Ein Ölfeuchtemessgerät ist ein Instrument zur Bestimmung der Wassermenge in Industrieölen: Transformator-, Schmier-, Turbinen-, Getriebe- und anderen Ölen. In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Themen im Zusammenhang mit der Ölnässe besprechen:
- wie Wasser in Öl gelangt;
- in welchen Formen Wasser im Öl enthalten sein kann;
- Warum ist das Vorhandensein von Wasser im Öl gefährlich?
- Welche Methoden können verwendet werden, um die Wassermenge im Öl genau zu bestimmen?
- TOR-1 Ölfeuchtemessgerät.
Wege zum Eindringen von Wasser in Industrieöle
Die Art und Weise, wie Wasser in Öl eindringt, kann praktischerweise in zwei Arten eingeteilt werden. Der erste Typ ist betriebsbereit, wenn sich Wasser während des Betriebs von ölgefüllten Geräten bildet oder während des Betriebs aufgrund von Dichtungslecks in das Gerät eindringt. Dies ist vor allem mit hohen Belastungen und extremen Temperaturen verbunden, die zum Auftreten wasserbildender chemischer Reaktionen führen. Beispielsweise entsteht in Transformatoren Wasser durch Alterung und Oxidation der Zellulose. Und in Turbineneinheiten – aufgrund der Kondensation von Dampf, der bei hohen Temperaturen zu entstehen beginnt.
Der zweite Typ sind nicht betriebliche Faktoren. Während des Transports oder der Lagerung in Behältern in einem Lagerhaus kann Wasser aus der Luft in das Öl gelangen. Daher, ein Ölfeuchtemesser sollte auch vor dem Befüllen des Geräts mit Öl verwendet werden.
Formen, in denen Wasser im Öl enthalten sein kann
Wasser kann in Ölen in drei verschiedenen Formen enthalten sein:
- gelöstes Wasser;
- emulgiertes Wasser;
- kostenloses Wasser.
Gelöstes Wasser ist das Wasser, das mit aktiven Substanzen verbunden ist, die während des Ölalterungsprozesses entstehen, sowie das Wasser, das durch im Öl suspendierte mechanische Verunreinigungen adsorbiert wird. Emulgiertes Wasser sind in Öl suspendierte Wasserkügelchen. Die Größe der Kügelchen wird durch den „Taupunkt“ und die tatsächliche Temperatur des emulgierten Wasser-Öls bestimmt. Durch direktes Eindringen in den Tank entsteht im Öl freies Wasser.
In neuen Transformatorenölen mit einem geringen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen ist nahezu die gesamte Feuchtigkeit in gelöster Form enthalten. Gelöstes Wasser bildet in Ölen eine Lösung und beeinflusst die Veränderung der Isoliereigenschaften praktisch nicht; mit anderen Worten: Die Durchschlagsfestigkeit des flüssigen Dielektrikums wird dadurch nicht verringert. Wenn jedoch die Temperatur sinkt, entsteht Wasser in Form von Kondensat, das in Emulsionswasser umgewandelt wird, was den dielektrischen Verlust des Öls erhöht. In gealterten Transformatorenölen ist der Großteil der Feuchtigkeit in gebundener Form enthalten.
Ein Ölfeuchtemessgerät soll die vollständigsten und genauesten Informationen liefern, unabhängig von der Form, in der Wasser im Öl enthalten ist. Die zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Öl verwendeten Einheiten sind Gramm pro Tonne (ppm) oder Gewichtsprozent.
Gefahren von Wasser für Öl
Wasser ist eine gefährliche Verunreinigung für jedes Industrieöl. Wenn Wasser in das Transformatorenöl gelangt, verschlechtert es dessen Isoliereigenschaften, was zu einem dielektrischen Durchschlag führt. Die größte Gefahr für den Transformator besteht bei Temperaturschwankungen. In diesem Fall verschlechtert jegliche gelöste Feuchtigkeit die dielektrischen Eigenschaften der Isolierung und führt zu deren Degradation.
