汽輪機(jī)油的檢測項目(20210217011109)

1、汽輪機(jī)油的檢測項目 汽輪機(jī)是透平機(jī)的一種，透平機(jī)是電廠發(fā)電的重要設(shè)備，是電廠發(fā)電的命脈。汽輪 機(jī)購買成本高，維護(hù)更重要，因為汽輪機(jī)故障引起的停機(jī)會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù) GE公司2992年的研究，電廠停產(chǎn)的故障當(dāng)中，20%是因為透平機(jī)的故障，而這20%的故 障當(dāng)中，29%又與潤滑系統(tǒng)的問題相關(guān)，而對于發(fā)展中國家，如果不重視維護(hù)油液，可能 因此而導(dǎo)致更多問題。由于潤滑系的重要，電廠普遍對潤滑油進(jìn)行監(jiān)測。 如果維護(hù)得當(dāng)，汽輪機(jī)油的使用壽命一般在20到20年。但是，維護(hù)方法對汽輪機(jī)油 的使用壽命影響很大，汽輪機(jī)油用量很大，并且采用集中潤滑方式，如果油液出問題，很 容易造成大量損失，并且引起多個系統(tǒng)

2、部件出問題，因此，使用中，必須對汽輪機(jī)油的理 化性能進(jìn)行監(jiān)測，并且新油和在用油都需要檢測。 ASTM包含了汽輪機(jī)油檢測的一系列方法，其中ASTM D4378-97是專門針對汽輪 機(jī)油和燃汽輪機(jī)油的標(biāo)準(zhǔn)檢測說明，下面列出了新油和在用汽輪機(jī)油性能指標(biāo)檢測中的一 些重要項目： 1）黏度檢測（ASTM D445） 黏度（Vsicosity ）是所有潤滑油最重要的一項性質(zhì)指標(biāo)，潤滑油根據(jù)黏度劃分牌號，具 體的設(shè)備，會要求一個特定號數(shù)（黏度等級）的潤滑油，當(dāng)黏度不適合設(shè)備要求時，潤滑油也 就不能提供正常的保護(hù)，因此黏度是潤滑油油質(zhì)檢測的一個重要方面。黏度過低會引起磨 損，而黏度過高會影響葉片和軸承轉(zhuǎn)動中的

3、穩(wěn)定，引起震動。 透平油在使用中，很多因素會導(dǎo)致黏度變化，因此我們需要監(jiān)測黏度，黏度的變化 主要是增加或者降低，當(dāng)超出允許的變化范圍時，油質(zhì)被視為不合格，一般來說，允許的 黏度變化范圍是新油的黏度5%以內(nèi)（參照ASTM D4378-97的規(guī)定）。汽輪機(jī)油的黏度至 少一個季度檢測一次，如果使用時工況比較惡劣，應(yīng)酌情縮短檢測周期。 2）黏度指數(shù)（ASTM D2270 ） 黏度指數(shù)（VI）表現(xiàn)的是潤滑油在溫度變化中黏度的穩(wěn)定程度，潤滑油的黏度會隨溫 度變化而變化，溫度升高，油變?。ㄕ扯茸冃。?，溫度降低，油變黏稠（黏度增加）。黏 度指數(shù)較高的潤滑油，在溫度變化中，黏度相對更穩(wěn)定，變化程度較小。大部分廠

4、家都要 求透平油的黏度指數(shù)至少達(dá)到90 o 汽輪機(jī)油里一般都不含黏度指數(shù)改進(jìn)劑，因此使用中一般不用檢測這一項。只有在評 估新油的性能中，如果需要，可以進(jìn)行檢測。 3）氧化安定性檢測（ASTM D2272） 使用旋轉(zhuǎn)壓力容器檢測潤滑油的氧化安定性（RPVOT : Rotary Pressure Vessel Oxidation Test）,以前也簡稱為RBOT ,在使用中，水分、金屬的催化作用、吸入的空 氣和高溫會使汽輪機(jī)油氧化導(dǎo)致油質(zhì)老化，這項檢測可以測定潤滑油目前所具有的抗氧化 能力，并與新油的抗氧化能力進(jìn)行對比，可以了解抗氧化劑的消耗程度以及基礎(chǔ)油的抗氧 化性能。RPVOT檢測法主要是檢測

