Майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал өнеркәсіптік майлардағы: трансформаторлық, майлаушы, турбиналық, трансмиссиялық және басқа майлардағы судың мөлшерін анықтауға арналған құрал. Бұл мақалада біз майдың ылғалдылығына қатысты ең маңызды мәселелерді талқылаймыз:

• су мұнайға қалай түседі;
• мұнайдың құрамында судың қандай формаларда болуы мүмкін;
• мұнайда судың болуы неге қауіпті;
• мұнайдағы судың мөлшерін қандай әдістермен дәл анықтауға болады;
• TOR-1 майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал.

Өнеркәсіптік майларға судың түсу жолдары

Мұнайға судың түсу жолдарын ыңғайлы түрде екі түрге бөлуге болады. Бірінші түрі су май толтырылған жабдықты пайдалану кезінде пайда болғанда немесе тығыздағыштың ағып кетуіне байланысты жұмыс істеп тұрған кезде жабдыққа түскенде жұмыс істейді. Бұл негізінен су түзетін химиялық реакциялардың пайда болуын тудыратын жоғары жүктемелер мен экстремалды температуралармен байланысты. Мысалы, трансформаторларда су целлюлозаның қартаюынан және тотығуынан пайда болады. Ал турбиналық қондырғыларда — жоғары температурада бөлінетін будың конденсациясына байланысты.

Екінші түрі – операциялық емес факторлар. Тасымалдау немесе қоймада контейнерлерде сақтау кезінде су ауадан мұнайға түсуі мүмкін. Сондықтан, майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал жабдықты маймен толтырар алдында да қолдану керек.

Майдың құрамында су болуы мүмкін формалар

Майдың құрамында су үш түрлі формада болуы мүмкін:

• ерітілген су;
• эмульсияланған су;
• тегін су.

Ерітілген су – мұнайдың қартаю процесінде пайда болатын белсенді заттармен байланысты су, сондай-ақ мұнайда суспензияланған механикалық қоспалармен адсорбцияланған су. Эмульсияланған су – мұнайда ілінген су түйіршіктері. Глобулдардың мөлшері «шық нүктесі» және эмульсияланған су-майдың нақты температурасымен анықталады. Бос су резервуарға тікелей түсу нәтижесінде мұнайда пайда болады.

Хош иісті көмірсутегінің мөлшері төмен жаңа трансформаторлық майларда барлық дерлік ылғал еріген күйінде болады. Ерітілген су майлардағы ерітіндіні құрайды және оқшаулау сипаттамаларының өзгеруіне іс жүзінде әсер етпейді; басқаша айтқанда, сұйық диэлектриктің ыдырау беріктігін төмендетпейді. Бірақ температура төмендеген кезде конденсат түріндегі су пайда болады, ол эмульсиялық суға айналады, мұнайдың диэлектрлік шығынын арттырады. Ескі трансформатор майларында ылғалдың көп бөлігі байланысқан күйде болады.

Майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал мұнайдың құрамындағы судың қандай нысанда болатынына қарамастан барынша толық және нақты ақпаратты қамтамасыз етеді. Мұнайдың ылғалдылығын өлшеу үшін қолданылатын бірлік тоннаға грамм (ppm) немесе салмақ пайызы.

Судың мұнайға қауіптілігі

Су кез келген өнеркәсіптік мұнай үшін қауіпті қоспа болып табылады. Трансформатор майына түскен су оның оқшаулау қасиеттерін нашарлатады, бұл диэлектриктердің бұзылуына әкеледі. Трансформатор үшін ең үлкен қауіп температура ауытқуы кезінде болады. Бұл жағдайда кез келген еріген ылғал оқшаулаудың диэлектрлік қасиеттерін нашарлатады және оның бұзылуына әкеледі.

Сонымен қатар, су өнеркәсіптік майлардың тотығуына ықпал етеді, олардың тұтқырлығын өзгертеді және көбік тудырады. Май қабықшасының беріктігі төмендейді, бұл үйкеліс бөліктерінің тозуын тездетеді.

Сумен кесілген қозғалтқыш майын пайдалану тоттану және коррозия процестерінің күшеюіне байланысты қауіпті. Ол болатты сынғыш етеді және іштен жану қозғалтқышының бөліктерін зақымдау қаупін арттырады.

