清漆形成的底子原因

持久以来，人们一向以为光滑油的扰爪力导致其氧化。多所周知，油氧化的副产品会在液压节造和光滑油系统中形成清漆。Kleentek公司前董事总经理Akira Sasaki博士对燃气轮机油清漆形成的底子原因进行了开创性的钻研。具体而言，他的钻研查抄了燃气轮机的液压节造和光滑油过滤器，以确定它们在清漆形成中所起的作用，以及系统内静电积累导致火花放电的原因。该钻研蕴含对GE Frame 9FA燃气轮机的查抄，该燃气轮机经历了严沉的清漆效应。只管审查主题涉及燃气轮机，但结论的确与燃气轮机和蒸汽轮机系统以及液压节造和光滑系统总体有关。

燃气轮机利用–最严沉的情况

多年来，随着提高效能和降低本钱成本的涡轮机开发导致点火温度升高（因而运行油温升高）和使用通常储油器，燃气涡轮机油的运行环境严沉水平显著增长，通常将汽轮机轴承油与节造油混合。在某些情况下，该单一储油器还可为压缩气体（如氢气）提供密封剂，并在汽轮机处于盘车装置上时提供静液压提升油。这些恶劣的操作前提——出格是高循环性操作和极度高的温度——会导致清漆的产生。只管蒸汽轮机和其他液压利用的工作前提可能不那么恶劣，但清漆的形成依然是一个问题。

由清漆引起的涡轮机问题

轴承上的清漆

图1–轴承上的清漆（左）。由于清漆（顶部）导致阀门卡住。上漆铅笔过滤器（底部）。

在油被氧化和“自由基”演造成组成清漆的组合大局后，这些粘性沉积物粘附在油回路的金属表表上–管路、阀门、热互换器、过滤器、过滤器和其他敏感设备。反过来，这种成长的薄膜捉拿到粘性表表上的其他细颗粒，这些颗粒持续在颗粒周围堆积，形成一个磨蚀性、粉碎性的表表。钻研还批注，聚合油氧化产品的沉积物在垫片和机械密封件的劣化中起到肯定作用。涡轮机系统中清漆引起的其他潜在问题蕴含：

?活动机械部件（如伺服阀或方向阀）的阻塞和粘滞。

?由于清漆容易吸引污垢和固体颗粒传染物，部件磨损增长。

?由于清漆的隔热成效，热互换器中的传热损失、摩擦、热量和能量增长。

?光滑剂的自动催化劣化。

?梗塞幼油流孔和滤油器。

?过滤器效能降低和潜在的过滤器梗塞。

?轴颈轴承故障。

?由于算帐和抛弃油，增长了守护成本。

清漆的重要本原：热

无论油增长剂包装的氧化不变性和热不变性有多强，油中的清漆传染水平始终会超过抑造剂的能力。较高的工作温度或有害催化剂（如水和磨损金属）含量的增长会加快油的氧化，并严沉影响抗氧化剂增长剂包装的有效性和耐久性。

观察到，工作油温每升高10°C（18°F），油的氧化速度就会加倍（阿累尼乌斯速度规定）。然而，当油温维持在60°C（140°F）以下时，油的氧化以及清漆的形成并不像预期的那样缓慢。原因：除涡轮轴承内产生的热量表，油路内还存在其他导致高热的原因。油中热点的一个原因是“微型柴油点火”——当油通过液压回路中的高压泵时，夹带的气泡内爆——这会产生超过1000?C（超过1800?F）的部门油温，超过足以导致油分子氧化的温度。

热点的另一个原因是产生火花放电。发电行业向合成和玻璃过滤介质的转变产生了意想不到的副作用，这是由于更缜密的过滤器孔径组合在一路，以去除拥有极高过滤通量率（单元面积流速）的细沉积物，从而降低本钱成本。其了局是油系统内大量静电积累。

储油器内火花放电

图2–储油器内的火花放电。

这些自觉放电（持续纳秒）能够产生温度超过10000?C（超过18000?F）的火花，这比太阳表表还要热。这种由静电放电引起的高热现实上是“烹饪”油，产生油分子碎片，耗尽抗氧化增长剂。Sasaki博士进行的过滤器火花放电试验的视频能够在这里找到。