5、同種潤滑油（新油和在用油）的氧化安定性，觀察潤 滑油在投入使用后的抗氧化性能。值得注意的是，有的潤滑油在新油時具有良好的RPVOT 測定值，但是在使用中測定值卻很低，因此對在用油的實際油質(zhì)進(jìn)行檢測非常重要。 根據(jù)ASTM D4378-97，使用RPVOT法對在用汽輪機(jī)由進(jìn)行檢測，如果RPVOT值 降到了新油RPVOT值的25%水平，再加上酸值（AN）升高，那么表明汽輪機(jī)油的氧化 已經(jīng)到達(dá)警戒線。有的汽輪機(jī)廠家則建議，只要RPVOT值隆到25%即認(rèn)為是警戒線，無 需參照酸值。有的廠家則設(shè)定RPVOT值降到200分鐘時為警戒線。達(dá)到警戒線后，可以 換油，或者采取部分置換新油。 對于軸承潤滑和液壓系

6、統(tǒng)共用一個油箱的燃?xì)廨啓C(jī)，除了使用RPVOT檢測油質(zhì)的氧 化情況，還要結(jié)合超離心檢測法（Ultra Centrifuge Rating ）檢測懸浮、分散在油里的雜 質(zhì)顆粒，因為油液在逐漸氧化過程中會產(chǎn)生一些氧化副產(chǎn)物，引起漆膜和結(jié)焦。檢測中， 油樣接受17,500rpm的離心力30分鐘后，測量剩下的沉積殘留物。檢測結(jié)果分為8 級，數(shù)字越大，說明殘留的沉積雜質(zhì)越多，達(dá)到46級（有的設(shè)備對清潔度要求較高）就 被認(rèn)為是警戒值，油里的沉淀物雜質(zhì)會對設(shè)備造成問題。 對汽輪機(jī)油和燃汽輪機(jī)油，RPVOT開始時一年檢測一次，后期需要縮短抽檢周期， 尤其當(dāng)RPVOT檢測值接近25%的下限時。 4）抗氧化性能/T

7、OST檢測（ASTMD943） TOST可以預(yù)測新油的抗氧化性能，汽輪機(jī)油在有氧、高溫、有水和金屬催化等條件 中，這些條件都會引起汽輪機(jī)油氧化，通過實驗檢測汽輪機(jī)油的使用壽命、油泥和酸性物 質(zhì)的生成情況。 目前的透平機(jī)廠家要求TOST實驗值，燃?xì)廨啓C(jī)油為2000-4000小時，新的燃?xì)廨?機(jī)則要求7000小時，TOST在1000小時以上的透平油不采用ASTM D943的檢測規(guī) 范。TOST實驗由于過程耗時（可達(dá)一年甚至更久），因此不適用于在用油的檢測。 5）卡爾費休含水量檢測（ASTM D1744） 油里含水會影響影響油的潤滑性，也會破壞油的黏度特性，降低油膜強度。現(xiàn)場使用 的測定方法比較簡單

8、的就是目測，透平油如果變混濁、透明度降低、顏色發(fā)白、乳化， 這些現(xiàn)象都說明透平油里可能含水分。目測最重要的意義是能發(fā)現(xiàn)游離水（和油分開了的 水分），日常目視查看油箱底部的游離水，如果有水應(yīng)立即排掉?；蛘呤褂靡粔K金屬，取 些油樣在金屬片上加熱，觀察有無汽泡或者疇啪聲，如果有，證明油里含水。另外，在 接觸氫氣的情況下，水還會引起氫脆，導(dǎo)致軸承因此而開裂損壞。 油里含水還會滋生細(xì)菌，尤其在油流處于停滯狀態(tài)的溫暖區(qū)域，引起汽輪機(jī)油變質(zhì)、 發(fā)臭。 檢測潤滑油含水量的準(zhǔn)確方法是通過實驗室的卡爾費休試驗（ASTM D1744 ）,可以 檢測出油里是否含水，以及準(zhǔn)確的含水量（或ppm） , ASTM D437

