Měřič vlhkosti oleje je přístroj, který se používá ke stanovení množství vody v průmyslových olejích: transformátorové, mazací, turbínové, převodové a jiné oleje. V tomto článku budeme diskutovat o nejdůležitějších věcech souvisejících s vlhkostí oleje:

• jak se voda dostává do ropy;
• v jakých formách může být voda obsažena v oleji;
• proč je přítomnost vody v ropě nebezpečná;
• jaké metody lze použít k přesnému stanovení množství vody v oleji;
• TOR-1 vlhkoměr oleje.

Způsoby vnikání vody do průmyslových olejů

Způsoby vnikání vody do oleje lze pohodlně rozdělit do dvou typů. První typ je funkční, když se voda tvoří právě během provozu zařízení s olejovou náplní nebo se do zařízení dostane za provozu kvůli netěsnosti těsnění. To je spojeno především s vysokým zatížením a extrémními teplotami, které způsobují výskyt vodotvorných chemických reakcí. Například v transformátorech voda vzniká stárnutím a oxidací celulózy. A v turbínových jednotkách — kvůli kondenzaci páry, která se začíná vyvíjet při vysokých teplotách.

Druhým typem jsou mimoprovozní faktory. Voda se může dostat do oleje ze vzduchu během přepravy nebo skladování v kontejnerech ve skladu. Proto, vlhkoměr oleje by měl být také použit před naplněním zařízení olejem.

Formy, ve kterých může být voda obsažena v oleji

Voda může být obsažena v olejích ve třech různých formách:

• rozpuštěná voda;
• emulgovaná voda;
• voda zdarma.

Rozpuštěná voda je voda spojená s aktivními látkami, které se objevují během procesu stárnutí oleje, a také voda adsorbovaná mechanickými nečistotami, které jsou suspendovány v oleji. Emulgovaná voda jsou vodní kuličky suspendované v oleji. Velikost kuliček je dána „rosným bodem“ a skutečnou teplotou emulgované vody-oleje. Volná voda se objevuje v oleji v důsledku přímého vniknutí do nádrže.

V nových transformátorových olejích s nízkým obsahem aromatických uhlovodíků je téměř celá vlhkost obsažena v rozpuštěné formě. Rozpuštěná voda tvoří roztok v olejích a prakticky neovlivňuje změnu izolačních vlastností; jinými slovy, nesnižuje průraznou pevnost kapalného dielektrika. Když však teplota klesne, vyvine se voda ve formě kondenzátu, který se přemění na emulzní vodu zvyšující dielektrické ztráty oleje. Ve starých transformátorových olejích je většina vlhkosti obsažena ve vázané formě.

Měřič vlhkosti oleje poskytne nejúplnější a nejpřesnější informace bez ohledu na formu, ve které je voda obsažena v oleji. Jednotky používané pro měření obsahu vlhkosti v oleji jsou gramy na tunu (ppm) nebo hmotnostní procenta.

Nebezpečí vody pro olej

Voda je nebezpečná nečistota pro jakýkoli průmyslový olej. Voda, která se dostane do transformátorového oleje, zhoršuje jeho izolační vlastnosti, což vede k průrazu dielektrika. Největší nebezpečí pro transformátor existuje při kolísání teploty. V tomto případě jakákoliv rozpuštěná vlhkost zhoršuje dielektrické vlastnosti izolace a vede k její degradaci.

Dále voda přispívá k oxidaci průmyslových olejů, mění jejich viskozitu a způsobuje pěnění. Pevnost olejového filmu klesá, což urychluje opotřebení třecích částí.

Použití vodou řezaného motorového oleje je nebezpečné kvůli zvýšené korozi a korozi. Dělá ocel křehkou a zvyšuje riziko poškození částí spalovacího motoru.

Kromě toho, pokud olej obsahuje nějaké přísady, zvýšený obsah vody může vést k jeho vymývání a ke zhoršení výkonu oleje.

Voda je navíc zákeřná nečistota, protože může nejen nepříznivě ovlivnit vlastnosti oleje, ale také zesílit negativní vliv dalších faktorů.

Maximální obsah vlhkosti v olejích

Jako dielektrikum se používají oleje různého původu, tedy minerální, silikonové oleje a estery. Technologie získávání těchto olejů se liší, liší se také jejich vlastnosti, včetně sklonu k rozpouštění vody.

Molekuly uhlovodíků jsou hydrofobní; minerální oleje mají proto nízkou rozpustnost ve vodě na úrovni 30–60 ppm (g/t). Silikonové oleje a estery mají vyšší limit nasycení, který se rovná 150–300 ppm a 300–2 600 ppm.

Obsah vody v oleji nalitém do filmem nebo dusíkem chráněných transformátorů, utěsněných průchodek a utěsněných měřicích transformátorů nesmí překročit 10 ppm (10 g/t). Filmem nechráněné výkonové transformátory a neutěsněné průchodky musí být naplněny transformátorovým olejem s obsahem vody nejvýše 25 ppm. Olej s obsahem vody ne vyšším než 10 ppm se považuje za suchý, ale při dodání může obsah vlhkosti oleje dosáhnout 35 ppm, což vyžaduje použití sušících procesů (tepelné vakuum nebo sušení na bázi zeolitu). Rozhodnutí o provedení sušení je však učiněno pouze tehdy měřič vlhkosti oleje ukázal, že parametr překračuje přípustnou hodnotu.

