使用流体扫描和均质器制备来测量涡轮机和工业用油中的总水污染

在涡轮机和其他工业用油中，水污染是一个非常严重的问题，水质测试是任何润滑剂状态监测程序的一部分。涡轮机油通常被配制成具有抗氧化性，高热稳定性，和特殊的水分离。

市面上有专门用于蒸汽涡轮机或燃气涡轮机的润滑剂，它们是用特定的添加剂配方制造的，但也有许多油可以与不同类型的涡轮机一起工作。燃气轮机倾向于建立污泥和清漆，而蒸汽涡轮机可能经历泡沫，氧化和污泥。然而，涡轮机系统中的水污染是一个令人担忧的问题。严重的水污染会导致油的粘度变化、添加剂耗竭、加速氧化和轴承寿命缩短。涡轮机制造商通常建议警告警报限制< 1000ppm。

用于检测油中的水的最广​​泛接受的技术由Karl Fischer（KF）库仑滴定（ASTM D6304）¹．这种滴定技术相当繁琐，因为它需要危险的试剂、细致的样品准备、昂贵的设备和每次分析至少需要几分钟的时间。app亚博体育然而，当由熟练的操作人员执行时，卡尔·费歇尔对水的分析可以产生可重复性和高度准确的结果，是其他分析技术测定水的比较技术。此外，水不需要完全溶解在油中。

这FluidScan.手持式红外分析仪可以在红外吸光谱的基线中汲取油的水滴的光散射。图1说明了使用的涡轮机油样品的不同类型的流体频谱，具有增加的水污染水平。

图1。被水严重污染的旧涡轮油的流体扫描光谱在发电厂监测真空脱水过程

由水 - 油混合物引起的光散射程度依赖于那里的水浓度，但它也受到物理分散在油中的方式的影响：离散水滴的尺寸和数量如图2所示的油状物。

图2。用过的透平油中由于水滴变化而引起的光散射的图示。光谱A是一种使用过的透平油与29,000 ppm的水污染后立即分析均质。光谱B是一种含有9500ppm水污染的二手涡轮润滑油，在均质后立即进行分析。光谱C是相同的样品在A (29,000 ppm)，但已被允许坐45分钟后均质。在基线升力的程度上，浓度和水滴大小的变化是明显的。

因此，具有代表性的均匀抽样至关重要。在取样现场，由于仪器内部的剧烈运动，水和油将是均匀的，如FluidScan等便携式仪器可以用于即时结果。如果样品被允许沉淀，也许是在运送到实验室或指定的石油分析地点的过程中，水迟早会分离，如图3所示。当水与油完全分离后，获得准确的水含量是很复杂的。

图3。使用的雪佛龙GST 32样本，从发电厂发货后收到

方法

一个新的水校准，测量光散射，因为水滴的存在，在FluidScan.工业图书馆。该技术是用许多流行品牌的涡轮和齿轮/轴承油的水污染样本创建的，用于从1000ppm到6500ppm的水的工业流体的强大通用校准。该技术的一个重要组成部分是使用均质器。图4显示了样品用商业可用的机械均质器均质，并允许在室温下休息两分钟(不超过30分钟)，然后用FluidScan进行测量。

图4。均质水污染油的样本

结果

从500ppm的范围到10,000ppm水污染的16个样品用于测试针对卡尔费斯坦D6304的总水流量测量。通过在分析之前通过将它们均化30秒均化制备每个样品。它们同时在三个流体景观和Karl Fischer上测量，以降低采样误差的影响。图5显示了结果。

图5。比较新的总水测量流体扫描与ASTM D6304卡尔费歇尔滴定法

为了显示均质器在测定工业流体中的重要性，这意味着杰出的水分离性，一个由13个来自发电厂的雪佛龙GST 32油样品组成的测试集进行了有和没有适当均质的测试。

图6显示了A组，其中样品在高温下均化30秒。在分析之前，将样品瓶轻轻地倒20次以混合。

图6。在高温下均化30秒后显示的样品

图7显示了B组，其中样品用手强烈摇动30秒，然后留下几分钟，以便气泡散发。在测试之前，样品瓶轻轻倒20次以混合。

图7。用手剧烈摇晃30秒的样品。在眼睛看来，浑浊看起来类似于均匀的样品，即使水不是均匀地分散在样品。

从瓶的中间部分填充塑料一次性吸管，并使用相同的分配器将液体分配到KF瓶和FluidScan翻转电池。结果如图8所示。

图8。用均质器制备的样品显示，在FluidScan上计算的水浓度与Karl Fischer的结果非常吻合。用手摇过的样品是不准确的。

显然，样品制备技术对结果有很大的影响。所有仅通过强有力的握手(方法B)制备的样品都有不可接受的巨大数量的错误，事实上，从未在FluidScan上测量超过6000ppm的水。虽然手摇的样品看起来不透明，类似于均质的样品，但手摇的油与水的混合物实际上并不均匀。在现场分析时，在取样现场直接测量的新鲜油样应是均匀的，由于机器内部的湍流和剪切，液滴大小应是均匀的。