Бұдан басқа, егер майдың құрамында қандай да бір қоспалар болса, судың жоғарылауы оның шайылуына және майдың өнімділігін нашарлатуы мүмкін.

Сонымен қатар, су жасырын қоспа болып табылады, өйткені ол мұнайдың қасиеттеріне теріс әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар басқа факторлардың теріс әсерін күшейтеді.

Майлардың максималды ылғалдылығы

Диэлектрик ретінде әр түрлі шыққан майлар, яғни минералды, силикон майлары және күрделі эфирлер қолданылады. Бұл майларды алу технологиясы әртүрлі, сондықтан олардың қасиеттері, соның ішінде суды еріту үрдісі де ерекшеленеді.

Көмірсутек молекулалары гидрофобты; сондықтан минералды майлардың суда ерігіштігі 30–60 ppm (г/т) деңгейінде төмен болады. Силикон майлары мен күрделі эфирлердің қанығу шегі жоғарырақ, ол сәйкесінше 150–300 ppm және 300–2600 ppm құрайды.

Пленкадан немесе азоттан қорғалған трансформаторларға, герметикалық төлкелерге және герметикалық өлшеуіш трансформаторларға құйылған майдың су мөлшері 10 ppm (10 г/т) аспауы керек. Пленкадан қорғалмаған күштік трансформаторлар мен нығыздалмаған төлкелер судың мөлшері 25 промилледен аспайтын трансформаторлық маймен толтырылуы керек. Судың мөлшері 10 промилледен аспайтын май құрғақ болып саналады, бірақ жеткізілген кезде майдың ылғалдылығы 35 промиллеге жетуі мүмкін, бұл кептіру процестерін (термиялық вакуумда немесе цеолит негізіндегі кептіру) қолдануды талап етеді. Дегенмен, кептіруді орындау туралы шешім тек қашан қабылданады майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал параметрдің рұқсат етілген мәннен асып түсетінін көрсетті.

Майдың ылғалдылығын анықтау әдістері

Ушін қолданылатын әдістер трансформатор майының ылғалдылығын тексеру үш топқа жіктеледі:

• суды алу және химиялық реакциялар арқылы өлшеуге негізделген әдістер. Бұл топқа кулонометриялық Карл Фишер титрлеуі және кальций гидридті әдісі жатады. Гидрокальций әдісінде мұнай құрамындағы кальций гидриді (CaH2) мен судың әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін газдардың көлемін өлшеу жүргізіледі. Карл Фишер әдісі суды автоматты кулонометриялық титрлеу арқылы анықтауды қамтиды. Мұнайдың ылғалдылығын мөлшер бойынша анықтаудың мәні Карл Фишер химиялық агентінде су электролизіне жұмсалған электр энергиясының мөлшерін автоматты түрде өлшеуден тұрады;
• тепе-теңдік деңгейіне дейін физикалық экстракцияға және газ хроматографын және фотоакустикалық эмиссияны қолдану арқылы өлшеуге негізделген әдістер;
• сезімтал қабықшаның өткізгіштігінің өзгеруіне қарай мұнайдың салыстырмалы қанықтығы үшін жанама өлшеулер орындалатын сыйымдылық сенсорының әдісі. Дәлдігіне қарамастан, зертханада мұнай талдау әдістері ұзақ уақыт алады, орындау қиын және қауіпсіздік шараларын күшейтуді талап етеді. Трансформаторлардың жанында жұмыс істеуге арналған аспаптар көлемді, ал кейбіреулері ескірген. Оқшаулағыш майдың жағдайы туралы уақтылы және нақты ақпаратсыз жоғары вольтты жабдықтың сенімділігіне кепілдік беру мүмкін емес. Бұл ықшам, дәл, жылдам, сенімді және оңай жұмыс істейтін құралдарды қажет етеді.

Трансформатор майының үлгілерін қалай дұрыс алуға болады

Ақпараттық және дұрыс ақпарат үшін трансформатор майының ылғалдылығын сынау, жақсы құралдардың болуы, сондай-ақ үлгілерді дұрыс алу маңызды. Егер үлгі сапасыз болса және сынама алу кезеңінде майға ылғал түссе, бұл жалған нәтижелерге және соның салдарынан трансформаторға техникалық қызмет көрсету бағдарламасын түзету бойынша қате шешімдерге әкеледі.

