СПЕЦПРОЕКТ

Mining World Russia 2020

ПЕРЕЙТИ

Диагностика оборудования предприятий добывающей отрасли по анализу масла и смазок

Современные предприятия добывающей отрасли представляют собой высокотехнологичные комплексы, содержащие большое количество сложного и опасного оборудования.

диагностика оборудования

В настоящее время на горно-обогатительных предприятиях используется большое количество насосно-компрессорного оборудования (НКО). Рассматриваемое оборудование служит для перекачивания различных жидкостей с разными температурными интервалами, широким спектром химических и физических свойств (взрывоопасных, токсичных и т. д.).

Большая часть НКО работает, как правило, в агрессивных и высококоррозионных средах, а также при высоких температурах. Интегральный показатель надёжности функционирования всего предприятия напрямую зависит от исправности каждого аппарата и технического узла всего перерабатывающего комплекса.

Повышению надёжности и безопасной работы насосно-компрессорного оборудования уделяется особое внимание. В результате происходящих процессов в металле оборудование стареет и изнашивается, появляются очаги коррозии, усталостного изменения структуры материала, растрескивание и т. д.

Для уменьшения процессов изнашивания в насосно-компрессорном оборудовании используется смазывание трущихся деталей. Масло циркулирует внутри машины и создаёт разделяющую пленку между трущимися поверхностями, препятствуя их истиранию и разрушению. Но ничто не вечно. Механизмы со временем всё равно изнашиваются, и продукты износа неизбежно попадают в масло.

Одновременно портится и само масло: в нём появляются продукты его собственного окисления, расходуются противоизносные и противоокислительные присадки, рвутся длинные полимерные цепи молекул присадок, обеспечивающих нужную вязкость.

К тому же при отсутствии надлежащей защиты в маслосистему могут проникать вода и грязь извне. В итоге, теряя свои первоначальные свойства и накапливая твёрдые примеси, масло начинает работать как абразив, вызывая еще больший износ.

Читайте также: Балансировка роторов динамического оборудования.

Практика показывает, что более 80% отказов машин обусловлены загрязнением масла. Перед инженером, эксплуатирующим оборудование, встают вопросы: сколько ещё прослужит начинающая разрушаться машина? Можно ли предсказать, что в ней сломается? Как обеспечить максимально возможный срок её службы?

Самое простое — следовать рекомендациям по эксплуатации, которые даёт производитель машины, например, менять масло 1 раз в год. Так в большинстве случаев и поступают. Когда машина ломается, её просто останавливают на ремонт. Это относится к тем, кто не считает денег.

Тот, кто деньги считает, имеет возможность существенно продлить срок эксплуатации машины и сократить время внеплановых простоев. Для этого применяют диагностический контроль оборудования по состоянию смазочного масла.

Простые экономические расчёты показывают, что следить за состоянием, например, насоса или компрессора, во много раз дешевле, чем останавливать и ремонтировать их при катастрофическом отказе.

Если заметить и устранить проблему вовремя, можно сохранить работоспособность машины с минимальными потерями: заменить подшипник, насос, фильтр и т. п. Для выявления неполадок в оборудовании на самых ранних стадиях и используют диагностический контроль, или, другими словами, мониторинг состояния смазочного масла. Этот широко признанный и эффективный подход, к сожалению, пока не получил в нашей стране должного распространения.

диагностика оборудования

Идеология анализа масла в процессе его эксплуатации в корне отличается от идеологии анализа масла при его производстве. Если при производстве важно обеспечить попадание показателей качества готового масла в заданные, заранее известные пределы, определённые стандартами (ГОСТами) и техническими условиями, то при диагностическом контроле надо следить не столько за абсолютными значениями контролируемых показателей, сколько за изменением их значений во времени. Такой подход часто называют анализом трендов.

Набор определённой статистики и анализ получаемых данных позволяет делать важные выводы как о состоянии масла, так и оборудования. В диагностическом контроле к традиционным показателям качества масла, таким как вязкость, температура вспышки, содержание присадок, добавляются новые: общее содержание ферромагнитных частиц и металлов износа, содержание сажи, окисление, нитрование и сульфирование.

Для всестороннего исследования свойств работающего масла создаются специализированные лаборатории анализа масла или используются уже готовые комплексные лаборатории типа минилабораторий серии BALTECH OA, которые дают возможность определять оставшийся ресурс масла и устанавливать срок его службы на основании реальных свойств масла в конкретном технологическом оборудовании.

Такой подход позволяет значительно оптимизировать эксплуатационные расходы: масло заменяется только тогда, когда оно полностью отработало свой ресурс. Потребитель избавляется как от необходимости сливать еще пригодное к применению масло, так и от последствий работы на масле с уже выработанным ресурсом.

Для определения пригодности компрессорного и насосного масел к эксплуатации, как правило, используется оценка таких его показателей, как вязкость, окисление и изменение общего кислотного числа, которые определяются в химико-аналитической лаборатории стандартными химическими методами, определенными в соответствующих ГОСТах.

