Lacul atacă turbinele din interior, distruge performanța și amenință operațiunile. Dar pentru a învinge lacurile, trebuie mai întâi să le înțelegeți.
Lacul este o problemă comună în sistemele de circulație în care uleiul este utilizat pentru a asigura un flux continuu de lubrifiant către rulmenți, angrenaje și alte componente ale echipamentelor industriale. Chiar și cea mai mică cantitate de lac poate duce la reducerea performanțelor sistemului și la defecțiuni ale echipamentelor. Nămolul sau lacul care aderă la supapele servomotoare sau termostatice poate cauza blocarea supapei, supraîncălzirea rulmenților și performanțe slabe ale schimbului de căldură, producând adesea temperaturi ridicate ale uleiului. Contaminanții sub formă de particule solide care se impregnează în lac pot duce, de asemenea, la creșterea uzurii componentelor din supape, angrenaje și rulmenți.
Acumularea de lac în sistemele de turbine poate avea un efect negativ grav asupra performanței sistemului, longevității echipamentului, flexibilității operaționale și longevității lubrifiantului. Pe durata de viață a unui echipament, acest lucru poate echivala cu pierderi financiare uriașe.
Ce este lacul depus pe motor?
Un ulei de lubrifiere se degradează atunci când este supus la solicitări termice și mecanice. Viteza de degradare este accelerată de mulți factori, cum ar fi: oxidarea; stresul termic (puncte fierbinți ale echipamentului, compresie adiabatică cu bule, microdiesel); contaminanți precum apa, solvenții, gazul, aerul și murdăria; epuizarea sau pierderea aditivilor prin condițiile de funcționare sau filtrarea excesivă, descărcarea electrostatică de la filtre și contaminarea încrucișată sau incompatibilitatea fluidelor.
Oricare dintre acești factori ar putea juca un rol semnificativ în degradarea uleiului, creând precursori de lac care, în timp, formează straturi de lac. Odată format, vernisajul este un depozit subțire, insolubil în ulei, compus în principal din reziduuri organice; amestecat cu metale, săruri anorganice și alți contaminanți; care nu poate fi îndepărtat cu ușurință prin ștergere cu o cârpă uscată și moale. Formează un strat care aderă la suprafețele interne și poate căpăta diferite caracteristici, de la un strat lipicios la un lac dur, iar culoarea variază de la gri, la maro și la chihlimbar.
Cum se identifică lacul?
Cel mai sigur mijloc de a evalua formarea lacului în echipament este inspecția vizuală a pieselor din interiorul carcasei echipamentului. Cu toate acestea, acest lucru necesită, de obicei, o oprire parțială sau totală a sistemului, prin urmare, nu este întotdeauna fezabil în afara întreținerii planificate a sistemului.
Deși nu este o listă definitivă, următoarele simptome pot fi un indiciu al efectelor lacului: funcționarea neregulată a componentelor, inclusiv blocarea supapei și a cilindrilor hidraulici; vibrații sub-sincrone în rulmenții și garniturile de mare viteză; o scădere a debitului de intrare a uleiului sau creșterea frecvenței de înlocuire a filtrelor.
Temperatura sistemului poate fi adesea, de asemenea, un avertisment, alarmele sistemului fiind declanșate din cauza temperaturilor mai ridicate, a creșterii temperaturii lagărelor principale sau a capului principal și a performanțelor slabe de schimb de căldură într-un răcitor de ulei, ceea ce duce la temperaturi generale ridicate ale uleiului sau la reducerea echipamentului pentru a rămâne sub limitele de alarmă.
Și, în cele din urmă, starea uleiului în sine – întunecarea uleiului, mirosuri neplăcute, creșterea numărului de acizi, creșterea vâscozității, dovezi de sedimente și/sau nămol, creșterea numărului de particule, valori ridicate ale MPC (Membrane Patch Colorimetry) și epuizarea rapidă a duratei de oxidare a lubrifiantului, toate acestea indică probleme în cadrul sistemului.
Ce se poate face?
Mulți ingineri cred că lacurile pot fi gestionate numai prin filtrarea continuă și o combinație de curățare mecanică și chimică în timpul perioadelor de oprire planificate. Cu toate acestea, utilizarea filtrării și a practicilor standard de curățare pentru a elimina lacul este adesea ineficientă, în special în cazul lacului sever care se depune de ani de zile atât în punctele fierbinți, cât și în zonele mai reci ale echipamentului. De fapt, dacă se continuă să se urmeze o abordare bazată pe curățarea în timpul opririlor cu filtrarea standard a lacului, este probabil că vor fi necesare opriri mai frecvente și neașteptate și opriri de funcționare, pe măsură ce turbinele îmbătrânesc.
