VGB POWERTECH 11 (2019)

VGB PowerTech 11 l 2019
Ölanalysen für Gasturbinen
Ölanalysen als Bestandteil der
Zustandsüberwachung von
Gasturbinen
Stefan Mitterer
Abstract
Oil analyses as part of the condition
monitoring for gas turbines
Modern turbine oils have to meet various requirements
in order to remain in use for many
years. However, oils age and absorb dust, water
and air from the environment. This also changes
their performance.
If the oil no longer performs its tasks adequately,
machine damage and breakdowns can occur
and high costs can result from repairs and unscheduled
machine downtimes. Regular oil
analyses are an effective tool for reliably monitoring
the condition of the gas turbine and the
lubricant used.
The most important test methods consider essential
parameters that have a major influence
on the operating time of an oil. These include
air separation capacity, foaming behaviour,
viscosity and additive degradation.
At OELCHECK these and other values are considered
in relation to each other and conclusions
are drawn on the condition of the machine
and the oil used. This means that an oil change
or other measures can always be carried out
when they are really necessary.
l
Autor
Stefan Mitterer
Leiter Service & Vertrieb
OELCHECK GmbH
Brannenburg, Deutschland
Moderne Turbinenöle müssen diverse Anforderungen
erfüllen, um über viele Jahre im
Einsatz bleiben zu können. Aber Öle altern
und nehmen z.B. Staub, Wasser und Luft aus
der Umgebung auf. Dabei ändert sich auch
ihre Performance.
Wenn das Öl seine Aufgaben nicht mehr ausreichend
erfüllt, können Maschinenschäden
und ‐ausfälle auftreten und hohe Kosten
durch Reparaturen und ungeplante Maschinenausfallzeiten
entstehen. Um den Zustand
der Gasturbine und des eingesetzten Schmierstoffs
zuverlässig zu überwachen stellen regelmäßige
Ölanalysen ein wirkungsvolles
Tool dafür dar.
Die wichtigsten Prüfverfahren betrachten
wesentliche Parameter, die einen großen Einfluss
auf die Einsatzzeit eines Öls haben.
Hierzu zählen u. a. das Luftabscheidevermögen,
das Schaumverhalten, die Viskosität
und der Additivabbau.
Bei OELCHECK werden diese und weitere
Werte im Zusammenhang zueinander betrachtet
und daraus Schlüsse auf den Zustand
der Maschine und des verwendeten Öls
gezogen. Damit können ein Ölwechsel oder
weitere Maßnahmen immer dann durchgeführt
werden, wenn sie wirklich notwendig
sind.
Turbinenschmieröle sind in Gasturbinen
oft über viele Jahre im Einsatz und dabei
unterschiedlichsten Belastungen wie hohen
Temperaturen, Lufteintrag und Ablagerungen
ausgesetzt. Turbinenöle sollten
für den Langzeiteinsatz deswegen folgende
Anforderungen erfüllen:
––
Hohe Oxidationsstabilität
––
Hervorragender Korrosionsschutz
––
Sehr gutes Luftabscheidevermögen
––
Niedrige Schaumneigung
Wenn das Öl seine Aufgaben nicht mehr
ordnungsgemäß erfüllt, können Maschinenschäden
und -ausfälle auftreten und
hohe Kosten durch Reparaturen und ungeplante
Maschinenausfallzeiten entstehen.
Auch die großen Ölfüllmengen von bis zu
50.000 Litern, die bei einem Ölwechsel ersetzt
werden müssen, lassen die Kosten
schnell anwachsen.
Um den Zustand der Gasturbine und des
eingesetzten Öls zuverlässig zu überwachen,
eignen sich regelmäßige Ölanalysen.
Bei der Analyse stehen unter anderem die
Oxidation, die Veränderung von Additiven,
etwaiger Verschleiß sowie Verunreinigungen
im Fein- bzw. Feinstbereich im Fokus.
Wie beeinflussen Oxidation, Luft, Schaum,
Verunreinigungen und Varnish das Öl und
die Maschine?
Öl-Oxidation
Alle Öle altern im Laufe der Zeit (B i l d 1 ),
d.h. sie „oxidieren“ mit Sauerstoff. Hohe
Temperaturen, Verunreinigungen wie Wasser
oder Staub sowie Verschleißpartikel
beschleunigen die Oxidation. Es können
Säuren und ölunlösliche Bestandteile entstehen,
die lackähnliche Ablagerungen,
Harze oder Schlamm bilden. Die Viskosität
des Öls steigt dann oft an. Um diesen Prozess
zu verlangsamen, enthalten Schmierstoffe
Oxidationsinhibitoren (Antioxidantien).
Diese verzögern die Öloxidation und
die Bildung von Alterungsprodukten. Die
Wirkstoffe fangen die reaktionsfreudigen
Moleküle (Radikale) ab, neutralisieren
sauerstoffhaltige Verbindungen und schützen
so das Öl.
Sind diese Additive jedoch verbraucht,
läuft die Alterung des Öls ungebremst, so
wie bei unadditiviertem Öl, ab. Wenn das
Schmieröl Spuren von Verunreinigungen,
wie metallischem Abrieb, Wasser oder
Bild 1. Kreislauf der Ölalterung.
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