آنالیز روغن توربین های بخار

با درود بیکران به کلیه بازدیدکنندگان و مخاطبین محترم که اغلب از پیام های مهرآمیز و نوازش ها و تشویق های دلگرم کننده آنان بهره مند می شوم. مقصد و مقصود از این پست، ارائه راهنمایی لازم در نظارت بر سلامت عملکرد توربین های بخار از طریق آنالیز روغن است.

الف) مقدمه

روغن های توربینی، بویژه توربین های بخار، در معرض گستره وسیعی از عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی هستند که از آن جمله می توان به شوک های شدید حرارتی، انحلال هوای شناور، انحلال رطوبت، آلودگی به گرد و غبار و لجن، و اختلاط ناخواسته با دیگر روغن ها اشاره کرد که هر یک به تنهایی می توانند دفعتا یا به تدریج سیستم روغن را از هم پاشیده و عملکرد آن را دچار اختلال کنند. چه برسد به اینکه با هم ترکیب هم بشوند!

از دیدگاه آنالیز روغن و تحلیل خرابی در توربین های بخار، دو مکانیزم را می توان در تخریب ساختار روغن های توربینی دخیل دانست:

- اکسیداسیون:

اکسیداسیون، در واقع، فرآیندی شیمیایی است که طی آن اکسیژن با ملکول های روغن واکنش داده و محصولات متنوعی مانند اسید کربوکسیلیک را تولید می کند. سرعت این واکنش و تنوع محصولات ناشی از آن تابع عوامل متعددی است که از آن میان می توان به دما بعنوان مهمترین عامل یاد کرد. بطوریکه با هر افزایش 10 درجه سلسیوسی، سرعت واکنش اکسیداسیون دو برابر می گردد. عوامل موثر دیگری نیز هستند که از آن میان می توان به حضور کاتالیزور هایی مانند ترکیبات هیدارته، هوا (در هر یک از مکانیزم های انحلال آن در روغن)، برخی از ترکیبات فلزی، و فشار اشاره کرد.

- تجزیه حرارتی:

تجزیه حرارتی عبارتست از تجزیه شیمیایی ساختار روغن در اثر اعمال حرارت که منجر به تولید کامپاند های انحلال ناپذیری در ترکیب جریان روغن می گردد که از جمله معروفترین آنها می توان به کامپاند های انحلال ناپذیر پنتان اشاره کرد. وقوع تجزیه حرارتی تابع عوامل متعددی است که از آن میان می توان به میکرودیزلینگ (برای اطلاعات بیشتر درباره مکانیزم این فرآیند به پست «تشخیص آلودگی روغن با آب و هوا» در همین وبلاگ توصیه می شود)، تخلیه شارژ الکترواستاتیک، و شوک حرارتی اشاره کرد. میکرودیزلینگ، بنا به تعریف، نوعی احتراق (و نه اشتعال!) است که توسط حباب های ناپایدار هوا در جریان روغن ایجاد شده و منجر به تولید درجه حرارت هایی گاه تا 1000 درجه سلسیوس می گردد.

به مرور زمان ثابت شده است که انواع مختلفی از روغن های پایه دارای رفتار متفاوتی از دیدگاه مقاومت به اکسیداسیون یا تجزیه حرارتی هستند (برای اطلاعات بیشتر در مورد انواع روغن های پایه و مشخصات هر یک، مراجعه به پست «انواع روغن های پایه» در همین وبلاگ توصیه می شود). بعنوان مثال، روغن های توربینی که از روغن پایه گروه II و III، همراه با ادتیو های آنتی اکسیدان بخصوصی از گروه فنول ها و آمین ها در ساختار خود تشکیل شده باشند، رفتار غیرخطی در طول زمان در برابر اکسیداسیون و تجزیه حرارتی از خود نشان می دهند. درمقایسه با روغن های پایه گروه I که رفتاری کاملا خطی را از خود به نمایش می گذارند. نمودار شکل 1 را ببینید.