在涡轮机中，特别是水污染的临界限度为500ppm。由于测量对基线漂移敏感，以便在该范围内提供所需的精度，在测量每个样品之​​前，在仪器之前必须进行巨大的护理。至少必须在每次测量之前进行新的背景。此外，必须实现一些清洁阈值，该阈值必须在电池中搜索在电池中存在残留的油。拍摄“空气”背景和“空单元”背景也可能有助于。

在数天的时间里，通过多个光谱仪对Mobil DTE 732样品进行了测量，这些样品的水污染量不断增加。在每个设备的每个单元上随机测量样品，在FluidScan和KF测量前，每次均质样品60秒。在4天的测试中，1单元的单个光谱仪的平均结果(图9)显示了该技术反应的卓越线性。

图9。每一个美孚DTE 732样品在4天内在1号单元获得的平均水结果

流体扫描涡轮机的测量结果，具有严重水污染的涡轮机

所有五个流体扫描单位进行的所有测量的全面结果都在表1中示出。在每个单位的单位上，测试几天的重复性是特殊的，平均100ppm（1 * std）。该技术对所有五个单位进行了良好的，每个单位具有<150ppm（1 * STD）的再现，每个测量值。很明显地看到可操作的数据可以在500到1000ppm的范围内获得。

表1。Mobil DTE 732多天的水质污染测试结果显示在这里。

日测量		样品A, KF = 0 ppm					样品B，KF = 205 ppm					样品C, KF = 470ppm					样品D, KF = 1005 ppm
		1号机组	第二单元	第三单元	单元4	单元5	1号机组	第二单元	第三单元	单元4	单元5	1号机组	第二单元	第三单元	单元4	单元5	1号机组	第二单元	第三单元	单元4	单元5
1	1	0.	158	0.	0.	94	244.	244.	297	270.	240.	343	428	506	390.	536	1139	1038	1164	1223.	1061
	2	0.	0.	0.	78	76	136.	167	324	297	163	481.	470.	437	400	103	1060	1081	1204	1299	1117.
2	1	9.	239.	85	156	66	183	201	286	122.	233.	494.	404	561	601	423	915.	909.	1281	1134	1098
	2	71	27.	207	213	0.	160	264.	183	373.	200	705.	496.	808.	675	657	942.	962	1075	1092	1156
3.	1	101	0.	82	85	23.	170	0.	279	276	91	238.	110.	409	353.	394	988	823.	1020.	1212.	857
	2	0.	0.	50	67	0.	234.	141.	83	312	298	428	387.	621	603	354.	1132.	1079	1056	1253.	1143.
4.	1	0.	0.	0.	0.	80	36.	0.	130.	115.	0.	309	348	436	457	453	941.	655	1007.	906	749
	2	78	54	131.	195	127.	61	33.	339	107	109	505	345	416	536	466	841	617	1059	1023	894
大街		33.	60	69	99	59	153	131.	240.	234.	167	438	373.	524	502	424	995	895	1108.	1143.	1010.
方差		41.	84	69	77	43.	74	107	96	104	96	145.	119.	137.	118.	160	107	183	97	131.	154

结论

新的流体扫描技术用于调查涡轮机油中的水污染是一项强有力的、可靠的技术，为严重的水污染提供即时警报。造成这种差异的最大因素是抽样。为了获得均匀的样品和可靠的水测量结果，握手是不够的FluidScan。在使用市售均质器进行分析之前，立即进行现场分析或制备样品，以获得最佳结果。采用最佳实践取样方法，可获得与卡尔·费希尔相关在20%以内的结果。新的FluidScan水校准提供了对90%工业库中>300 ppm水在涡轮油和>1000 ppm水在其他油中的总水污染的准确评估。

参考
1 ASTM D6304参考

此信息已采购，从Ametek Spectro Scientific提供的材料审核和调整。亚博网站下载

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