Ciba Specialty Chemicals Технология беззольных присадок для

PROTECTION
Ciba Specialty Chemicals
Технология беззольных присадок
для современных
турбинных масел
Производство и рынок смазочных материалов
- 2006
Центр Международной Торговли, Москва
Picture:
Schweiz
Power Systems
Ciba
SC,Siemens
Lubricants
RussiaAG
- November
2006
Паровые, газовые и парогазовые турбины
Электричество
Газ
Камера
сгорания
1250-1500°C
600°C
Газотурбинная
установка
Теплообменник
Генератор
Паротурбинная
установка
Парогенератор
550°C
Пар
Генератор
< 200°C
Вода
Конденсор
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Спецификация DIN: 51515
¾ DIN 51515 -1 (Июнь 2001 г.) TD (Турбина “Dampf” = паровой турбине)
¾Эксплуатация обычная, типовыми испытаниями являются:
¾Испытание турбины на стойкость к окислению: 2000 час.
¾Медная коррозия, метод ржавления A, пена, выпуск воздуха, отделение воды
¾Требования к пенообразованию очень низкие: 450/0-450/0-450/0 для подчеркивания важности выпуска
воздуха. (Отрицательное воздействие со стороны пеногасителей)
¾DIN 51515 – 2 (Ноябрь 2004 г.) TG (Турбина газовая)
¾Для эксплуатации в условиях высоких температур; типовыми испытаниями являются:
¾Испытание масла во вращающейся камере высокого давления: 800 мин
¾Испытание турбины на стойкость к окислению: 3000 час.
¾ Испытание масла во вращающейся камере высокого давления, модифицированное испытание: 85%
удержания
¾Медная коррозия, метод ржавления A, пена, выпуск воздуха, отделение воды
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Новый стандарт ISO 8068 (September 2006 г.)
TSA
Паровая турбина для нормальной (низкой) температуры
TGA
Газовая турбина для нормальной (низкой) температуры
TSE
Паровая турбина для нормальной (низкой) температуры с противозадирными присадками
TGE
Газовая турбина для нормальной (низкой) температуры с противозадирными присадками
TGB
Газовая турбина, B = высокотемпературной
TGSB
Парогазовая турбина, высокотемпературная
TGF
Газовая турбина, высокотемпературная с противозадирными присадками
TGSE
Парогазовая турбина, высокотемпературная с противозадирными присадками
TGCH
Газовая турбина для высоких температур в зависимости от рецептуры синтетических базовых масел
TGCE
Газовая турбина для высоких температур, используемая в авиации
THA
Турбина для эксплуатации в условиях нормальных температур в пограничном /смешанном режиме смазки
THE
Турбина для эксплуатации в условиях нормальных температур в пограничном /смешанном режиме смазки
с противозадирными присадками
TSD
Паровая турбина, на жидкостной основе с эфиром фосфорной кислоты = огнестойкая
TGD
Газовая турбина, на жидкостной основе с эфиром фосфорной кислоты = огнестойкая
THCH
Турбина с экологически приемлемой жидкостью на основе поли-альфа-олефина (почти AWHF: HEPR)
THCE
Турбина с экологически приемлемой жидкостью на основе эфиров (почти AWHF: HEES)
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Типовые требования к турбинам TGB, TGSB, TGF и TGSE
ИСПЫТАНИЕ ТУРБИН НА СТОЙКОСТЬ К
ОКИСЛЕНИЮ
¾Испытание турбин на стойкость к окислению: мин.
3500 час.
¾RPVOT: min 750 min
¾ Испытание масла во вращающейся камере
высокого давления, модифицированное испытание:
85% удержания
¾Предварительная обработка образца при
температуре 121°C в течение 48 часов
непрерывным паром азота с расходом 3l/час.
Picture: Drew Troyer, "Looking Forward to Lubricant Oxidation?"
Practicing Oil Analysis Magazine. March 2004
¾Стойкость к окислению при высокой температуре по ASTM D 4636-2: (72 часа при 175°C)
¾Изменение вязкости: отчет
¾Изменение коэффициента кислотности: отчет
¾Изменение массы образца металла (сталь, алюминий, кадмий, медь, магний): макс. 2,5 мг/см2)
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Спецификации производителей
OEM/Organization
Specification
Turbine Type
Comments
Alstom
HTGD 90117
Gas/Steam
С требованиями и без требований стандарта FZG; D2272 - минимум
300 минут. D943 - 2000 час.; Цинк - макс. 5 промиле.
General Electric
GEK 101941A
Gas, Frame 6F
Требование стандарта FZG - 8 отказов (минимум); D2272 - минимум
500 минут
General Electric
GEK 107395A
Gas/Steam,
Class H
D943 - минимум 7000 часов; D2272 минимум 1000 минут;
модифицированное испытание D2272
General Electric
GEK 27070
Steam
General Electric
GEK 28143A
Gas, Frame 3,
5, & 6B
С противоизносными присадками или без них
General Electric
GEK 32568f
Gas, Frame 7/9
D2272 - минимум 500минут; модифицированное испытание D2272
General Electric
GEK 46506D
Steam
D2272 - минимум 250 минут
Mitsubishi Heavy
Industries
MS04-MA-CL001
Gas/Steam
Спецификация на "сухое испытание на стойкость к окислению"; при
низких температурах; D943 - 2000 час.;
Mitsubishi Heavy
Industries
MS04-MA-CL002
Gas/Steam
Спецификация на "сухое испытание на стойкость к окислению"; при
высоких температурах; D2272 - минимум 700 минут
Mitsubishi Heavy
Industries
MS04-MA-CL003
Gas
Спецификация на "сухое испытание на стойкость к окислению"; при
низких температурах противозадирными присадками; D2272 минимум 700 минут; D943 - 4000 час.