شکل 1: نمودار نوعی رفتار روغن های پایه گروه I، II، و III در برابر تجزیه حرارتی در طول زمان

اما، این رفتار غیر خطی مضراتی نیز دارد که بزرگترین آنها ایجاد خطا در نتایج تست های معمول آنالیز روغن است. چراکه تست های معمول آنالیز روغن (که راجع بدانها بیشتر صحبت خواهیم کرد) هیچ نتیجه هشدار آمیزی در خصوص آغاز فرآیند تجزیه شیمیایی و اکسیداسیون روغن بدست نداده و شک کارشناس آنالیز روغن را بر نمی انگیزند. حال آنکه، وقتی رفتار روغن در برابر اکسیداسیون و تجزیه حرارتی خطی باشد، کارشناس آنالیز روغن براحتی و سهولت می تواند روند فساد روغن را با چند تست ساده تشخیص دهد. از این رو، روغن های توربینی جدید، بیش از آنکه خیال مالکان تجهیز از نظر عملکرد و دوام را راحت کنند، موجب نگرانی کارشناسان آنالیز روغن هستند.

از دیدگاه درجه اهمیت و آمار خرابی، دو عامل تقلیل اثر ادتیو ها و سپس، تقویت حضور کامپاند های انحلال ناپذیر بیشترین سهم را در تغییر ساختار ملکولی روغن های توربینی بعهده دارند. البته، هرچند این دو عامل تقریبا در تمامی روغن های صنعتی نقشی یکسان برعهده دارند، اما میزان اهمیت آنها بسته به کاربرد و نوع روغن تغییر می کند. بعنوان مثال، در روغن های موتوری دیزل سنگین، تقویت حضور کامپاند های انحلال ناپذیر در جریان روغن عامل اول در آغاز روند اکسیداسیون و تجزیه شیمیایی (فساد) روغن محسوب می شود. اما، فارغ از نوع و کاربرد روغن، نتیجه فرآیند اکسیداسیون و فساد شیمیایی روغن همیشه یکسان است: تشکیل لجن و وارنیش. دو پدیده ای که در توربوژنراتور ها به وفور مشاهده می شود. لجن و وارنیش، علاوه بر نقش خود بعنوان محصول جانبی دو فرآیند اکسیداسیون و تجزیه حرارتی، در تضعیف سایر قابلیت های روغن های توربینی نیز نقش دارند که از آن جمله می توان به عدم انحلال پذیری و شناوری هوا در آنها اشاره کرد. بنابراین، شکی نیست که بمنظور پایش سلامت روغن هایی که باید در توربین های بخار وظیفه روانکاری را برعهده داشته باشند، مجموعه به هم پیوسته ای از تست ها نیاز است و کارشناس آنالیز روغن و پایش وضعیت باید در مورد چنین ادواتی دقت لازم را بخرج دهد. در بخش بعدی این مقاله، به شناخت آزمون های لازم بمنظور شناخت خواص روغن های بکار رفته در توربین های بخار و سنجش بُرد کفایتی هر یک خواهیم پرداخت.

ب) آزمون های روغن در توربین های بخار:

آزمون های آنالیز نمونه روغن توربین های بخار به دو دسته آزمون های استاندارد و آزمون های سوده شناسی تقسیم بندی می شوند. مقصود از آزمون های استاندارد، سلسله ای از آزمون ها هستند که هر یک بخشی از خواص شیمیایی، فیزیکی، و مکانیکی روغن های توربینی را نشانه رفته و نتایج آنها به تنهایی معنی و مفهوم کاملی نداشته و برای کارشناس آنالیز روغن قابلیت نتیجه گیری چندانی ندارند. اما، مجموعه آنها، در کنار یکدیگر، می تواند تصویر درست و واضحی از وضعیت سلامت توربین بخار بدست دهد. روش انجام این آزمون ها، اغلب براساس یک استاندارد بخصوص (در اینجا ASTM)، می باشد. فهرست کلی این آزمون ها عبارتند از:

