TM 11/2012 - TechMagazín

8Tribotechnika, mazivaPreventivní údržba Plynovýchmotorů Pomocí analýz olejůVýhody používání pravidelných analýz olejů pro monitorování stavustrojů si velmi dobře a poměrně dlouho uvědomují výrobci plynovýchmotorů, zvláště těch větších. Příčina je jasná – cena motoru je velkáa vzhledem k velikostem olejových náplní ve velkých plynových motorecha vzhledem k cenám olejů pro plynové motory ani cena olejenení zanedbatelná. Kromě toho právě v případě plynových motorů jsouzkušenosti s analýzami olejů velmi dobré a většina výrobců motorůdnes ve svých provozních předpisech doporučuje či nařizuje analýzyoleje provádět. Součástí provozních předpisů jsou také parametrydoporučené ke sledování a jejich limity.Sledované parametrya jejich významV tabulce č. 1 jsou uvedeny obvyklesledované parametry a doporučenélimity tak, jak je uvádí výrobci motorůWaukesha a Jenbacher. Stav vlastníhooleje v plynovém motoru je ovlivněnřadou faktorů (viz. obr.1). Dále uvádímparametry používané ke sledovánístavu oleje i stroje.Viskozita – základní parametr každéhomazacího oleje; v případěplynových motorů viskozita olejeobvykle roste v důsledku termooxidačnídegradace nebo znečištění,pokles viskozity není příliš typickýa bývá následkem degradace polymerníhozahušťovače v případě vícestupňovýcholejů nebo nasazenímšpatného oleje.TBN – celkové číslo alkality; velký význammá při spalování plynů, jejichžhořením vznikají sloučeniny, kterémohou zvláště za přítomnosti vlhkostitvořit látky kyselého charakteru (bioplyn,skládkový plyn); charakterizujeobsah přísad, které během provozumotoru tyto kyselé látky neutralizují.TAN – celkové číslo kyselosti; charakterizujenárůst obsahu kyselýchsložek v oleji; tyto složky mohou vznikatspalováním plynu (viz výše) a stárnutímoleje; na rozdíl od tabulky 1se často používá kritérium „hodnotaTAN nesmí být rovna nebo větší nežhodnota TBN“.Oxidace, nitrace – určují se pomocíinfračervené spektrometrie a jejichhodnota charakterizuje postup degradaceoleje; někdy se také stanovujehodnota sulfatace.Znečištění – jde většinou o tzv.mechanické nečistoty (prach, otěrovékovy …) a produkty degradaceoleje; produkty nedokonalého spalovánítypické pro naftové motoryjsou u plynových motorů výjimkoua k tomuto jevu dochází někdy přinevyvážených podmínkách provozumotorů spalujících zemní plyn; někdyTab. 1: Sledované parametry a jejich limityObr. 1: Faktory ovlivňující stav olejese do motoru dostávají nečistoty zešpatně vyčištěného bioplynu.Voda – souvisí s možným průnikemchladicí směsi do oleje, případně s nevyváženýmipodmínkami spalování;větší množství negativně ovlivňujejak olej, tak motor.Glykol – stejně jako u vody souvisís možným průnikem chladicí směsido oleje; prakticky všichni výrobciplynových motorů doporučují okamžitýzásah při detekci jakéhokolivmnožství glykolu v oleji, je to důsledekjeho negativního působení napřísady oleje a téměř jisté degradaceoleje.Otěrové kovy – někteří výrobcidoporučují limity obsahu otěrovýchkovů, ale většina se přiklonila k trendovéanalýze; dnes se pomocí optickéemisní spektrometrie s indukcívázaným plazmatem sleduje 14 až 22prvků (jsou mezi nimi samozřejmětaké aditivní prvky a prvky souvisejícíse znečištěním oleje, ne jen otěrovékovy) a trendová analýza velmispolehlivě odhalí i malé odchylky odnormálního průběhu.Chlor – obsah chloru se sleduje předevšímv olejích z motorů spalujícíchskládkový plyn, protože rozklademněkterých plastů může chlor vznikat.Při spalování takového plynu pak mohouvznikat látky kyselé povahy (HCl)velmi nebezpečné kvůli možné korozičástí motoru.Často se kromě uvedených parametrůsledují některé další, například obsahsíry nebo parametr označovaný i­pH(z anglického initial pH), který se používák hodnocení možné korozívnostioleje.Tab. 3: Výsledky analýz vzorků z motoru spalujícího bioplyn s nízkým obsahem síryPříklady z praxePři analýzách olejů z plynových motorůje velmi důležitá rychlost, sekterou se výsledky analýzy s vyhodnocenímdostanou k uživateli motoru,protože plynové motory většinou běžív nepřetržitém provozu, což znamená168 h za týden. Přitom u motorů spalujícíchbioplyn nebo skládkový plynje interval odběru vzorků (závisí takéna kvalitě plynu) 200 motohodin –viz obr. 2.V prvním příkladu jsou uvedeny výsledkyanalýz oleje z motoru spalujícíhobioplyn s vyšším obsahem síry.Olej má viskozitní třídu SAE 15W­40.Z obr. 2 je zřejmé, že po prvním delšímobdobí, kdy se hodnota TBN drželanad hodnotou TAN, došlo po prvnívýměně vždy k rychlému vyrovnáníobou hodnot a tím pádem k nutnostidalší výměny oleje. Zřejmě to bylozpůsobeno kombinací vlivu velkéhoobsahu síry ve spalovaném bioplynua zbytkem nevyměněného olejev motoru, který degradaci alkalickýchpřísad nastartoval.V obrázku 2 silnější čára zobrazujeprůběh hodnot TBN a slabší prů­Parametr Waukesha JenbacherViskozita ­20 až +30% od hodnoty nového oleje ≥12 až ≤18 cSt při 100°C (SAE 40)TBN 30–50% hodnoty nového oleje (podle typu plynu) >50% hodnoty čerstvého oleje (>2)TAN 2,5 až 3 nad hodnotu nového oleje 2,5 nad hodnotu nového olejeOxidace 25 A/cm 20 A/cmNitrace 25 A/cm 20 A/cmZnečištění >1 % >1%Voda >0,1 % >0,2%Glykol nepřítomen >0,02%Otěrové kovy trendová analýza Jsou dány limity, ale doporučují trendováníChlor 900 ppm Není limitovánParametrPo výměněDatum odběru 29.1.11 31.1.11 25.2.11 13.3.11TAN (mg KOH/g) 4,17 3,40 4,02 5,31TBN (mg KOH/g) 2,2 5,7 3,8 2,6Sulfatace (A/cm) 43 11 19 40Obsah olova (ppm) 27 2 32 100Tab. 2: Změny parametrů v motoru spalujícím bioplyn s vyšším obsahem síryDatum odběru 14. 9. 5. 10. 13. 10. 22. 10. 30. 10. 10. 11. 11. 12. 19. 12. 28. 12.Viskozita/40°C(mm 2 /s)Viskozita/100°C(mm 2 /s)137,3 143,1 145,9 148,8 150,6 155,2 152,7 162 16814,69 14,43 14,63 14,86 14,95 15,63 15,12 15,7 15,6TAN (mg KOH/g) 0,96 2,23 2,07 2,00 2,65 2,8 2,32 2,9 3,36TBN (mg KOH/g) 8,7 7,4 6,3 6,2 5,8 6,2 6,8 8,9 5,0Oxidace (A/cm) 7 7 8 12 14 22 12 10 17Nitrace (A/cm)