9、8規(guī)定，lOOOppm 或者0.1%的含水量為警戒值，有些設(shè)備廠家規(guī)定500ppm為警戒值，要看設(shè)備廠家有沒 有要求，一般來說，建議把含水量控制在100ppm-200ppm之下（因為基礎(chǔ)油類別不同 而有稍有區(qū)別）。總之，對于任何設(shè)備，油里都不應(yīng)該帶入水分，含水量越低越好。含水 量每季度至少檢測一次，日常檢查要注意觀察油的透明度是否降低、顏色是否有異常。 6）酸值檢測（ASTM D664） 汽輪機(jī)油酸值升高的原因有兩個:受到污染、汽輪機(jī)油氧化變質(zhì)。變質(zhì)會產(chǎn)生酸性 物質(zhì)，因此通過檢測酸值（Acid Number）可以反映出油質(zhì)，測定潤滑油 劣化過程中產(chǎn)生了多少酸性物質(zhì)，酸值越高，說明油質(zhì)劣化的程度

10、越深 ASTM D4378 （對在用的汽輪機(jī)油、燃汽輪機(jī)油的油質(zhì)監(jiān)測試驗）建議，如果透平油 的酸值比起新油來說，增加了 0.30.4mg KOH/g ,就視為警戒線，但是有的油液檢測把 酸值升高0.1 KOH/g即認(rèn)為是警戒值。酸性物質(zhì)的增加不但加速油質(zhì)劣化，而且會造成軸 承的金屬腐蝕。 汽輪機(jī)油的酸值檢測采用電位滴定法（ASTMD664）,至少一季度檢測一次。 7）顆粒物計數(shù)（ISO 4406 : 99） 汽輪機(jī)滑動軸承的公差為10-20微米，液壓調(diào)速系統(tǒng)的伺服閥公差則只有3-5微 米，這樣的精度要求汽輪機(jī)油很清潔，否則會引起部件磨損、閥芯卡滯。 設(shè)備廠家對油液的ISO清潔度要求一般為18/

11、16/13 ,或者NAS清潔度為7,在使 用中，檢測得出的清潔度等級數(shù)字越小，油液的清潔程度越高、越干凈，設(shè)備的使用壽命 能得到提高。 顆粒物計數(shù)(Particle Count )檢測油液里的顆粒物含量，然后對照ISO清潔度登記 表，檢查油液的清潔度是否達(dá)標(biāo)，同時也能反映設(shè)備潤滑系統(tǒng)的清潔度。清潔度應(yīng)該每季 度至少檢測一次，平時應(yīng)根據(jù)清潔度要求選用有效的過濾設(shè)備。在采樣中，必須使用清潔 度達(dá)標(biāo)的工具，最好使用專門的油液采樣工具。 8) 抗腐蝕性檢測(ASTM D665A) 金屬生銹會加速油液氧化，脫落的銹塊還是潛在的磨損源。防銹性能差或者防銹劑的 消耗會引起金屬生銹，ASTM D665A使用蒸

12、鐳水檢測60C。下實驗條件測定透平油抗鋼鐵 銹蝕的能力。一般來說，不建議自行添加防銹劑，因為防銹劑會影響油的抗乳化性和油水 分離能力。油的防銹性應(yīng)該一年至少檢測一次，如果經(jīng)常接觸水，應(yīng)該縮短檢測周期。 9) 抗乳化性檢測(ASTM D1401) 抗乳化性(破乳能力)是指潤滑油的油水分離能力，對于汽輪機(jī)油來說，這項指標(biāo)很 重要，對油的使用壽命很重要。試驗中，油和水1*1混合，取透平油和蒸f留水各40筆升， 攪拌后靜置觀察油水分離，記錄油水層完全分離開所需要的時間(也稱為破乳化時間)，時間 越短說明油的油水分離能力越好。 雖然ASTM D4378-97沒有給出抗乳化性的警戒值，但是對于在用油來說，

