油液在線監(jiān)測(cè)專家分析水分對(duì)齒輪箱的危害
來(lái)源：本站 作者：admin 時(shí)間：2021-12-11 01:31:49 點(diǎn)擊：1375
油液在線監(jiān)測(cè)專家分析水分對(duì)齒輪箱的危害
潤(rùn)滑油中的水分是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個(gè)主要因素。SKF科研人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪油中的水分含量達(dá)到1000ppm時(shí)，軸承的壽命會(huì)降低70%。另外，據(jù)美國(guó)再生能源實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的失效始于軸承，一旦軸承開(kāi)始失效，其他的齒輪等部件也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。所以為了使風(fēng)電齒輪箱的使用壽命達(dá)到20年，必須嚴(yán)格控制風(fēng)電齒輪油中的水分。美國(guó)齒輪箱制造協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電齒輪油中的水分要求在500ppm以下，但據(jù)最新研究表明，為了提高軸承的壽命，應(yīng)將水分控制在150ppm以下，這樣軸承壽命會(huì)提高到原來(lái)的2到3倍。
眾所周知，新加注的風(fēng)機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油中是沒(méi)有水分的。那么水分從何而來(lái)，又是以什么形式存在的呢?當(dāng)風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，齒輪箱的工作溫度將高達(dá)95攝氏度，但當(dāng)停機(jī)時(shí)，齒輪箱將逐漸冷卻時(shí)產(chǎn)生“呼吸”效應(yīng)，導(dǎo)致并從空氣中吸收水分或濕氣。而風(fēng)電齒輪油中的水分有三種存在形式：(1)溶解水(2)乳化水(3)游離水。
通常我們發(fā)現(xiàn)油品狀態(tài)透亮，不渾濁時(shí)，水分都是以溶解水的狀態(tài)存在。當(dāng)溶解水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，油品會(huì)出現(xiàn)渾濁，有時(shí)甚至呈現(xiàn)乳化狀態(tài)，這時(shí)的水分稱為乳化水。當(dāng)呈現(xiàn)乳化狀態(tài)的油中的水分繼續(xù)增加時(shí)，油和水會(huì)分層，這時(shí)的水分稱為游離水。
而齒輪箱中的水分是會(huì)隨季節(jié)變化的。由于風(fēng)電機(jī)組都安裝在露天的環(huán)境下，因此油中的水分含量受陰雨天氣的影響特別大，通常在梅雨季節(jié)時(shí)，潤(rùn)滑油中的水分含量會(huì)明顯增加，等到干旱季節(jié)時(shí)，風(fēng)電齒輪油中的水分又會(huì)明顯降低。所以說(shuō)在雨季更應(yīng)該重視水分的監(jiān)測(cè)。
風(fēng)電齒輪油中水分的危害有很多，主要有以下六個(gè)方面(1)加快了抗氧劑的失效，進(jìn)而加快了油品的氧化反應(yīng)，增大潤(rùn)滑油酸值。同時(shí)，生成的膠狀聚合物會(huì)堵塞過(guò)濾設(shè)備，形成油泥等。(2)由于水的低粘度和不可壓縮性會(huì)降低潤(rùn)滑油的承載能力，從而導(dǎo)致在高載荷下，高壓使水分變成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽使得油離開(kāi)摩擦表面，從而導(dǎo)致摩擦表面磨損。(3)加快油品的水解，尤其對(duì)于酯類潤(rùn)滑油，會(huì)導(dǎo)致生成相應(yīng)的醇和酸，增加潤(rùn)滑油的酸值。(4)使?jié)櫥椭械奶砑觿┦?，從而?dǎo)致潤(rùn)滑油功能衰退，增加了摩擦磨損。(5)與某些添加劑反應(yīng)生成凝膠，這些凝膠成團(tuán)形成油泥來(lái)堵塞過(guò)濾設(shè)備。(6)使表面張力減小，從而使得空氣更容易進(jìn)入油中，增加了潤(rùn)滑油中的泡沫。
那么如何檢測(cè)油中的水分呢?離線式測(cè)量方法有三種：(1)蒸餾法(2)傅里葉光譜法(3)卡爾費(fèi)休法。蒸餾法的測(cè)試精度比較低，最低的測(cè)定值為300ppm，而且需要的油樣比較多，不適合風(fēng)電機(jī)組潤(rùn)滑油中水分的測(cè)試。傅里葉光譜法測(cè)試速度快，但是由于傅里葉測(cè)試比較敏感，影響結(jié)果的因素很多，所以結(jié)果準(zhǔn)確度不高，也不適合風(fēng)機(jī)中水分精確的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室中廣泛采用的一種測(cè)試方法是卡爾費(fèi)休法，它能測(cè)試準(zhǔn)確到10ppm左右，適合風(fēng)電齒輪油中的水分的測(cè)定。奧吉娜檢測(cè)中心的水分測(cè)定儀為梅特勒-托利多全自動(dòng)卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀，它使用方便準(zhǔn)確度高，能夠滿足風(fēng)電潤(rùn)滑油水分測(cè)定的要求。
從潤(rùn)滑油配方設(shè)計(jì)出發(fā)控制水分的危害可以作以下三方面的工作：
第一、從基礎(chǔ)油的選擇入手，目前風(fēng)電齒輪油使用合成類基礎(chǔ)油，主要有PAO(聚α-烯烴)型、PAG(聚醚)型和P0E(聚酯)型。其中PAG和POE型的基礎(chǔ)油容易吸收空氣中的水分，并且與水反應(yīng)發(fā)生水解，導(dǎo)致潤(rùn)滑油質(zhì)量下降。所以PAO為基礎(chǔ)油的風(fēng)電齒輪油是目前被廣泛認(rèn)可的類型。
第二、 在風(fēng)電齒輪油的配方設(shè)計(jì)中，特別在其中加入了抗乳化添加劑，這些添加劑的作用是，一旦水分進(jìn)入齒輪箱后，能夠使得油與水的盡快分離，確保齒輪箱軸承和齒輪的正常潤(rùn)滑。
第三、 同時(shí)考慮潤(rùn)滑油的抗水解能力，杜絕因水分進(jìn)入后添加劑水解失效，從而導(dǎo)致摩擦副的摩擦磨損。
綜上所述，水分是影響齒輪箱壽命的關(guān)鍵因素之一，希望可以通過(guò)本文引起廣大風(fēng)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)于齒輪箱潤(rùn)滑油水分指標(biāo)的高度重視，加強(qiáng)對(duì)水分的日常監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制水分含量，確保風(fēng)機(jī)的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
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