只管过滤器造作商在进行钻研，以减轻合成介质和玻璃介质的静电效应，但其他钻研批注，油路中金属对金属接触的处所也会产生显著的静电，从而导致火花放电。

即便是运行幼时数极度低的调峰机组的燃气轮机，也依然容易受到油氧化和清漆形成的影响。燃气轮机的经验批注，每周使用盘车装置滚动涡轮机两到四个幼时的做法可最大限度地削减转子弯曲，并始终维持光滑油循环，从而维持高靠得住性和可用性。但随着这些益处的出现，光滑油氧化和上光的副作用进一步加剧。

机油滤清器中的火花放电

Sasaki博士钻研了机油流经汽轮机油过滤中使用的各类常见过滤介质时产生的电压电位，其中最常见的是一种缜密孔玻璃复合介质。

图3所示为电气隔离测试组件，配置为查看接地和不接地时过滤器内是否产生电荷。

过滤器火花放电测试组件

图3–过滤器火花放电测试组件。

幼油箱右侧的软管向泵供油（如下图所示），而后泵将油输送至过滤器单元组件（入口由装置在过滤器入口三通上的流量变送器象征）。过滤单元的出口通过软管返回油箱，关关油流回路。从过滤单元左侧引出的导线衔接到间隙电极组件的一侧，而从玻璃烧杯中的另一个电极引出的地线则朝向组件的右侧。玻璃烧杯充斥ISO VG32油，伸出幼油箱的“棒”是用于监测油温的温度计。浸入油烧杯中的电极之间的间隙为1mm。整个组件装置在带有乙烯基软管的聚四氟乙烯底座上，以对系统进行电气隔离，因而能够在过滤单元的表壁处丈量过滤单元内产生的任何电荷。

实测油势

图4——测得的油势。

该尝试中两个最令人震惊的观察了局（图4）是，与电气隔离时相比，机油滤清器接地时产生的电压电位更大，并且这些高电压的产生以及由此产生的火花放电可能会极度迅速和频仍地产生。Sasaki博士始终发现电压电位超过10千伏，静电积累引起的电压电位大幼与通过过滤介质的通量直接有关。高磁通率产生极度高的电压，导致更壮大和更频仍的火花放电，而低磁通率产生较低的电压。

Sasaki博士在分析GE 9FA大型框架燃气轮机上的液压和光滑油过滤器时观察到，通过这两个回路的油流在两个关键工艺参数上显著分歧：

?通过光滑油过滤器的油流量（单元过滤器面积的流量）显著高于液压节造油过滤器。

?通过光滑油过滤器；の新种岢械挠土魇锹叫，而通过液压节造油过滤器的油流极度少（仅在调整节造装置时产生），导致液压管路中的油变冷。

这些分歧前提的沉要性在于，高通量光滑油过滤器通过频仍的火花放电产生氧化油副产品，形成清漆，液压过滤器系统提供冷却器，更安静的环境中，这些清漆分子能够结合，并成为关键液压节造装置的严沉传染问题。

钻研了局明显地批注，油中的火花放电的确会导致油氧化，并且这种氧化的水平受火花放电频率的影响。

佐佐木博士的钻研还涉及钻研在室温下经过数月功夫与光隔离后，受到分歧频率火花放电的油。他的钻研了局批注，即便直接导致氧化的前提（如热和油磨损）被解除，也有一个自动催化过程能够持续油的氧化（从而形成清漆）。（表1）

汽轮机油酸值

该试验工作的了局批注，油中的火花放电的确会导致油的氧化，这种氧化的水平受火花放电频率的影响，并且存在一个自动催化过程，即便在导致氧化的前提下，油仍会持续氧化（从而形成清漆）（例如热）被移除。

汽车催化油氧化过程

无论油氧化起头的原因若何（工作温度高或火花放电），一旦有足够的油分子分化成自由基，并存在铁和铜等金属离子，可能会起头一个持续降解油分子的自我维持反映。这种连锁反映的影响取决于抗氧化剂（AO）的水平增长剂已亏损。若是不进行查抄，此自动催化氧化过程将加快并最终超过AO增长剂。形成自动催化过程的反映挨次如下所示。