Сынама алу үшін жақсы ауа-райында (жауын-шашынсыз, қатты жел және т.б.) жұмыс істеуі керек білікті маманды жалдаған дұрыс. Үлгілер тек құрғақ және таза шыны ыдысқа алынады және әрбір ыдыс оның сыйымдылығының кемінде 95% толтырылуы керек. Толтырғаннан кейін бірден ыдыс тығынмен тығыз жабылады. Содан кейін үлгілер қараңғы жерде сақталады трансформатор майының ылғалдылығын тексеру жүзеге асырылады.

TOR-1 ылғалдылығын өлшейтін құрал GlobeCore

GlobeCore компаниясы дамыды TOR-1 құралы. Ол аз мөлшерде болса да оқшаулағыш майлардағы ылғалдың массалық үлесін анықтауға арналған. Құрал ppm-дегі абсолютті ылғалдылықтан басқа, майдың температурасын да өлшейді. Өлшеулердің дәлдігі мен тұрақтылығына оқшаулағыш майдың құрамында болуы мүмкін ластаушы заттарға сезімтал емес сыйымдылық сенсорын пайдалану арқылы қол жеткізіледі.

Құрал судың белсенділігін және температурасын өлшейді. Осы шамаларды пайдалана отырып, TOR-1 сынаушы минералды трансформатор майының ылғалдылығын (ppm) есептейді. Минералды емес трансформаторлық және майлау майларының ылғалдылығын осы майлардың нақты параметрлерін аспапқа жүктегеннен кейін ғана есептеуге болады.

TOR-1 майдың ылғалдылығын өлшейтін құрал жинақылығына байланысты тасымалдауға және тасымалдауға оңай: биіктігі 38 сантиметрден аспайды, ал ұзындығы мен ені 18 сантиметрден аспайды.

Құралдың дизайны қарапайым және оның жұмысы жоғары білікті қызмет көрсету персоналын қажет етпейді. Өлшеуді бастау үшін түймені басқаннан кейін ылғалдылық пен температураның мәндері көрсетіледі. Нақтырақ нәтиже он минутта қол жетімді. Осыдан кейін сіз келесі май үлгісін сынауға кірісе аласыз.

Құралдың қорғаныс рейтингі кез келген ауа-райында трансформаторлардың жанында оқшаулағыш майды сынауға мүмкіндік береді, ал сенсор қоршаған ортаның -40-тан +60 градус Цельсий температурасында жұмыс істейді. Жұмыс сенімділігіне металл бұзуға төзімді түймелерді, сезгіш элементті металдан қорғауды, тұрақтандырылған қуат көзін және электр жабдықтарын кешенді қорғауды қолдану арқылы қол жеткізіледі.

Осылайша, TOR-1 құралы уақытты үнемдейді және кез келген жұмыс жағдайында өлшеулердің еңбек сыйымдылығын азайтады. Оны өз бетінше де, кен орнындағы мұнайды онлайн талдау үшін мобильді зертханалардың бөлігі ретінде де пайдалануға болады.

Трансформатордағы майдың ылғалдылығы туралы нақты және жедел ақпаратқа ие бола отырып, жабдыққа техникалық қызмет көрсету бағдарламасын уақытында реттеуге және ауыр зардаптардың: апаттар мен қымбат жөндеулердің алдын алуға болады.

Өнеркәсіптік майларды қалай кептіруге болады

Өнеркәсіптік майлардан суды алудың бірнеше жолы бар: центрифугалау, термиялық вакуумда кептіру және цеолит қабаты арқылы өткізу. Кептіру әдісі ретінде центрифугалау қарапайымдылығымен ерекшеленсе де, ол ескірген және ескірген. Неғұрлым заманауи әдіс – термиялық вакуумда кептіру, онда май бірінші қыздырылады, содан кейін оның бетінен су мен газ булары шығады және вакуум арқылы жойылады. Цеолитті кептіру өзінің жоғары тиімділігімен және аспаптардың қарапайымдылығымен ерекшеленеді. Цеолит сорбентінің суды сіңіру және оны түйіршіктерінде ұстау қабілеті жоғары. Қаныққаннан кейін сорбент қасиеттерін қайта белсендіру керек, содан кейін цеолитті майды кептіру үшін қайта пайдалануға болады.