油品含水率傳感器告訴你水分對(duì)齒輪箱的危害
來(lái)源：本站 作者：admin 時(shí)間：2021-08-18 03:22:06 點(diǎn)擊：977
油品含水率傳感器告訴你水分對(duì)齒輪箱的危害
潤(rùn)滑油中的水分是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個(gè)主要因素。SKF科研人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪油中的水分含量達(dá)到1000ppm時(shí)，軸承的壽命會(huì)降低70%。另外，據(jù)美國(guó)再生能源實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的失效始于軸承，一旦軸承開(kāi)始失效，其他的齒輪等部件也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。所以為了使風(fēng)電齒輪箱的使用壽命達(dá)到20年，必須嚴(yán)格控制風(fēng)電齒輪油中的水分。美國(guó)齒輪箱制造協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電齒輪油中的水分要求在500ppm以下，但據(jù)最新研究表明，為了提高軸承的壽命，應(yīng)將水分控制在150ppm以下，這樣軸承壽命會(huì)提高到原來(lái)的2到3倍。
潤(rùn)滑油中的水分是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個(gè)主要因素。SKF科研人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪油中的水分含量達(dá)到1000ppm時(shí)，軸承的壽命會(huì)降低70%。另外，據(jù)美國(guó)再生能源實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的失效始于軸承，一旦軸承開(kāi)始失效，其他的齒輪等部件也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。所以為了使風(fēng)電齒輪箱的使用壽命達(dá)到20年，必須嚴(yán)格控制風(fēng)電齒輪油中的水分。美國(guó)齒輪箱制造協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電齒輪油中的水分要求在500ppm以下，但據(jù)最新研究表明，為了提高軸承的壽命，應(yīng)將水分控制在150ppm以下，這樣軸承壽命會(huì)提高到原來(lái)的2到3倍。
眾所周知，新加注的風(fēng)機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油中是沒(méi)有水分的。那么水分從何而來(lái)，又是以什么形式存在的呢?當(dāng)風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，齒輪箱的工作溫度將高達(dá)95攝氏度，但當(dāng)停機(jī)時(shí)，齒輪箱將逐漸冷卻時(shí)產(chǎn)生“呼吸”效應(yīng)，導(dǎo)致并從空氣中吸收水分或濕氣。而風(fēng)電齒輪油中的水分有三種存在形式：(1)溶解水(2)乳化水(3)游離水。
通常我們發(fā)現(xiàn)油品狀態(tài)透亮，不渾濁時(shí)，水分都是以溶解水的狀態(tài)存在。當(dāng)溶解水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，油品會(huì)出現(xiàn)渾濁，有時(shí)甚至呈現(xiàn)乳化狀態(tài)，這時(shí)的水分稱為乳化水。當(dāng)呈現(xiàn)乳化狀態(tài)的油中的水分繼續(xù)增加時(shí)，油和水會(huì)分層，這時(shí)的水分稱為游離水。
而齒輪箱中的水分是會(huì)隨季節(jié)變化的。由于風(fēng)電機(jī)組都安裝在露天的環(huán)境下，因此油中的水分含量受陰雨天氣的影響特別大，通常在梅雨季節(jié)時(shí)，潤(rùn)滑油中的水分含量會(huì)明顯增加，等到干旱季節(jié)時(shí)，風(fēng)電齒輪油中的水分又會(huì)明顯降低。所以說(shuō)在雨季更應(yīng)該重視水分的監(jiān)測(cè)。
風(fēng)電齒輪油中水分的危害有很多，主要有以下六個(gè)方面(1)加快了抗氧劑的失效，進(jìn)而加快了油品的氧化反應(yīng)，增大潤(rùn)滑油酸值。同時(shí)，生成的膠狀聚合物會(huì)堵塞過(guò)濾設(shè)備，形成油泥等。(2)由于水的低粘度和不可壓縮性會(huì)降低潤(rùn)滑油的承載能力，從而導(dǎo)致在高載荷下，高壓使水分變成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽使得油離開(kāi)摩擦表面，從而導(dǎo)致摩擦表面磨損。(3)加快油品的水解，尤其對(duì)于酯類潤(rùn)滑油，會(huì)導(dǎo)致生成相應(yīng)的醇和酸，增加潤(rùn)滑油的酸值。(4)使?jié)櫥椭械奶砑觿┦?，從而?dǎo)致潤(rùn)滑油功能衰退，增加了摩擦磨損。(5)與某些添加劑反應(yīng)生成凝膠，這些凝膠成團(tuán)形成油泥來(lái)堵塞過(guò)濾設(shè)備。(6)使表面張力減小，從而使得空氣更容易進(jìn)入油中，增加了潤(rùn)滑油中的泡沫。