- ویسکوزیته سینماتیک در دمای 40 درجه سلسیوس (ASTM D445)؛

- تست آب (روش کارل-فیشر) (ASTM D6304)؛

- ذرات انحلال ناپذیر (ASTM D4898)؛

- عدد اسیدی (ASTM D664)؛

- عدد قلیایی (ASTM D974)؛

- آنالیز عناصر به روش طیف سنجی (ASTM D5185)؛

- خورندگی و تولید زنگار (ASTM D665-A)؛

- انحلال ناپذیری در آب (IP 19)؛

- تست فوم (ASTM D892)؛

- دمای اشتعال (ASTM D92)؛

- آزاد کردن حباب های هوا (DIN 51636)؛

- استاندارد تمیزی (ISO 4406)؛ و

- Linear Sweep Voltammetry یا به اختصار: LSV (ASTM D6971)

البته، فراموش نشود که فهرست فوق تنها شامل آزمون های معمول و حداقلی در مورد روغن هایی است که قرار است در توربین های بخار کار کنند و بدیهی است که آزمون (ها)یی قابل اضافه شدن به لیست فوق، بنا به درخواست یا صلاحدید کارشناس آنالیز روغن مربوطه باشند. بعنوان مثال، آزمون های فرّوگرافی و طیف سنجی به روش FTIR برای آنالیز عناصر و در عین حال، سنجش اعداد اسیدی و قلیایی (برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، به پست «عدد اسیدی، عدد قلیایی، و PH» در همین وبلاگ مراجعه بفرمایید) بجای استفاده از روش های ذکر شده در استاندارد های ASTM معمولا به لیست فوق اضافه می شوند. فایده تست های اخیر آن است که علاوه بر نظارت بر سلامت روغن توربین، بر وضعیت فرسایشی و سلامت قطعات آن نیز می توان بدین ترتیب نظارت کرد.

شکل 2: نمونه ای از گزارش آزمون یک نمونه روغن توربین بخار 26 مگاواتی زیمنس در یک مجتمع صنایع سلولزی (ISO VG46)

شکل 3: نمونه ای از گزارش آزمون FTIR برای روغن نو (چپ) و روغن توربینی کار کرده (راست)

آزمون فرّوگرافی که به شاخه سوم آنالیز روغن تعلق داشته و قدمت آن به اوایل دهه 70 قرن بیستم و در نیروی دریایی ایالات متحده باز می گردد (برای اطلاعات بیشتر، مراجعه به پست «آنالیز روغن چیست؟» در همین وبلاگ توصیه می شود). شماتیکی از اصول این تکنیک در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 4: اصول تکنیک فرّوگرافی

کاربرد اصلی فرّوگرافی، نه تنها در آنالیز خرابی پیشگیرانه، که در تحلیل روند فرسایش در برخورد روغن با قطعات دریافت کننده آن است. بدین ترتیب، می توان به تصویر کاملی از مکانیزم و روند فرسایش و خوردگی درون تجهیز (در اینجا: توربین های بخار) دست پیدا کرد. در تکنیک فرّوگرافی، رسوبات جامد معلق در نمونه روغن جدا شده و روی اسلایدی شیشه ای قرار می گیرند که بین دو قطب از یک آهنربا قرار دارد. پس از شستشوی روغن باقی مانده و بدست آمدن زمینه ای شفاف با ذرات ته نشین شده روی آن که به فرّوگرام معروف است، اسلاید زیر یک میکروسکوپ بیوکروماتیک قرار گرفته و وضعیت و کیفیت ذرات روی اسلاید بصورت چشمی سنجیده می شود (شکل 5 را ببینید).