13、30分鐘后，乳狀 物的體積三25毫升，油的抗乳化性就亮紅燈了。對于新油，如果30分鐘后剩下的乳狀物 體積應(yīng)低于3毫升。油受到污染以及長期儲存、油的氧化都會引起抗乳化性降低。 汽輪機(jī)油在油箱的停留時間對油的油水分離有影響，如果油箱較小，汽輪機(jī)油的破乳 化時間要求越短。對于大油箱，允許的破乳化時間可以長一點。也就是說，如果油箱較 小，對抗乳化性的要求較高。 抗乳化性應(yīng)該一年一檢，如果經(jīng)常接觸水，應(yīng)該縮短檢測周期。 10) 抗泡性檢測(ASTM D892) 油箱里有少量泡沫屬于正?，F(xiàn)象，但是如果泡沫明顯增加、油液里出現(xiàn)很多氣泡難以 消散就應(yīng)引起注意，引起泡沫增加的原因分為油液原因和機(jī)械原因。油液的原

14、因主要是抗 泡性不合格、油液受到污染、油液變質(zhì)，機(jī)械原因包括密封不嚴(yán)漏氣、攪拌帶入空氣、油 位不正常、油箱設(shè)計問題等。油箱里的泡沫量還和吸油管位置有關(guān)。 泡沫問題的危害有：油液溢出，污染環(huán)境并造成安全問題；造成油液局部超高溫， 引起透平油油質(zhì)劣化。ASTM D4378-97中給出了泡沫生成趨勢的相關(guān)規(guī)定。 在處理汽輪機(jī)油泡沫問題時，應(yīng)先排查引發(fā)泡沫的原因，先檢查油是否受到污染、油 的清潔度、機(jī)械攪動以及管道或者密封漏氣，如果這些都正常，再看油的抗泡性。在確定 根源之前，不應(yīng)自行添加抗泡劑，有時候抗泡劑加多了反而會使泡沫問題更嚴(yán)重。油受到 污染，清潔度不達(dá)標(biāo)是最常見的原因之一，出現(xiàn)泡沫問題時，建

15、議檢測ISO清潔度。汽輪 機(jī)油的抗泡性檢測一般用在出現(xiàn)泡沫問題時，有時候?qū)Σ煌推返南嗳菪赃M(jìn)行檢測也可能 用得到。 口）空氣釋放性（ASTM D3427 ） 某些燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)廠家對油的空氣釋放性有要求，空氣釋放性是指油里卷入空氣 后，從油液內(nèi)部逸出所需的時間，理論上越快越好。試驗中通過對油樣吹入過量的壓縮空 氣，使試樣劇烈攪動，空氣在油液中形成小氣泡。停氣后記錄油樣中泡沬體積減到0.2% 的時間。設(shè)備對空氣釋放性的要求可能有所區(qū)別，有的要求低至4分鐘。一般來說，低黏 度的油（ISO VG32號）空氣釋放性較好，但是高黏度的油就可能存在問題，例如ISO VG46的汽輪機(jī)油，本身黏度高，如果再

16、加上油箱小，那么氣泡釋放不干凈，進(jìn)入軸承引 起油膜不完全，造成潤滑不佳，進(jìn)入調(diào)速控制系統(tǒng)，造成控制失靈，氣泡在高壓區(qū)被迅速 壓縮溫度升高到幾百度，造成油液氧化。 油投入使用后，空氣釋放性一般不會有什么改變，因此對于在用油來說，一般不檢 測。 12）極壓性能：FZG齒輪檢測（ASTM D5182 ）帶有齒輪箱的汽輪機(jī)組一般都要求極 壓型的油，檢測潤滑油的極壓性能可以通過FZG齒輪實驗（即ASTM D5182 ）, 一般來 說32號抗氧防銹型汽輪機(jī)油（即R&O型）的承壓等級能到6或者7,抗磨型（AW型） 或者極壓型（EP型）可以達(dá)到丄0。 在用油一般不檢測這一項，除非有特別的需要。 23)閃點(ASTMD92)當(dāng)汽輪機(jī)油里混入其它易燃油品或者溶劑時，需要檢測閃點。 ASTM D4378-97規(guī)定，如果閃點比新油的閃點降低了 27C。，則視為警戒值。日常維護(hù)中，從經(jīng) 濟(jì)性和必要性考慮，有些項目需要檢測，有些項目則可以略掉。下面是常用的檢測項目： 日常監(jiān)測：(每月/每季度檢查的項目) 黏度(AS