Metody stanovení obsahu vlhkosti oleje

Metody používané pro zkouška vlhkosti transformátorového oleje jsou rozděleny do tří skupin:

• metody založené na odběru vody a měření pomocí chemických reakcí. Do této skupiny patří coulometrická Karl Fischer titrace a metoda s hydridem vápenatým. Při hydrokalciové metodě se měří objem plynů uvolňovaných v důsledku interakce hydridu vápenatého (CaH2) a vody obsažené v oleji. Metoda Karl Fischer zahrnuje stanovení vody automatickou coulometrickou titrací. Podstata kvantitativního stanovení vlhkosti oleje spočívá v automatickém měření množství elektřiny spotřebované na elektrolýzu vody v chemickém prostředku Karl Fischer;
• metody založené na fyzikální extrakci do rovnovážné úrovně a na měření s využitím plynového chromatografu a fotoakustické emise;
• metoda kapacitního senzoru, pomocí které se provádějí nepřímá měření relativního nasycení oleje při změně vodivosti citlivého filmu. Navzdory přesnosti metody analýzy oleje v laboratoři trvají dlouho, jsou obtížně proveditelné a vyžadují zvýšená bezpečnostní opatření. Nástroje pro práci v blízkosti transformátorů jsou objemné a některé z nich jsou zastaralé. Bez včasných a přesných informací o stavu izolačního oleje nebude možné zaručit spolehlivost vysokonapěťových zařízení. To vyžaduje kompaktní, přesné, rychlé, spolehlivé a snadno ovladatelné přístroje.

Jak správně odebírat vzorky transformátorového oleje

Pro informativní a správné test vlhkosti transformátorového oleje, je důležité mít dobré nástroje a také správně odebírat vzorky. Pokud je vzorek nekvalitní a vlhkost se dostane do oleje ve fázi vzorkování, bude to mít za následek chybné výsledky a v důsledku toho chybná rozhodnutí o úpravě programu údržby transformátoru.

Pro odběr vzorků je lepší najmout kvalifikovaného specialistu, který musí pracovat za příznivého počasí (bez srážek, silný vítr apod.). Vzorky se odebírají pouze do suchého a čistého skla a každá nádoba musí být naplněna alespoň z 95 % její kapacity. Ihned po naplnění se nádoba těsně uzavře zátkou. Vzorky jsou poté uloženy na tmavém místě do zkouška vlhkosti transformátorového oleje se provádí.

Vlhkoměr TOR-1 od GlobeCore

GlobeCore společnost vyvinula Přístroj TOR-1. Je určen pro stanovení hmotnostního podílu vlhkosti v izolačních olejích, a to i v malých množstvích. Kromě absolutní vlhkosti v ppm měří přístroj také teplotu oleje. Přesnosti a stability měření je dosaženo použitím kapacitního senzoru necitlivého na nečistoty, které mohou být obsaženy v izolačním oleji.

Přístroj měří aktivitu a teplotu vody. Pomocí těchto veličin vypočítá tester TOR-1 obsah vlhkosti (ppm) minerálního transformátorového oleje. Vlhkost neminerálních transformátorových a mazacích olejů lze vypočítat až po načtení specifických parametrů těchto olejů do přístroje.

TOR-1 vlhkoměr oleje snadno se přenáší a přepravuje díky své kompaktnosti: jeho výška nepřesahuje 38 centimetrů a jeho délka a šířka nejsou větší než 18 centimetrů.

Konstrukce přístroje je jednoduchá a jeho obsluha nevyžaduje vysoce kvalifikovaný servisní personál. Po stisknutí tlačítka pro spuštění měření se zobrazí hodnoty obsahu vlhkosti a teploty. Přesnější výsledek je k dispozici za deset minut. Poté můžete začít testovat další vzorek oleje.

Stupeň ochrany přístroje umožňuje testování izolačního oleje v blízkosti transformátorů za každého počasí a snímač pracuje při okolní teplotě -40 až +60 stupňů Celsia. Provozní spolehlivost je dosažena použitím kovových tlačítek odolných proti vandalismu, kovové ochrany snímacího prvku, stabilizovaného napájení a integrované ochrany elektrických zařízení.

Přístroj TOR-1 tak šetří čas a snižuje pracnost měření za jakýchkoliv provozních podmínek. Může být použit jak samostatně, tak jako součást mobilních laboratoří pro online analýzu olejů v terénu.

Díky přesným a okamžitým informacím o obsahu vlhkosti oleje v transformátoru je možné včas upravit program údržby zařízení a předejít vážným následkům: nehodám a nákladným opravám.

Jak sušit průmyslové oleje

Existuje několik způsobů, jak odstranit vodu z průmyslových olejů: odstředění, tepelné vakuové sušení a průchod zeolitovou vrstvou. Ačkoli se odstřeďování jako způsob sušení vyznačuje jednoduchostí, stalo se zastaralým a zastaralým. Modernější metodou je tepelné vakuové sušení, kdy se olej nejprve zahřeje, poté z jeho povrchu vystupují vodní a plynové páry a jsou odstraněny pomocí vakua. Sušení zeolitu se vyznačuje vysokou účinností a jednoduchostí přístrojového vybavení. Zeolitový sorbent má vysokou schopnost absorbovat vodu a zadržovat ji ve svých granulích. Po nasycení musí být vlastnosti sorbentu reaktivovány a poté může být zeolit ​​znovu použit pro sušení oleje.