شکل 5: نمونه ای از ذرات جامد قابل مشاهده در میکروسکوپ بیوکروماتیک روی فرّوگرام (بزرگنمایی 1000 برابر)

کارشناس آزمایشگاه، با رسیدن به این مرحله اقدام به دسته بندی ذرات مشاهده شده براساس سایز، شکل، غلظت، و ساختار متالورژیک نموده و مشاهدات خود را گزارش می کند. از اینجا به بعد است که کارشناس آنالیز روغن می تواند با استناد به این گزارش آزمون، درباره مکانیزم و نحوه فرسایش در توربین بخار اظهار نظر کرده و دستور تعمیراتی صادر کند.

ج) آزمون های فیلتر در توربین های بخار:

یکی از تکنیک هایی که در سطح پیشرفته آنالیز روغن مطرح می شود، آنالیز و آزمون فیلتراسیون و المان های فیلترینگ است. در توربوژنراتور ها، وقوع قوس های ناپایدار یا تخلیه الکتریکی ناشی از جابجایی بار الکتریکی استاتیک در سیستم روغنرسانی بسیار معمول است. منشا این اتفاق، حرکت ملکول های روغن و مالش آنها به سطوح بسیار کوچک (مانند سطوح مدیای درون فیلتر ها) است که موجب تولید بار الکتریکی ساکن می گردد. اما، از آنجا که هم روغن و هم خود فیلتر عایق الکتریکی محسوب می شوند، این بار الکتریکی تولید شده درون سیستم روغنرسانی می ماند و روی هم جمع می شود تا فرصتی برای تخلیه (رسیدن به یک قطعه فلزی یا منبع هیدراته بعنوان رسانای الکتریکی) بدست دهد. با وقوع تخلیه الکتریکی، شاهد جرقه ها یا قوس الکتریکی آبی رنگ و ناپایداری هستیم که طی چند میلی ثانیه، هزاران ولت انرژی الکتریکی را بسوی زمین مدار هدایت می کند. این قوس های الکتریکی، گرچه ناپایدار و زودگذر هستند، اما موجب تمرکز حرارتی شدیدی (در حدود 20 هزار درجه سلسیوس در هر بار تخلیه) می گردند که می تواند براحتی ملکول های هیدروکربنیک را تجزیه کند. این تجزیه الکتروشیمیایی، گرچه مقطعی و موضعی است، می تواند خواص روغن را بتدریج تغییر داده و از کارآیی آن بکاهد. یکی از نتایج خطرناک این تجزیه الکتروشیمیایی، تولید لجن و وارنیش است که موجبات گرفتگی فیلتر ها را فراهم می آورد (شکل 6). بهمین دلیل، تکنیک های مشاهداتی (با توسل به میکروسکوپ) ابداع شدند تا وضعیت فیلتر های تعویضی مورد آنالیز قرار گرفته و ذرات موجود در آنها از نظر سایز، رنگ، و ساختار متالورژیک شناسایی شوند.

شکل 6: نمونه ای از فیلتر های روغن تعویض شده یک توربین بخار که تحت زیر میکروسکوپ آنالیز شده اند (بزرگنمایی 200 برابر)

آنالیز فیلتر، یکی از بهترین ابزار های تحلیل خرابی به روش ریشه یابی (Root-Cause Failure Analysis) است که اطلاعات ذیقیمتی در اختیار کارشناس آنالیز روغن قرار می دهد. منتها، انجام صحیح این تست، کالیبراسیون ابزار، و تفسیر نتایج بدست آمده به تجربه فراوان و مطالعه عمیق نیازمند است. یکی از بهترین و کارآمدترین روش ها در آنالیز فیلتر، فرّوگرافی است که مشخصات کامل ذرات به دام افتاده در لابلای مش های فیلتر را بدست می دهد. توضیح اینکه، آنالیز فیلتر روی سه بخش پوسته فیلتر، مغزی فیلتر، و مش های فیلتر انجام می شود که هر یک نتایج خود را بدنبال داشته و نتیجه گیری از این تکنیک، بدون وجود اطلاعات از سایر بخش های فیلتر ممکن و معقول نیست. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، به پست «آنالیز فیلتر» در همین وبلاگ مراجعه بفرمایید. نمونه ای از آنالیز مغزی فیلتر زیر میکروسکوپ در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7: نمونه ای آنالیز مغزی فیلتر روغن یک توربین بخار زیر میکروسکوپ که نشاندهنده سوختگی های خال مانند در اثر تخلیه الکتریکی است (سمت چپ، بزرگنمایی 200 برابر، سمت راست، بزرگنمایی 1000 برابر)