那么如何檢測(cè)油中的水分呢?離線式測(cè)量方法有三種：(1)蒸餾法(2)傅里葉光譜法(3)卡爾費(fèi)休法。蒸餾法的測(cè)試精度比較低，最低的測(cè)定值為300ppm，而且需要的油樣比較多，不適合風(fēng)電機(jī)組潤(rùn)滑油中水分的測(cè)試。傅里葉光譜法測(cè)試速度快，但是由于傅里葉測(cè)試比較敏感，影響結(jié)果的因素很多，所以結(jié)果準(zhǔn)確度不高，也不適合風(fēng)機(jī)中水分精確的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室中廣泛采用的一種測(cè)試方法是卡爾費(fèi)休法，它能測(cè)試準(zhǔn)確到10ppm左右，適合風(fēng)電齒輪油中的水分的測(cè)定。奧吉娜檢測(cè)中心的水分測(cè)定儀為梅特勒-托利多全自動(dòng)卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀，它使用方便準(zhǔn)確度高，能夠滿足風(fēng)電潤(rùn)滑油水分測(cè)定的要求。
從潤(rùn)滑油配方設(shè)計(jì)出發(fā)控制水分的危害可以作以下三方面的工作：
第一、從基礎(chǔ)油的選擇入手，目前風(fēng)電齒輪油使用合成類基礎(chǔ)油，主要有PAO(聚α-烯烴)型、PAG(聚醚)型和P0E(聚酯)型。其中PAG和POE型的基礎(chǔ)油容易吸收空氣中的水分，并且與水反應(yīng)發(fā)生水解，導(dǎo)致潤(rùn)滑油質(zhì)量下降。所以PAO為基礎(chǔ)油的風(fēng)電齒輪油是目前被廣泛認(rèn)可的類型。
第二、 在風(fēng)電齒輪油的配方設(shè)計(jì)中，特別在其中加入了抗乳化添加劑，這些添加劑的作用是，一旦水分進(jìn)入齒輪箱后，能夠使得油與水的盡快分離，確保齒輪箱軸承和齒輪的正常潤(rùn)滑。
第三、 同時(shí)考慮潤(rùn)滑油的抗水解能力，杜絕因水分進(jìn)入后添加劑水解失效，從而導(dǎo)致摩擦副的摩擦磨損。
綜上所述，水分是影響齒輪箱壽命的關(guān)鍵因素之一，希望可以通過(guò)本文引起廣大風(fēng)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)于齒輪箱潤(rùn)滑油水分指標(biāo)的高度重視，加強(qiáng)對(duì)水分的日常監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制水分含量，確保風(fēng)機(jī)的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
延伸閱讀
工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的日益普及以及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)是推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素
據(jù)MarketsandMarkets Research報(bào)告，工業(yè)傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的182億美元增長(zhǎng)到2025年的290億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為9.8％。工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的日益普及以及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)是推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。
與此同時(shí)，COVID-19大流行的爆發(fā)對(duì)制造業(yè)，石油和天然氣等許多行業(yè)的增長(zhǎng)產(chǎn)生了不利影響。
石油和天然氣是工業(yè)傳感器市場(chǎng)的主要最終用途行業(yè)。由于采用了COVID-19，整個(gè)石油和天然氣價(jià)值鏈中的許多進(jìn)行中或新項(xiàng)目可能在項(xiàng)目執(zhí)行，計(jì)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理方面面臨許多挑戰(zhàn)。由于大流行，包括液化天然氣，石化以及石油存儲(chǔ)和煉油廠在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域的2000多個(gè)EPC油氣項(xiàng)目不得不暫?；蛲七t。能源研究公司Rystad Energy預(yù)測(cè)，油價(jià)下跌25％可能會(huì)導(dǎo)致全球油氣投資減少300億美元。
汽車和運(yùn)輸業(yè)也是工業(yè)傳感器市場(chǎng)的主要最終用途行業(yè)。由于COVID-19大流行，包括美國(guó)，中國(guó)，日本和韓國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家已經(jīng)停止生產(chǎn)汽車。
