Образование лаковых отложений

Как предотвратить лакообразные отложения

14.03.2016

Опыт применения в промышленности

Как предотвратить лакообразные отложения

Джим Хэннон (Jim Hannon), консультант по техническим характеристикам индустриальных смазочных материалов, ExxonMobil Research and Engineering

Одна из распространенных проблем, с которыми постоянно сталкиваются операторы из энергетической отрасли, — образование лакообразных отложений. Термин «лакообразные отложения» использовался раньше как обобщающий термин для всех масляных отложений, но если говорить точнее, он означает твердые, нерастворимые в масле органические отложения, которые не могут удаляться с механических деталей простым протиранием.

Лакообразные отложения и шлам — мягкие, пластичные органические отложения, которые могут легко удаляться с деталей — образуются по-разному под воздействием многих факторов. Образование лакообразных отложений происходит тремя основными путями:

  • термическое разложение масла при температурах выше 300 °C;
  • окисление — химическая реакция, которая вызывает разложение масла;
  • загрязнение масла из внутренних или внешних источников.

Servo valve filterServo valve filter new
Сравнение фильтра сервоклапана с появившимися лакообразными отложениями/шламом и нового фильтра.

По данным опроса ExxonMobil Lubricants & Fuels среди работников 192 турбинных электростанций, на которых работает в общей сложности 626 газовых турбин, примерно 40 процентов операторов турбин сталкиваются или сталкивались с проблемами образования лакообразных отложений в течение первых шести лет эксплуатации.

Турбины с общими резервуарами для гидравлической системы и подшипников намного более склонны к аварийным остановкам или сбоям пусковых устройств в связи с образованием лакообразных отложений, чем турбины с раздельными резервуарами. Слабовыраженные лакообразные отложения могут появляться как на упорных, так и на опорных подшипниках, практически не изменяя их температуру или скорость вращения вала. Поэтому гораздо важнее как можно раньше выявлять и предотвращать образование отложений в турбинах с общими резервуарами для гидравлической системы и турбинного масла, чем в турбинах с раздельными резервуарами.

Слабовыраженные лакообразные отложения могут появляться как на упорных, так и на опорных подшипниках, практически не изменяя их температуру или скорость вращения вала. Аварийные остановки или сбои пусковых устройств в связи с образованием лакообразных отложений в подшипниках турбин практически не наблюдаются. Поэтому мне хотелось бы подчеркнуть, что методы выявления и предупреждения отложений должны разрабатываться для турбин с общими резервуарами для гидравлической системы и турбинного масла.

Теория предотвращения лакообразных отложений

Несмотря на то что борьба с образованием лакообразных отложений при помощи технологии по осуществлению смягчающих мер увеличивает срок службы, для надежной работы важно в первую очередь обеспечить чистоту системы и использовать турбинное масло, которое не допускает их образования. Первой линией защиты от образования шлама и лакообразных отложений является хорошо сбалансированный состав на основе высокоэффективных базовых масел и высокотехнологичных присадок. В общем случае высококачественные базовые масла в сочетании с высокотехнологичными добавками обеспечивают максимальную защиту от образования лакообразных отложений.

При выборе смазочных материалов для газовых турбин необходимо учитывать еще некоторые моменты.

Прежде всего — это способность турбинного масла предотвращать образование отложений. При использовании одних масел образуется больше отложений, чем при использовании других, но выбор инновационного турбинного масла, специально созданного для предотвращения образования шлама и лакообразных отложений и связывания их в суспензии, значительно уменьшит риск возникновения отложений.
Valve filter varnish examples

На фотографиях выше изображены лакообразные отложения при использовании четырех доступных в свободной продаже масел.

Во-вторых — это стойкость к окислению. Развитие в подшипниках турбины высоких температур, которые доходят до 120 °C, появление внутри оборудования продуктов износа металла, попадание загрязнителей и захваченного воздуха способствует процессу окисления, создавая предпосылки для образования лакообразных отложений. Чтобы не допустить этой реакции, выбирайте смазочные

материалы на основе высококачественных турбинных базовых масел и тщательно подобранных добавок и антиокислительных присадок. В-третьих — высвобождение захваченного воздуха и стойкость к пенообразованию.

В масле с низкой способностью к высвобождению воздуха захваченный воздух будет сжиматься в подшипниках турбины или гидравлических системах высокого давления, вызывая адиабатическое сжатие (известное как микродизельный эффект). Адиабатическое сжатие ведет к локальному развитию высоких температур масла, способствуя образованию лакообразных отложений.

Чрезмерное поверхностное пенообразование также ускоряет реакцию окисления, вызывая эксплуатационные проблемы, такие как невозможность правильно измерить уровень масла или вытекание масла из резервуара. Масла, специально созданные для быстрого высвобождения захваченного воздуха и минимального пенообразования, обеспечивают превосходную защиту от образования лакообразных отложений.

Еще один фактор — фильтруемость жидкости, то есть ее способность проходить через фильтры очистки с минимальной потерей давления. Масла с низкой способностью к фильтрации будут засорять фильтры быстрее, чем масла с хорошей фильтруемостью, отчего при их использовании фильтры придется менять чаще.

Также следует учитывать такой фактор, как защита от ржавления и коррозии, поскольку ржавление и коррозия также способствуют окислению и образованию лакообразных отложений на основе загрязнителей. Поэтому рекомендуется выбирать масла, специально созданные для сведения ржавления и коррозии к минимуму.

И наконец — защита от износа.

Износ деталей гидравлических систем высокого давления, редукторов коробок приводов агрегатов, редукторов генераторов и редукторов поворотных устройств негативно влияет на эксплуатационные характеристики газовых турбин. Продукты износа этих деталей и узлов являются опосредованным источником образования лакообразных отложений, поскольку продукты износа металла выступают катализаторами в реакции окисления.