آنالیز روغن چیست؟

با درود و احترام

هدف از این پست، ارائه پاسخ به سوال مطرح شده از طرف یکی از مخاطبین محترم این وبلاگ است.

شرح سوال: آنالیز روغن چیست؟ و آیا می توان از آن در راستای تکنیک هایی مانند آنالیز ارتعاشات یا ترموگرافی استفاده کرد؟

حقیقتش را بخواهید، این یکی از پایه ای ترین سوالاتی است که تاکنون پاسخ گفته ام. معمولا، پاسخ به این سوال در قالب سطح مقدماتی دوره آموزشی آنالیز روغن ماشین آلات صنعتی ارائه می شود.

در کتاب Machinery Failure Analysis & Troubleshooting, Vol. II (2012) ، صفحه 472، آنالیز روغن بصورت زیر تعریف شده است:

«آنالیز روغن تکنیکی آزمایشگاهی است که هدف از آن آنالیز ترکیبات حاضر در محتوای یک روغن روانکار بمنظور تعیین حضور یا عدم حضور عناصر مرتبط با مواد تشکیل دهنده برینگ ها می باشد. چراکه حضور عناصر تشکیل دهنده مواد برینگ نشاندهنده فرسایش برینگ بوده و مقدار آنها بیانگر شدت این فرسایش است.»

هرچند در درستی و صحت این تعریف شکی نیست! اما، این تعریف دامنه کاربرد آنالیز روغن را محدود و پرخطا نشان می دهد. حال آنکه اصلا اینطور نیست!

با مراجعه به وبسایت Wikipedia، شاهد تعریف دامنه دار تری هستیم:

«آنالیز روغن تکنیکی آزمایشگاهی با هدف آزمایش خواص فیزیکی یک روانکار، آلودگی های معلق در آن، و رسوبات ناشی از فرسایش قطعات در تماس با آن است که بعنوان یک تکنیک در نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و بمنظور ارائه تصویری دقیق و واضح از وضعیت سلامت ماشین و سیستم روغنرسانی آن انجام می شود.»

آنچه که در این میان نباید از نظر دور داشته شود، قابلیت تفسیر آماری و عددی و، در عین حال، ترسیم هندسی سوابق آنالیز یک مشخصه از روغن در طول یک بازه زمانی مشخص است که منجر به کاهش چشمگیر هزینه های تعمیراتی می گردد. آنالیز روغن، برخلاف آنچه که در دو منبع فوق بدان اشاره شد، یک تکنیک پیشگیرانه نیست! یا لااقل دیگر نیست! این تکنیک، بصورت سازمان یافته، در ابتدای دهه 50 قرن بیستم و بمنظور پیشگیری از وقوع خرابی های پرهزینه در سطح تعمیرات جاری، ابتدا در نیروی دریایی ایالات متحده و سپس در بخش های مختلف راه آهن این کشور کلید خورد. اما، از خیلی قبلتر از آن وجود داشت. بطوریکه در 1946، آزمایشگاه روغن در یکی از بخش های تعمیرات جاری لکوموتیو های راه آهن سراسری ایالات متحده قادر به شناسایی و پیشگیری از خرابی های ناشی از فرسایش قطعات در موتور های دیزلی بکار رفته در ادوات ریلی آن زمان بود.

