.
• NAS-1632توسط يك عدد و ISO-4406توسط سه عدد به
شكل 13/16/18نمايش داده مي شوند كه هر كدام بيانگر سطحي
از تعداد ذرات موجود بر حسب اندازه ذرات مي باشد.
آزمایشات کیفی روغن
• نتایج آزمایشات کیفی روغن نیز وضعیت طول عمر روغن را نشان
داده و می توان با دقت زیاد زمان تعویض روغن را اعالم و برنامه
نت را با آن تنظیم نمود .
• از مهمترین آزمایشات کیفی روغن میتوان به آزمایش RULERكه
به معنای «تخمین عمر مفید باقیمانده روغن» است اشاره نمود.
آزمایش RULER
• در این آزمایش با اندازه گیری مقدار تركیبات ضد اكسیداسیون و
عدد اسیدی روغن ،زمان تقریبی پایان یافتن عمر مفید روانكار را
تعیین می گردد ،به این مفهوم كه با افزایش عدد اسیدی یا TAN
ً
روغن ،مسلما از مقدار و كارآیی مواد افزودنی با خاصیت
ضداكسیداسیون كاسته می شود و زمانی فرا می رسد كه میزان
ً
ادتیوهای یاد شده به قدری كاهش یافته است كه روغن كامال
اسیدی و خورنده شده و ادامه فعالیت آن موجب آسیب های
شدید به دستگاه خواهد شد.
آزمایش ویسکوزیته یا گرانروی روغن
• آزمایش ویسکوزیته یا گرانروی نیز از آزمایشات رایج در برنامه آنالیز
روغن می باشد ،در صورت كاهش ویسكوزیته ،امكان تشكیل فیلم
پایدار روانكار به حداقل می رسد و بر اثر تماس فلز با فلز ،سایش
شدیدی ایجاد گردیده كه نتیجه مستقیم آن ،عمر كمتر دستگاه
خواهد بود.
ویسکوزیته
• ویسکوزیته مهم ترین مشخصه روغن های روانکار است .آزمایش
ویسکوزیته ،مقاومت داخلی روانکار را نسبت به جاری شدن نشان
می دهد .آزمون ویسکوزیته به طور معمول در درجه حرارت 40و
100درجه سانتیگراد انجام می شود.
• نتایج آزمایش ویسکوزیته معموال به سه صورت ثبت می شود:
.1نرمال
.2زیاد
.3کم
•
•
•
•
•
•
در حالت ویسکوزیته زیاد یا کم باید برای عملیات نگهداری ،علت
موردنظر را جستجو و نسبت به رفع آن اقدام کرد .تغییرات ویسکوزیته
متاثر از عواملی مانند:
میزان کارکرد روغن
محتویات روغن
آلودگی
ترکیب با مواد
و ناهنجاری های دیگر بوده که بر ساعات سرویس روغن تاثیر می گذارد.
علل ناهنجاری های ویسکوزیته
•
•
•
•
•
•
•
•
ترکیب با سوخت
مقدار زیاد دوده
آلودگی آب
آلودگی ضدیخ
کمپرس
اکسیداسیون روغن
استفاده از روغن با درجه نامناسب
طوالنی شدن زمان سرویس روغن
نمونه ای از نتایج
• برنامه های آنالیز روغن موجب شكوفایی صنایع فوالد ژاپن شده
است .در اوایل دهه ،80شركت فوالد ژاپن با اجرای برنامه آنالیز
روغن بر روی 170سیستم هیدرولیك ،پس از پنج سال به نتایج
شگفت انگیزی ،مانند 90درصد كاهش خرابی پمپ 75 ،درصد
كاهش آلودگی در سیستم و 600درصد افزایش عمر مفید پمپ ها
دست یافت.
• اين نتايج موجب ترغيب ساير شركت ها در ژاپن شد ،به طوري كه
شركت فوالد ناگويا به دنبال موفقيت اوليه در اجراي برنامه آنالیز روغن
،اين برنامه را در تمام كارخانه هاي خود و بر روي 9هزار گیربكس102 ،
هزار ياتاقان و 900سيستم هيدروليك اجرا كرد و موفق به كاهش 50
درصدي خريد ياتاقان 90 ،درصد تقليل آسيب هاي ناش ي از روانكاري،
83درصد مصرف كمتر روغن و 15درصد كاهش در مصرف گريس شد.
نه گام اجرای آنالیز روغن
گام اول :تعهد در برابر برنامه
گام دوم :ثبت وضعیت فعلی
گام سوم :انتخاب آزمایشگاه مناسب
گام چهارم :انتخاب ماشین جهت آنالیز
گام پنجم :انتخاب آزمایشات مورد نیاز
گام ششم :نمونه گیری از روغن
گام هفتم :انجام آنالیز بر روی نمونه روغن
گام هشتم :تفسیر نتایج
گام نهم :پیگیری میزان کارائی برنامه آنالیز روغن
نتیجه گیری
• در نظر گرفتن یک سری آزمایشات در زمان بهره برداری از دستگاه ها
نه تنها باعث کاهش بسیاری از هزینه ها چه از نظر طول عمر
قطعات و چه از لحاظ زمان بهینه تعویض روغن گردیده بلكه نقش
مهمي نیز در افزایش تولید و یا خدمات داشته و مسئوالن فنی
کارخانجات را در جهت هرچه بهتر نگهداری و کارآمد کردن ماشین
آالت یاری می نماید.
منابع
1)Beerchek , Richard C. " How Dirt and water slash
Bearing Life ." Machine Design Magazine . July 6
اصول و مفاهیم آنالیز روغن در سیستم//(نگهداری و تعمیرات2
.های هیدرولیک
. نه گام جهت اجرای موفق آنالیز روغن//(نگهداری و تعمیرات3
4)http://www.niazemarkazi.com/article/pdf/100
03029.html