4 ключевых элемента для интерпретации отчета по анализу масла
Значительная часть гнева клиента была вызвана тем, что, получив второй "красный" отчет, он принял решение остановить двигатель, демонтировать его и осмотреть подшипники. Когда он это сделал, он не увидел никаких причин для тревоги. К сожалению, предприятие этого клиента было электростанцией, вырабатывающей электроэнергию для своих потребителей, поэтому остановка одного двигателя имела серьезные последствия, включая потерю производительности, напрасную трату рабочей силы и времени, а также повышенный риск травматизма. Его гнев был понятен.
Мы объяснили ему, что "красный" отчет по анализу масла обычно является ранним предупреждающим знаком о том, что что-то происходит внутри двигателя, но это не обязательно означает, что его нужно вскрывать. Необходимо понять отчет и рассмотреть все параметры, а не только один.
Из-за отсутствия обучения клиент ожидал увидеть продукты износа внутри двигателя или признаки износа на подшипниках. Когда он их не обнаружил, он предположил, что с его машиной все в порядке. Мы знали, учитывая возраст машины, что не только появление видимого износа на двигателе маловероятно, но и что его недостаточные знания привели к неверному решению и ненужной остановке двигателя.
В этой статье я выделю различные моменты непонимания, которые я заметил за свою карьеру в отношении чтения и интерпретации отчетов по анализу масла. Если эти заблуждения не исправить, преимущества программы анализа масла будут сведены на нет, и программа станет лишь пустой тратой времени и денег.
Интерпретация отчета по анализу масла — это наука, и техники и инженеры должны быть обучены правильно их читать и учитывать все параметры. Это поможет точно оценить:
- Состояние машины (металлы износа).
- Состояние системы смазки (загрязнение).
- Состояние смазочного материала.
Ниже приведены четыре элемента, которые нашему клиенту необходимо было понять для интерпретации его отчета по анализу масла.
1 – Шкала PPM
Концентрации металлов износа и присадок в смазочных материалах указываются в частях на миллион (ppm), что соответствует миллиграммам на литр (мг/л). Поскольку химические элементы не имеют одинаковой плотности, два элемента с одинаковой концентрацией могут иметь разный объем продуктов износа. Один ppm эквивалентен абсолютной доле, умноженной на один миллион.
Более наглядный способ представить ppm — представить, что вы добавляете четыре капли чернил в 55-галлонную (около 208 литров) бочку воды и тщательно перемешиваете. Эта процедура даст концентрацию чернил 1 ppm. Вот еще несколько аналогий, которые могут помочь визуализировать масштаб одного ppm:
- Один миллиметр в одном километре.
- Одна минута за два года.
- Одна секунда за 11,5 дней.
В нашем случае концентрация 100 ppm примерно соответствует 0,0115 см³ меди в одном литре смазочного материала; это примерно 4 микрона толщины на подшипнике двигателя с масляным картером объемом 37 литров, если предположить, что вся медь в масле происходит только от одного подшипника, что не так, поскольку в двигателе много подшипников и других источников меди.
Теперь вопрос: возможно ли увидеть износ толщиной 4 микрона невооруженным глазом?
Ответ — нет; предел нашего зрения составляет около 40 микрон. В заключение концентрация в 100 ppm, вызванная износом металла, обычно не заметна человеческому глазу.
2 – Элементный анализ
Для элементного анализа используются два разных метода – спектрометр с индуктивно связанной плазмой (Inductively Coupled Plasma, ICP) (ASTM D- 5185) и эмиссионный спектрометр с вращающимся диском (Rotating Disk Emission, RDE) (ASTM D 6595). Оба прибора используют источник высокой энергии для возбуждения атомов в образце.
Атомы не хотят находиться в этом возбужденном состоянии, и по мере снижения энергии они излучают световую энергию. Излучаемая световая энергия специфична для каждого атома. Следовательно, количество световой энергии можно преобразовать в концентрацию каждого тестируемого элемента.
RDE может испарять частицы размером до 10 мкм, в то время как ICP может испарять частицы размером до 5 мкм в зависимости от подготовки образца.
Во всех случаях размеры частиц металлов износа составляют менее 40 микрон.
3 - Источники меди
Источник меди в отчете по анализу масла не ограничивается только подшипниками. Если бы она была от подшипника, у нас были бы и другие материалы, такие как олово или свинец, поскольку поверхность подшипника была сплавом. Это был не тот случай; в отчете упоминался только высокий уровень меди, а все остальные элементы были на нормальном уровне.
Однако выщелачивание сердечника охладителя — это химический процесс, который хорошо задокуменментирован как источник высоких концентраций меди.
В новых двигателях с наработкой менее 1500 часов сердечник охладителя становится активным местом реакции для диалкилдитиофосфата цинка (zinc dialkyldithiophosphate, ZDDP), в результате чего на медных трубках охладителя образуются сульфиды меди. Эти сульфиды позже попадают в масло, способствуя росту концентрации меди, которая может превышать 300 ppm. Эта концентрация станет нормальной, когда охладитель достигнет равновесия, и такой уровень меди обычно не опасен.
4 - Уровни металлов износа могут стабилизироваться
У нашего клиента второй отчет по анализу масла был проведен для подтверждения результатов первого отчета. Единственный способ, при котором концентрация элементов износа уменьшилась бы, — это доливка двигателя свежим маслом. Поскольку наш клиент подтвердил, что доливку не производил, можно было ожидать увеличения продуктов износа. Однако это было не так.
Разница в концентрации между первым и вторым образцами была незначительной, что означало, что производство меди стабилизировалось. Это подтвердило для нас, что его проблема была результатом явления выщелачивания сердечника охладителя в его двигателе
Заключение
Многие великие лидеры на протяжении последних десятилетий провозглашали: «Если вы считаете, что образование дорого, попробуйте невежество». Действительно, невежество опасно и может превратить хорошую программу, которая должна приносить пользу компании, в источник сильного раздражения и снижения производительности.
Давайте относиться к образованию очень серьезно и обеспечить, чтобы все, участвующие в процессе интерпретации анализа масла, были обучены и сертифицированы. Это поможет компаниям реализовать исключительные преимущества, которые дает качественная программа анализа масла.