آنالیز روغن در ابتدای کار با توسل به آزمایش های شیمیایی با تکیه بر معرف های گوناگون بمنظور شناسایی عناصری چون آهن و مس در ساختار نمونه های اخذ شده از موتور های دیزلی انجام می شد. اما، با ورود فناوری طیف سنجی، امکان تشخیص بازه وسیعی از عناصر شیمیایی با تکیه بر این فناوری برای کارشناسان آنالیز خرابی پیشگیرانه فراهم شد. این فناوری چنان تغییری در گسترش این تکنیک ایجاد کرد که در سال 1955 شاهد بکارگیری آنالیز روغن بمنظور شناسایی علل خرابی در موتور های هوایی ارتش ایالات متحده برای اولین بار در جهان هستیم. خیلی زود، استفاده از این تکنیک به بخش های دیگر صنعت نیز راه پیدا کرد. بطوریکه در 1958 برای اولین بار، یک شرکت خصوصی حمل و نقل جاده ای در ایالات متحده اقدام به راه اندازی یک آزمایشگاه خصوصی بمنظور آنالیز خرابی پیشگیرانه در ناوگان حمل و نقل جاده ای خود نمود. اما، در این بین، فقدان مرجعی بیطرف برای مطالعه و تفسیر گزارش آزمون های آنالیز روغن همچنان احساس می شد. تا اینکه در 1960، اولین شرکت خدمات تفسیر و صدور دستور تعمیراتی در زمینه آنالیز روغن در ایالات متحده آغاز به کار کرد.

از دیدگاه فرآیندی، آنالیز روغن فرآیندی است که شامل زنجیره ای از فعالیت های به هم پیوسته زیر است:

- ارزیابی وضعیت ماشین آلات، شناخت آنها، و انتخاب آنها برای نمونه گیری؛

- انتخاب ظروف نمونه گیری و جمع آوری نمونه ها (برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، مراجعه به پست «اصول نمونه گیری» در همین وبلاگ توصیه می شود)؛

- برچسب زنی و حمل نمونه ها به آزمایشگاه؛

- درخواست آزمون برای هر نمونه از آزمایشگاه به همراه تعیین روش آزمون و دقت نتیجه در گزارش؛

- تفسیر گزارش آزمون، ثبت، و نتیجه گیری؛ و

- صدور دستور تعمیراتی براساس نتایج آنالیز روغن و آنالیز مجدد روغن پس از انجام دستور تعمیراتی

گفتنی است که مسئولیت نظارت بر حسن انجام تمامی مراحل فوق بعهده کارشناس آنالیز روغن است. بدین ترتیب، کارشناس آنالیز روغن باید علاوه بر دانش فراگیر از علم مهندسی مکانیک (شامل ساختار تجهیز، وظیفه آن، حالات خرابی آن، و جنس قطعات آن) و شیمی (شامل مشخصات شیمیایی روغن ها، سوخت ها، و واکنش های شیمیایی)، باید با تکنیک های آماری و معادلات دیفرانسیل نیز آشنایی کامل داشته و قادر به پیش بینی رفتار تجهیز با در نظر گرفتن خطای تجمعی (شامل خطای اپراتور نمونه گیری + خطای نمونه گیری + خطای آزمایشگر + خطای دستگاه + خطای اندازه گیری + خطای گرد کردن + خطای قرائت + خطای گزارش + خطای تفسیر + خطای اپراتور تعمیرات) باشد. از این رو، آموزش آنالیز روغن در سه سطح مقدماتی، متوسط، و پیشرفته برگزار می شود که هر یک حداقل شامل 20 ساعت آموزش تئوری و عملی است.