除了石油和天然氣和汽車以外，由于大流行，世界上許多其他行業(yè)，包括發(fā)電和采礦業(yè)，都已暫停了幾乎所有國(guó)家的生產(chǎn)活動(dòng)。預(yù)計(jì)這將降低對(duì)工業(yè)傳感器的需求，并在預(yù)測(cè)期內(nèi)顯著影響市場(chǎng)增長(zhǎng)。
解讀工業(yè)傳感器的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)
驅(qū)動(dòng)因素：工業(yè)4.0和IIoT的日益普及
工業(yè)4.0革命已經(jīng)開(kāi)始，在當(dāng)前行業(yè)中使用新的破壞性技術(shù)的好處越來(lái)越明顯。AT＆T和Google等技術(shù)巨頭也紛紛涉足工業(yè)4.0解決方案。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)子類別，用于工業(yè)目的，例如制造和供應(yīng)鏈的監(jiān)視與管理。IIoT的使用不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)將推動(dòng)包括汽車和醫(yī)療保健在內(nèi)的大多數(shù)行業(yè)對(duì)傳感器的需求。傳感器技術(shù)與計(jì)算能力相結(jié)合，為客戶提供了更高生產(chǎn)率的解決方案。
制約因素：價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)
許多工業(yè)傳感器都是為制造商或系統(tǒng)供應(yīng)商定制的。它還不是商品。取決于應(yīng)用，傳感器的規(guī)格變化，這增加了傳感器的成本，并且由于缺乏大量生產(chǎn)，傳感器制造商不能降低成本。但是，OEM希望傳感器制造商以較低的成本提供最佳技術(shù)。這就增加了傳感器制造商的定價(jià)壓力，因?yàn)樗鼈儾坏貌唤档屠麧?rùn)。
機(jī)會(huì)：在多個(gè)制造業(yè)中使用智能傳感器
考慮到智能傳感器在工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化中的使用，由于其能夠監(jiān)測(cè)和處理振動(dòng)和噪聲信號(hào)的能力，這些傳感器在石油化工，半導(dǎo)體，食品加工和運(yùn)輸?shù)绕渌袠I(yè)中的需求也在增長(zhǎng)。智能傳感器具有收集，傳輸和處理信息的能力。因此，它們能夠檢測(cè)機(jī)器的運(yùn)行狀況并預(yù)測(cè)其故障的可能性，從而幫助制造行業(yè)減少維護(hù)成本，并通過(guò)最大程度地減少停機(jī)時(shí)間來(lái)節(jié)省更多成本。
挑戰(zhàn)：不愿在舊工業(yè)中采用傳感器技術(shù)
如今，大多數(shù)行業(yè)仍在使用未配備傳感器的十年歷史的機(jī)器上運(yùn)行。這是由于無(wú)法提供即時(shí)解決方案以及每個(gè)行業(yè)在其要求方面的差異。此外，還需要一個(gè)敏銳的知識(shí)來(lái)理解每臺(tái)機(jī)器的功能和要跟蹤的指標(biāo)。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定正確的傳感器及其合適的安裝位置；以及收集，過(guò)濾和解密收集到的數(shù)據(jù)的計(jì)劃。工業(yè)界認(rèn)為，此過(guò)程很復(fù)雜，而且成本很高。他們認(rèn)為傳感器會(huì)使設(shè)備更加復(fù)雜。
液位傳感器市場(chǎng)在2019年占據(jù)最大份額
2019年，液位傳感器市場(chǎng)占據(jù)最大的市場(chǎng)。液位傳感器用于檢測(cè)和測(cè)量液體，散裝固體和其他流體的液位。液位測(cè)量可以是連續(xù)的，也可以是點(diǎn)值的形式。由于各種因素，例如對(duì)精度，外觀，響應(yīng)率的需求，因此需要使用液位傳感器。易于校準(zhǔn)儀器；儀器的尺寸；監(jiān)視和/或控制連續(xù)或點(diǎn)級(jí)別。
接觸式市場(chǎng)在2019年占據(jù)最大份額
預(yù)計(jì)到2019年，接觸型傳感器市場(chǎng)將在整個(gè)工業(yè)傳感器市場(chǎng)中占據(jù)更大的份額。接觸液位傳感器涉及設(shè)備（包括接觸型工業(yè)傳感器）與介質(zhì)之間的物理接觸。接觸式液位傳感器中使用的技術(shù)是磁阻，振動(dòng)探頭，靜液壓，磁浮和機(jī)械浮選，氣動(dòng)，旋轉(zhuǎn)槳葉，電阻鏈以及重鏈。接觸式傳感器中最常見(jiàn)的一些類型是溫度傳感器，壓力傳感器，力傳感器，流量傳感器等。
亞太市場(chǎng)占有最大份額
就價(jià)值而言，亞太地區(qū)在2019年主導(dǎo)了工業(yè)傳感器市場(chǎng)，按區(qū)域劃分占整個(gè)工業(yè)傳感器市場(chǎng)的最大份額。由于中國(guó)是世界主要工業(yè)區(qū)之一，預(yù)計(jì)到2025年，亞太地區(qū)的市場(chǎng)份額將創(chuàng)歷史新高。亞太地區(qū)市場(chǎng)的主要國(guó)家是中國(guó)和日本。未來(lái)幾年，亞太地區(qū)將有大量的機(jī)會(huì)從工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)收。
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