Читайте также: Диагностика – всему голова.

Обычно полный анализ данным способом занимает нескольких часов плюс необходимость доставки проб в специализированную лабораторию. Также возможно выполнение всего комплекса, перечисленных выше анализов, за несколько минут прямо на месте работы оборудования с помощью портативного инфракрасного (ИК) анализатора и портативного переносного вискозиметра.

Оба эти прибора просты в эксплуатации и не требуют пробоподготовки образца и использования растворителей, поэтому нет необходимости в наличии химика-аналитика в штате предприятия. Анализ может быть выполнен техническим персоналом службы диагностики.

Значительную часть числа всего технологического оборудования на предприятиях горной и добывающей промышленности составляют компрессорные установки. Они представляют повышенную опасность. В поршневых и ротационных компрессорах смазочное масло находится в прямом соприкосновении со сжатым газом, имеющим высокую температуру.

Масло подвергается колоссальным термическим нагрузкам вследствие высоких температур, развивающихся при сжатии среды (это может привести к окислению масла и образованию отложений, а в случае с воздухом — к обогащению кислородом).

Сжатию следует подвергать максимально очищенный воздух или газ, потому что загрязняющие примеси могут ускорить процессы окисления (например, агрессивные газы из окружающей среды могут крайне негативно влиять на эксплуатационные качества смазочного масла).

приборы

Основной причиной пожаров, возникающих в смазываемых маслом компрессорах, является образование твердых продуктов распада и уплотнения масла при его эксплуатации (коксование). Образование отложений кокса зависит от термической стабильности масла, а также от его вязкости.

Применительно к компрессорным машинам вязкость является одной из основных контролируемых эксплуатационных характеристик масла. От вязкости зависят потери энергии на трение, износ поверхностей трения деталей, уплотнение поршневых колец, время запуска компрессора, температура поверхностей трения.

Износ, как было указано выше, является основной причиной выхода насосно-компрессорного оборудования из строя. Проводя анализ содержания в масле ряда металлов и других элементов, можно прогнозировать скорость и степень износа узлов трения, выход оборудования из строя и проводить эффективный предупредительный ремонт и обслуживание.

Для этого используется построение трендов накопления в масле продуктов износа, а также определение типа частиц износа. Наиболее перспективным в этом плане является проведение анализа масла с помощью счетчика частиц.

Он позволяет не только определять количество загрязняющих частиц в масле, класс чистоты масла по ИСО 4406 и ГОСТу 17216, но и отдельно показывает количество ферромагнитных частиц и их распределение по размерам, а также выполняет классификацию частиц по типам износа: усталостный, резание, сдвиг, неметаллические частицы и капли воды.

Читайте также: Мониторинг состояния промышленного оборудования с помощью анализа отработанного масла.

С целью предсказания проблемного узла в оборудовании необходимо знание элементов, из которых состоят полученные частицы износа. Это достигается использованием атомно-абсорбционного спектрометров.

Анализатор BALTECH работает по принципу вращающегося дискового электрода. Такая конструкция позволяет анализировать масло без его предварительной пробоподготовки с точностью, сопоставимой с точностью ИСП спектрометра.

Таким образом, с помощью элементного анализатора определяют качественный и количественный состав имеющихся в масле частиц износа. Сопоставляя полученные данные об элементном составе частиц износа и данные о составе деталей оборудования, определяют подвергшийся разрушению узел. А анализ скорости накопления данных частиц износа позволяет определить является ли износ критичным или нормальным.

Применение диагностического контроля оборудования на предприятиях по состоянию смазочного масла, как уже указывалось, является существенной мерой снижения затрат в нефтехимической промышленности, а также ведет к увеличению надежности и безопасности всего производства.

Для развития данного метода диагностики в учебном центре «БАЛТЕХ» организован специальный курс для повышения квалификации персонала промышленных предприятий «Трибодиагностика. Основы смазывания машин и оборудования», в ходе которого проводятся теоретические и практические занятия.

Текст:
С.Ю. Зубкова, к.х.н. — Ведущий эксперт по анализу масел
Р.А. Романов, к.т.н. – Директор по маркетингу и сбыту
ООО «Балтех» (Санкт-Петербург, Россия)


Baltech

baltech.ru

info@baltech.ru

Г. Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 40.
Тел. +7(812) 335-00-85


Компания «Балтех» – это один из лидеров российского промышленного рынка по производству и поставке систем лазерной центровки валов, балансировочных станков и приборов балансировки, виброметров, стетоскопов и виброанализаторов для измерения вибрации механизмов, тепловизоров и пирометров для энергоаудита, индукционных нагревателей для индуктивного нагрева подшипников, муфт, шкивов, а также диагностика и контроль подшипников с помощью стендов проверки подшипников.

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №2, 2018

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.