اما، با توسل به آنالیز روغن به چه اطلاعاتی در مورد تجهیز می توان دست یافت؟

پاسخ به این پرسش، بستگی به این دارد که در مورد کدام شاخه از آنالیز روغن صحبت کنیم. از دیدگاه تخصصی، تکنیک آنالیز روغن شامل سه شاخه تخصصی است که در ذیل تعریف شده اند:

1- آنالیز خواص فیزیکی، شیمیایی، و مکانیکی روغن (به همراه ادتیو های آن):

هدف از این شاخه، تعیین سلامت روغن (نو یا کارکرده) از طریق نمونه گیری صحیح و سفارش آزمون های صحیح به همراه تفسیر صحیح نتایج واصله از آزمایشگاه است. این شاخه از آنالیز روغن مجموعه ای از آزمون ها را شامل می شود که خواص فیزیکی، شیمیایی، و مکانیکی روغن نو یا کارکرده جاری در سیستم روغنرسانی تجهیز را نشانه می روند. فهرست کوتاه و عمومی این آزمون ها در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1: فهرستی کوتاه و عمومی از آزمون های خواص فیزیکی، شیمیایی، و مکانیکی روغن

2- آنالیز آلاینده های روغن:

این بخش، شامل آزمون هایی است که حضور یا عدم حضور آلاینده های جریان روغن را هدف می گیرد. این آلاینده ها عبارتند از دوده، سوخت (بنزین، گازوییل، الکل یا ...)، گلیکول، آب (کامپاند های هیدراته)، هوا (کامپاند های نیتراته)، گرد و غبار، و... است که اغلب با توسل انواع روش های آزمایشگاهی استاندارد یا طیف سنجی اتمی یا فروسرخ انجام می شود.

3- آنالیز ذرات فرسایشی درون روغن:

این شاخه از آنالیز روغن که کمی از سایر بخش ها تخصصی تر محسوب می شود، شامل آزمون هایی بمنظور تشخیص کیفیت و کمیت حضور ذرات فلزی/شبه فلزی ناشی از فرسودگی قطعات دریافت کننده روغن در یک سیستم روغنرسانی است. از جمله معروفترین این آزمون ها می توان به فرّوگرافی و Particle Count اشاره کرد.

بدین ترتیب، با توسل به هر یک از شاخه های آنالیز روغن، می توان به اطلاعات زیر دست یافت:

1- وضعیت سلامت روغن نو:

آیا روغن نو و مصرف نشده (درون بشکه) ورودی به محل کارفرما از کیفیت لازم برخوردار است؟

آیا مطابق سفارش تولید/تامین شده است؟

آیا روغن تقلبی است؟

در ترکیب روغن نو از چه موادی استفاده شده است؟ و...

2- وضعیت سلامت روغن جاری درون سیستم روغنرسانی تجهیز:

آیا روغن هنوز سالم و قابل استفاده است؟

آیا سیستم روغنرسانی درست و کامل عمل می کند؟

کیفیت روغنرسانی به قطعه/قطعاتی خاص چگونه است؟

آیا حجم روغن در سیستم روغنرسانی کافی است؟ و...

3- وضعیت سلامت سیستم فیلتراسیون تجهیز:

آیا فیلتر (های) روغن درست عمل می کنند؟

آیا فیلتر (های) هوا درست عمل می کنند؟

آیا استرینر درست عمل می کند؟

آیا فیلتر سوخت درست عمل می کند؟

4- وضعیت سلامت تجهیز و قطعات آن:

قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز خورده شده اند؟

آیا واکنش روغن در سیستم روغنرسانی با قطعات دریافت کننده روغن معمول و منطقی است؟

وضعیت فرسایش قطعات چگونه است؟

آیا قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز دچار ترک و شکستگی شده اند؟

وضعیت زوال قطعه/قطعاتی خاص از تجهیز چگونه است؟ کی باید تعویض/تعمیر شوند؟

آیا تجهیز مجاز به ادامه کار است؟ و...

اکنون، وقت پاسخ به این سوال فرا رسیده است که آیا آنالیز روغن به تنهایی برای نظارت بر وضعیت سلامت و رفتار خرابی یک تجهیز کافی است؟ مطلقا خیر!