光滑油自动催化氧化工艺：

金属（铁和铜）催化链引发

溶化氧与油分子产生反映，产生自由基R和HOO

°RH+O2 R?+HOO?（1）

°2RH+O2 2R?+H2O2（2）

铁离子在#3中被氧化，在#4中被还原，形成净平衡

°Fe3++ROOH Fe2++ROO?+H+（3）

°Fe2++ROOH Fe3++RO?+HO-（4）

铜离子在#5中削减，在#6中氧化，形成净平衡

°Cu2++ROOH Cu++ROO?+H+（5）

°Cu++ROOH Cu2++RO?+HO-（6）

链传布和分支

自由基R?of#8反映进料#7反映

°R?+O2 ROO?（7）

°ROO?+RH ROOH+R?（8）

ROOH分化成两个部首

°ROOH RO?+HO?（9）

反映的两种产品#9与油分子反映天生新的自由基R?

与醇（ROH）和水一路进行上述第7步进料反映

°RO?+RH ROH+R?（10）

°HO?+RH H2O+R?（11）

以下是：

°醛和酮的形成 挥发物导致

°缩合反映 出产了高分子量的聚合物

°污泥和沉积物形成 形成不溶物和清漆

金属催化剂和水对油氧化的影响

表2显示了金属催化剂和水与油氧化之间的关系，通过总酸值（TAN）丈量。

请把稳，表1所示火花放电后并在受控环境中搁置数月的油样中不存在游离水或乳化水，也不存在显著水平的磨损金属（这是新油），但3000次火花放电/9个月样品的TAN值增长。若是将Sasaki博士所展示的机油滤清器和机油循环系统中的火花放电产生的有害影响与持续供给的磨损金属和水结合起来，光滑和液压系统中的机油氧化速度对于抗氧化剂增长剂来说可能是极度拥有挑战性的。

当前机油分析测试的无效性

大无数油分析试验（如旋转压力容器氧化试验，RPVOT）不能靠得住地批示油样的真实清漆形成潜力，并且通常无法检测到这种情况，除非油已经拥有足够高的清漆水平可检测，因而只能作为已形成清漆存在简直认。钻研批注，利用传统的油测试步骤作为清漆发病的早期预警要么无效，要么提供的信息有限。嘎凤叶变换红表（FTIR）等测试能够检测作为清漆形成前体的油氧化副产品，作为“存在”或“不存在”的发现，但不能量化前提，这将提供脆弱水平的表白式。比色法的不休发展似乎为早期检测清漆问题提供了一种相对廉价的步骤，并提供了一种跨功夫量化前提以绘造系统趋向图的步骤。该步骤（例如，Analysts，Inc.提供的定量分光光度分析或QSA测试）提供了一个评级数字，可与相对标度进行比力，以确定清漆问题的脆弱水平，并援试炖估追求削减清漆的设备和步骤。

预防、解决和旋转静电上漆问题

传统的油洗濯步骤蕴含过滤器、离心理、真空脱水机和机械介质过滤。这些步骤可有效去除水和硬传染物，以及一些较大的软传染物。但去除清漆和导致清漆形成的油氧化副产品必要去除不溶性亚微米级软氧化产品。经证明，实现这一点的最佳步骤是陆续静电油洗濯，它能够解决传统步骤无法解决的传染问题。

静电网络过程

图5–静电网络过程。

在油上运行静电油洗濯系统可降低氧化油副产品的浓度，进而溶化油路表表上形成的清漆，由于油试图沉新成立形成的清漆与其前体之间的平衡关系，氧化油副产品随着静电油调节剂持续去除氧化油副产品，流体系统维吃旖衡的天然反映持续溶化形成的清漆，直到其不再存在。

静电油调节剂去除天然带电传染物（如亚微米级氧化油副产品）的机理如图5所示。已形成的清漆（柔软、粘稠的传染物）性质上是极性的（例如，零净电荷，但在粒子内有电荷散布，产生正负极），但依然通过称为di电泳的过程被系统去除。www.Kleentek.com上的“若何工作”部门提供了该过程的更具体注明。

图6显示了45天陆续静电洗濯前后的上漆伺服阀。