Siemens
TLV 9013 04
Gas/Steam
С требованием или без требований стандарта FZG
Siemens
Westinghouse
M spec 55125Z3
Gas
D2272 - минимум 350 минут
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Требования к сухому испытанию на стойкость к окислению:
¾ Сухое испытание на стойкость к окислению в соответствии с ASTM D943, но при 120
без воды.
¾ Испытание масла во вращающейся камере высокого давления и очистка (фильтр 1 μm), используется для контроля
¾Количество осадка должно быть менее 100мг/кг с 25-процентным остатком после испытания масла во вращающейся
камере высокого давления
¾Продолжительность сухого испытания на стойкость к окислению - мин. 500 часов с 25-процентным остатком после
испытания масла во вращающейся камере высокого давления
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Образование осадков в современных турбинных маслах
¾ Современные базовые масла обладают повышенной устойчивостью к окислению, но
пониженной растворяющей способностью для любого образующегося осадка.
¾ Кислотные продукты могут не растворяться в гидроочищенных маслах, при этом общий
кислотный коэффициент не увеличивается.
¾ Результаты испытаний (например, испытание на стойкость к окислению) могут быть
недостоверными.
Сравнение типовых долговечных турбинных масел:
A
B
C
D
TAN (after 10.000 h
TOST ASTM D 943)
0.09
0.04
0.33
0.05
Sludge, mg
175
219
526
411
RPVOT, min
68
47
44
156
% of original
5.4
3.5
9.1
6.4
HPDSC, min
18.9
15.9
10.1
19.9
% of original
44.7
21.6
28.5
32.4
За 10 тысяч часов увеличения вязкости не наблюдалось.
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Требования к присадкам
¾ Опыт эксплуатации показал непригодность антиоксиданта из двутретичного-бутил-паракрезола (DBPC) для данного вида применения. Ингибитор должен быть нелетучего типа
(MS04-MA-CL002 и GEK 32568f)
¾ “В настоящую спецификацию не включено смазочное масло, содержащее антиоксиданты
типа фенола только в качестве противоокислительного ингибитора.” (MS04-MA-CL001)
100
Weight loss [%w/w]
0
80
20
60
40
Низколетучий антиоксидант Ciba
2,6-DTBP
40
60
20
80
DBPC
1000
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Temperature [°C]
Æ Выбирать следует только теплостойкие нелетучие антиоксиданты
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Основной антиокислительный механизм аминовых антиоксидантов
ROOH
ROO
RO
H
N
ROH
N
N
HH
N
Одна молекула аминового
антиоксиданта может
преобразовать прибл. 36
радикалов = высокий
стехиометрический
коэффициент
O
R"
ROO
ROO
R'
RO
N
O
OOR
N
inactive
ROOR
R
ROO
R
O
N
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Механизм фенольных антиоксидантов
ROOH
ROO
RO
OH
ROH
O
O
R
R
H
R
+
Синергические эффекты
Фенольный антиоксидант
Смесь аминового и
фенольного
антиоксидантов
O
R
OOR'
Аминовый антиоксидант
inactive
Разложение
R'OO
Время
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Одна молекула
фенольного
антиоксиданта может
преобразовать прибл. 3
радикала = низкий
стехиометрический
коэффициент
Дезактиватор металлов
¾
Для получения хороших результатов при проведении испытаний на устойчивость к окислению необходима
дезактивации металла:
Cu
2+
+
Cu
Cu
2+
Cu +
+
Cu
RH
+
oxygen
+
Cu
+
ROOH
+
ROOH
Cu
+
Cu
H
+
+
2+ +
H
+
+
ROO °
OH
-
+
RO
°
N
N
3
R°
2+
N
CH
+
R
N
N
N
H
CH NR'
2 2
летучая присадка
Нелетучая присадка
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Противозадирные присадки
¾
Большинство турбин функционирует в гидродинамическом режиме; противозадирная
защита необходима для турбин с выдачей мощности через редуктор.
¾
Все спецификации должны включать требования FZG (ASTM
D 5182) (Американское общество по испытанию материалов)
¾
Только умеренные противозадирные присадки пригодны
для предотвращения осадкообразования.
Пригодные присадки должны удовлетворять степени
разрушающей нагрузки 12:
O
RO
S
P
1-2
OH
* HNR'2
2-1
Фосфаты амина
2-1
R
P
O
S
R'
O
R
Дитиофосфаты
Picture TU Dresden: FZG-torque change device
¾
Необходимая степень очистки только 300 промиле:
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
Турбинные масла «Ciba»
¾ В этих маслах обеспечивается сбалансированное содержание
¾Антиоксидантов
¾Антикоррозийных присадок
¾Дезактиваторов металлов
¾Противозадирных и противоизносных присадок и более
¾ Типовой состав: 0.42 % базового пакета присадок и 300 промиле противозадирных и
противоизносных присадок. Необходимые показатели можно получить, только правильно
выбрав набор присадок и базовое масло
TEST
Group I oil
Group II or III oil
TOST life
~ 3000 h
>10000 h
TOST sludge (1000 h)
< 20 mg
< 20 mg
~ 700 min
~ 1600 min
> 95%
> 95%
DRY TOST@25%RPVOT
-
~ 1200 h
DRY TOST@25%RPVOT
-
< 100 mg
12
12
RPVOT
RPVOT retention
FZG failure stage load
ÆНаши беззольные присадки обеспечивают эффективные решения
для современных промышленных масел
Ciba SC, Lubricants Russia - November 2006
PROTECTION
Ciba Specialty Chemicals
Исполнение жестких требований
обеспечивает долговечность вашего оборудования
Ваши вопросы !
Picture:
Schweiz
Power Systems
Ciba
SC,Siemens
Lubricants
RussiaAG
- November
2006