Tehnologia Texaco VARTECH – o soluție holistică
Atunci când experții în domeniu de la Texaco au analizat modalitățile de atenuare a lacului, au considerat că este nevoie de o soluție mai holistică la această problemă. Tehnologia Texaco VARTECH este un proces în doi pași. Prima etapă este concepută pentru a ajuta la eradicarea lacului care s-a infiltrat în sistemul turbinei cu ajutorul VARTECH Industrial System Cleaner, iar a doua etapă ajută apoi la prevenirea formulării de nou lac prin utilizarea de lubrifianți formulați cu tehnologia VARTECH.
Nathan Knotts, arhitect de portofoliu pentru produse industriale, spune: “Tehnologia VARTECH a fost creată ca răspuns la cercetările noastre în jurul produselor existente în prezent pe piață și a eficienței acestora. Am analizat domenii cheie, cum ar fi utilizarea solvenților în produsele de curățare. Deși ajută la îndepărtarea lacului, aceștia au, de asemenea, un punct de aprindere scăzut, iar acest punct de aprindere scăzut ar putea avea implicații în ceea ce privește creșterea fumului sau a limitei de temperatură, precum și un risc mai mare de incendiu sau de explozie.
Am investigat dacă detergenții puternici cauzează deteriorarea componentelor mai vulnerabile, cum ar fi garniturile, și dacă pot provoca scurgeri. De asemenea, am analizat dacă detergenții sunt compatibili cu diferite tipuri de ulei sau dacă sunt flexibili în ceea ce privește durata de timp în care sunt menținuți într-un sistem. În general, cu cât un detergent rămâne mai mult timp într-un sistem, cu atât mai mult lac este îndepărtat. Zonele cu debit ridicat sunt adesea curățate rapid, potențial în doar o oră, în timp ce depozitele mari de lac, temperaturile scăzute sau zonele cu debit redus pot necesita durate de curățare prelungite, de până la o lună.”
Dl Knotts continuă: “Analiza datelor obținute în urma testelor de laborator și a testelor pe teren ale sistemului de curățare industrială Texaco VARTECH a arătat o serie de avantaje în comparație cu alți agenți de curățare convenționali, subliniind intenția noastră de a introduce un sistem care să poată curăța eficient fără a crea constrângeri operaționale. În primul rând, VARTECH este compatibil cu multe uleiuri în exploatare la concentrațiile recomandate de 5 – 20% în volum pentru duratele de curățare recomandate (permițând timpi de rezidență mai lungi și eliminând, în general, nevoia de spălare). S-a demonstrat, de asemenea, că ajută la reducerea colmatării filtrelor și contribuie la eficiența îndepărtării depunerilor, fiind, de asemenea, conceput pentru a ajuta la dizolvarea depunerilor de lac de pe suprafețele interne, ceea ce ajută apoi la stabilizarea acestora pentru a fi îndepărtate cu uleiul uzat. În cele din urmă, are o vâscozitate de 53 cSt, ceea ce contribuie la eficacitatea sa în uleiul cu vâscozitate ISO 32-68, deoarece nu va afecta semnificativ vâscozitatea uleiului la concentrațiile recomandate și are un impact minim atât asupra separabilității apei din lubrifiant, cât și asupra performanței pe termen lung a uleiului nou în cantități reziduale de până la 2%.”
Teste de teren cu tehnologia VARTECH
Una dintre cele mai mari dificultăți legate de lac este faptul că, de cele mai multe ori, acesta poate trece neobservat în cadrul unui sistem. Componentele, rezervoarele și filtrele continuă să funcționeze, dar este posibil să nu mai funcționeze la fel de eficient ca înainte. Pe măsură ce vernisajul se înrăutățește, se declanșează adesea un cerc vicios. Acoperirea izolează suprafețele metalice, ceea ce împiedică răcirea eficientă a uleiului și crește temperatura. Acest lucru cauzează o degradare mai mare și o lubrifiere mai puțin eficientă. Se creează mai mulți precursori, se formează mai multe straturi de lac și problema se transformă în spirală spre defectarea echipamentului.