چراکه سه تکنیک استاندارد آنالیز روغن، آنالیز ارتعاش، و ترموگرافی، هر یک دارای خطا های منحصر به فرد خود بوده و دامنه مشخصی از مشکلات را تشخیص می دهند. از این رو، ترکیب و هم افزایی این سه روش با یکدیگر می تواند کارشناس آنالیز خرابی تجهیز را در مورد وضعیت و سلامت حال و آینده آن با خبر ساخته و امکان اخذ تصمیمات دقیقتر و کم هزینه تری را در مورد نگهداری و تعمیرات آن فراهم سازد.

در این زمینه به یک مطالعه موردی یا Case Study می پردازیم: این مطالعه موردی از مقاله ای با عنوان «مقایسه دو روش آنالیز ارتعاشات و آنالیز روغن در  شناسایی خرابی یاتاقان کمپرسورHY90» استخراج شده است که توسط آقایان «حسین غلامزاده­ ثانی» و «علیرضا ­رضایی» از شرکت «اندیشه پردازان سپهر آپادانا» و در جریان نهمین کنفرانس تخصصی پایش وضعیت و عیب‌یابی ماشین‌آلات ایران، دانشگاه صنعت نفت اهواز، اسفند 1393 ارائه شده بود.

هوای فشرده مورد نیاز خط تولید در کارخانه سیمان زاوه تربت از طریق 5 دستگاه کمپرسورScrew HY90  تامین می شود (شکل 1) که مشخصات فنی آن در جدول 2 موجود است. ارتعاشات کلیه 5 دستگاه کمپرسور در نقاط مشخص شده بر روی شکل یک اندازه گیری شد. لذا کلیه فرکانس های مورد نیاز جهت ارزیابی وضعیت کمپرسور محاسبه و در جدول 3 قابل مشاهده است.

شکل 1: کمپرسور اسکرو مدل HY90

جدول 2: مشخصات فنی کمپرسور HY90

جدول 3: مشخصات فرکانسی اجزای کمپرسور HY90

در مرحله اول مقادیر ارتعاشات بر حسب پارامتر  RMS سرعت اندازه گیری شد. مقایسه مقادیر اندازه گیری شده از کمپرسورها با یکدیگر و همچنین مقایسه با مقادیر پیشنهادی استاندارد نشان دهنده عادی بودن وضعیت هر 5 کمپرسور بود. اما، در مرحله دوم ارتعاشات کمپرسورها بر حسب پارامتر RMS  شتاب و همچنین شاخص های Crest Factor  و Bearing Condition  اندازه گیری گردید. این بار مقایسه مقادیر ارتعاشات کمپرسورها با یکدیگر نشان دهنده غیرعادی بودن وضعیت ارتعاشات کمپرسور شماره یک بود. به همین دلیل، انجام آنالیز روغن نیز در دستور کار قرار گرفت که شامل تست های عناصر فرسایشی، شاخص های فرسایشی، افزودنی ها، آلاینده ها، و آلاینده ها بود.

با توجه به نتایج آنالیز روغن و ارتعاشات در خصوص وضعیت کمپرسور شماره یک، تصمیم گیری در خصوص اقدام اصلاحی پیشنهادی بسیار مشکل بود اما از آنجا که تجربه نشان داده ­است، تکنیک آنالیز ارتعاشات در خصوص شناسایی مراحل اولیه خرابی تجهیزات دوار از قدرت و حساسیت بیشتری برخوردار است، از این رو، تصمیم بر بازرسی کمپرسور شماره یک گردید. با بازرسی صورت گرفته مشخص شد که حلقه داخلی یاتاقان این کمپرسور دچار خوردگی و آسیب دیدگی شدید شده است که نسبت به تعویض آن اقدام شد.

شکل 2: تصویر حلقه داخلی آسیب دیده یاتاقان کمپرسور