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油液在線監(jiān)測專家分析水分對齒輪箱的危害

來源:本站 作者:admin 時間:2021-12-11 01:31:49 點(diǎn)擊:931
油液在線監(jiān)測專家分析水分對齒輪箱的危害
 
       潤滑油中的水分是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個主要因素。SKF科研人員發(fā)現(xiàn),風(fēng)電齒輪油中的水分含量達(dá)到1000ppm時,軸承的壽命會降低70%。另外,據(jù)美國再生能源實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn),齒輪箱的失效始于軸承,一旦軸承開始失效,其他的齒輪等部件也會出現(xiàn)相應(yīng)的問題。所以為了使風(fēng)電齒輪箱的使用壽命達(dá)到20年,必須嚴(yán)格控制風(fēng)電齒輪油中的水分。美國齒輪箱制造協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,風(fēng)電齒輪油中的水分要求在500ppm以下,但據(jù)最新研究表明,為了提高軸承的壽命,應(yīng)將水分控制在150ppm以下,這樣軸承壽命會提高到原來的2到3倍。

 
油液在線監(jiān)測專家分析水分對齒輪箱的危害
  眾所周知,新加注的風(fēng)機(jī)齒輪箱潤滑油中是沒有水分的。那么水分從何而來,又是以什么形式存在的呢?當(dāng)風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)時,齒輪箱的工作溫度將高達(dá)95攝氏度,但當(dāng)停機(jī)時,齒輪箱將逐漸冷卻時產(chǎn)生“呼吸”效應(yīng),導(dǎo)致并從空氣中吸收水分或濕氣。而風(fēng)電齒輪油中的水分有三種存在形式:(1)溶解水(2)乳化水(3)游離水。
  通常我們發(fā)現(xiàn)油品狀態(tài)透亮,不渾濁時,水分都是以溶解水的狀態(tài)存在。當(dāng)溶解水達(dá)到飽和狀態(tài)時,油品會出現(xiàn)渾濁,有時甚至呈現(xiàn)乳化狀態(tài),這時的水分稱為乳化水。當(dāng)呈現(xiàn)乳化狀態(tài)的油中的水分繼續(xù)增加時,油和水會分層,這時的水分稱為游離水。
  而齒輪箱中的水分是會隨季節(jié)變化的。由于風(fēng)電機(jī)組都安裝在露天的環(huán)境下,因此油中的水分含量受陰雨天氣的影響特別大,通常在梅雨季節(jié)時,潤滑油中的水分含量會明顯增加,等到干旱季節(jié)時,風(fēng)電齒輪油中的水分又會明顯降低。所以說在雨季更應(yīng)該重視水分的監(jiān)測。
  風(fēng)電齒輪油中水分的危害有很多,主要有以下六個方面(1)加快了抗氧劑的失效,進(jìn)而加快了油品的氧化反應(yīng),增大潤滑油酸值。同時,生成的膠狀聚合物會堵塞過濾設(shè)備,形成油泥等。(2)由于水的低粘度和不可壓縮性會降低潤滑油的承載能力,從而導(dǎo)致在高載荷下,高壓使水分變成過熱蒸汽,過熱蒸汽使得油離開摩擦表面,從而導(dǎo)致摩擦表面磨損。(3)加快油品的水解,尤其對于酯類潤滑油,會導(dǎo)致生成相應(yīng)的醇和酸,增加潤滑油的酸值。(4)使?jié)櫥椭械奶砑觿┦В瑥亩鴮?dǎo)致潤滑油功能衰退,增加了摩擦磨損。(5)與某些添加劑反應(yīng)生成凝膠,這些凝膠成團(tuán)形成油泥來堵塞過濾設(shè)備。(6)使表面張力減小,從而使得空氣更容易進(jìn)入油中,增加了潤滑油中的泡沫。
  那么如何檢測油中的水分呢?離線式測量方法有三種:(1)蒸餾法(2)傅里葉光譜法(3)卡爾費(fèi)休法。蒸餾法的測試精度比較低,最低的測定值為300ppm,而且需要的油樣比較多,不適合風(fēng)電機(jī)組潤滑油中水分的測試。傅里葉光譜法測試速度快,但是由于傅里葉測試比較敏感,影響結(jié)果的因素很多,所以結(jié)果準(zhǔn)確度不高,也不適合風(fēng)機(jī)中水分精確的測定。實(shí)驗(yàn)室中廣泛采用的一種測試方法是卡爾費(fèi)休法,它能測試準(zhǔn)確到10ppm左右,適合風(fēng)電齒輪油中的水分的測定。奧吉娜檢測中心的水分測定儀為梅特勒-托利多全自動卡爾費(fèi)休水分測定儀,它使用方便準(zhǔn)確度高,能夠滿足風(fēng)電潤滑油水分測定的要求。
  從潤滑油配方設(shè)計出發(fā)控制水分的危害可以作以下三方面的工作:
  第一、從基礎(chǔ)油的選擇入手,目前風(fēng)電齒輪油使用合成類基礎(chǔ)油,主要有PAO(聚α-烯烴)型、PAG(聚醚)型和P0E(聚酯)型。其中PAG和POE型的基礎(chǔ)油容易吸收空氣中的水分,并且與水反應(yīng)發(fā)生水解,導(dǎo)致潤滑油質(zhì)量下降。所以PAO為基礎(chǔ)油的風(fēng)電齒輪油是目前被廣泛認(rèn)可的類型。
  第二、 在風(fēng)電齒輪油的配方設(shè)計中,特別在其中加入了抗乳化添加劑,這些添加劑的作用是,一旦水分進(jìn)入齒輪箱后,能夠使得油與水的盡快分離,確保齒輪箱軸承和齒輪的正常潤滑。
  第三、 同時考慮潤滑油的抗水解能力,杜絕因水分進(jìn)入后添加劑水解失效,從而導(dǎo)致摩擦副的摩擦磨損。
  綜上所述,水分是影響齒輪箱壽命的關(guān)鍵因素之一,希望可以通過本文引起廣大風(fēng)場技術(shù)人員對于齒輪箱潤滑油水分指標(biāo)的高度重視,加強(qiáng)對水分的日常監(jiān)測,嚴(yán)格控制水分含量,確保風(fēng)機(jī)的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

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