Acesta a fost cazul unuia dintre primele teste de teren ale VARTECH în SUA. Exploatarea echipamentelor cu turbine cu gaz în medii climatice dificile, cum ar fi temperaturile ridicate înregistrate în Central Valley din California (de obicei între 30º și 40ºC), este inevitabil să producă obstacole suplimentare. Chevron San Joaquin Valley Business Unit (SJV) exploatează peste 16.000 de puțuri, producând 159.000 de barili de țiței și 53 de milioane de picioare cubice de gaze naturale pe zi. SJV are o expertiză de clasă mondială în ceea ce privește inundarea cu abur a țițeiului greu, producând simultan abur și electricitate. Aburul facilitează recuperarea petrolului folosind procesul de inundare cu abur, iar energia electrică este vândută unei companii de electricitate. În timpul verii, rulmenții turbinei cu gaz funcționau la temperaturi prea ridicate pentru a funcționa la capacitate maximă; de fapt, turbina a putut produce doar 3,3 MW de energie electrică, cu mult sub capacitatea sa de proiectare de 5,5 MW. Temperaturile ridicate ale mediului înconjurător au fost o parte a problemei, dar echipa a suspectat că lacurile interfera, de asemenea, cu eficiența la răcitoarele de ulei, aspect confirmat ulterior în urma unei inspecții vizuale.
Pentru a rezolva problema în curs de desfășurare, echipa Texaco VARTECH, condusă de Paul Sly, specialist Global Industrial OEM, a schimbat filtrele de ulei, a înlocuit 15% din uleiul utilizat în exploatare cu Texaco VARTECH Industrial System Cleaner și apoi a repornit sistemul. Pe măsură ce turbina cu gaz se apropia de capacitatea maximă, a fost evident că ceva se schimbase radical. Toate temperaturile sistemului au rămas în intervalul acceptabil și nu s-a declanșat nicio alarmă. Turbina cu gaz a continuat să funcționeze la capacitate maximă timp de două săptămâni, fără alarme de temperatură ridicată, apoi amestecul de ulei de turbină folosit în uz și VARTECH Industrial System Cleaner a fost golit. Sistemul a fost clătit, filtrele au fost înlocuite, iar sistemul a fost reumplut cu ulei de turbină Texaco GST. Rezultatul este că SJV își poate opera echipamentul de cogenerare la capacitate maximă pe tot parcursul anului, indiferent de temperatura ambientală, câștigând astfel peste 350.000 de dolari pe an din veniturile pierdute anterior.
O altă oportunitate de a testa tehnologia VARTECH a apărut într-unul dintre cele mai mari câmpuri petroliere din Golful Mexic. Pierderea generării de energie electrică este costisitoare și trebuie evitată pe cât posibil, dar atunci când este vorba de alimentarea unei platforme plutitoare de tip spar, aflată la 1.200 de metri adâncime la 190 de mile de coasta SUA, pierderea energiei electrice ar putea duce la oprirea întregii operațiuni. Atunci când producția de hidrocarburi a fost amenințată de faptul că capetele de ulei din grupurile electrogene se încălzeau în mod constant și declanșau alarme de temperatură ridicată, noua tehnologie VARTECH de la Texaco a fost esențială pentru a oferi o soluție pe termen lung. Utilizarea tehnologiei VARTECH nu numai că a ajutat clientul să economisească până la 81.000 de dolari în costurile anuale de întreținere, dar a contribuit și la reducerea expunerii la siguranță și a riscului de mediu prin faptul că nu a fost nevoie să îndepărteze echipamentele. La 12 luni de la prima utilizare a tehnologiei VARTECH pe platforma Tahiti Spar, nu au existat alarme de temperatură ridicată și, prin urmare, nici opriri premature ale sistemului.
Paul Sly, specialistul global în echipamente industriale OEM, concluzionează: “Suntem cu toții pe deplin conștienți de faptul că pierderile de venituri cauzate de opriri neplanificate sau mai lungi decât cele așteptate pot fi considerabile. Provocarea noastră a fost să creăm o soluție care să nu se mai bazeze pe filtrarea lacurilor și pe metode de curățare învechite. Prin utilizarea programului VARTECH în două etape, împreună cu monitorizarea uleiului LubeWatch, companiile au reușit să își schimbe cu succes procesul de întreținere pentru a elimina mai eficient lacurile depuse înainte de a umple sistemele cu ulei nou.
“Soluția noastră holistică VARTECH pentru lacuri VARTECH a demonstrat o eficacitate puternică de îndepărtare a depunerilor și rezistență la depunerile cu produsele de ulei pentru turbine GST Advantage în cadrul unor teste comparative extinse de laborator și pe teren. Acest lucru îmbunătățește controlul depunerilor și curățenia sistemului, contribuind la asigurarea unei durate de viață mai lungi a uleiului și ajutând la îmbunătățirea funcționării turbinelor.”