Darüber hinaus trägt Wasser zur Oxidation von Industrieölen bei, verändert deren Viskosität und verursacht Schaumbildung. Die Stärke des Ölfilms nimmt ab, was den Verschleiß der Reibteile beschleunigt.
Die Verwendung von wassergeschnittenem Motoröl ist aufgrund verstärkter Rost- und Korrosionsprozesse gefährlich. Es macht Stahl spröde und erhöht das Risiko einer Beschädigung von Teilen eines Verbrennungsmotors.
Wenn das Öl außerdem Zusätze enthält, kann der erhöhte Wassergehalt zum Auswaschen des Öls führen und die Ölleistung verschlechtern.
Darüber hinaus ist Wasser eine heimtückische Verunreinigung, da es nicht nur die Eigenschaften von Öl negativ beeinflussen, sondern auch den negativen Einfluss anderer Faktoren verstärken kann.
Maximaler Feuchtigkeitsgehalt von Ölen
Als Dielektrikum werden Öle unterschiedlicher Herkunft, also Mineralöle, Silikonöle und Ester, verwendet. Die Technologie zur Gewinnung dieser Öle unterscheidet sich ebenso wie ihre Eigenschaften, einschließlich der Tendenz, Wasser aufzulösen.
Kohlenwasserstoffmoleküle sind hydrophob; Daher weisen Mineralöle eine geringe Wasserlöslichkeit von 30–60 ppm (g/t) auf. Silikonöle und -ester haben eine höhere Sättigungsgrenze, die bei 150–300 ppm bzw. 300–2.600 ppm liegt.
Der Wassergehalt des Öls, das in film- oder stickstoffgeschützte Transformatoren, versiegelte Durchführungen und versiegelte Messtransformatoren eingefüllt wird, darf 10 ppm (10 g/t) nicht überschreiten. Leistungstransformatoren ohne Folienschutz und nicht abgedichtete Durchführungen müssen mit Transformatoröl gefüllt sein, dessen Wassergehalt nicht mehr als 25 ppm beträgt. Das Öl mit einem Wassergehalt von nicht mehr als 10 ppm gilt als trocken, bei Lieferung kann der Feuchtigkeitsgehalt des Öls jedoch 35 ppm erreichen, was den Einsatz von Trocknungsprozessen (thermisches Vakuum oder Trocknung auf Zeolithbasis) erfordert. Die Entscheidung, eine Trocknung durchzuführen, wird jedoch erst dann getroffen, wenn Der Ölfeuchtemesser hat gezeigt, dass der Parameter den zulässigen Wert überschreitet.
Methoden zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Öl
Die verwendeten Methoden für Feuchtigkeitstest für Transformatoröl werden in drei Gruppen eingeteilt:
- Methoden basierend auf Wassergewinnung und Messungen mittels chemischer Reaktionen. Zu dieser Gruppe gehören die coulometrische Karl-Fischer-Titration und die Calciumhydrid-Methode. Bei der Hydrocalcium-Methode wird das Volumen der Gase gemessen, die durch die Wechselwirkung von Calciumhydrid (CaH2) und dem im Öl enthaltenen Wasser entstehen. Die Karl-Fischer-Methode beinhaltet die Bestimmung von Wasser durch automatische coulometrische Titration. Der Kern der mengenmäßigen Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Öl besteht in der automatischen Messung der Strommenge, die für die Wasserelektrolyse im chemischen Karl-Fischer-Wirkstoff verbraucht wird;
- Methoden, die auf physikalischer Extraktion bis zum Gleichgewichtsniveau und auf Messungen unter Verwendung eines Gaschromatographen und photoakustischer Emission basieren;
- das kapazitive Sensorverfahren, mit dem indirekte Messungen der relativen Ölsättigung durchgeführt werden, wenn sich die Leitfähigkeit empfindlicher Filme ändert. Obwohl Methoden zur Ölanalyse im Labor genau sind, dauern sie lange, sind schwierig durchzuführen und erfordern erhöhte Sicherheitsmaßnahmen. Instrumente für Arbeiten in der Nähe von Transformatoren sind sperrig und teilweise veraltet. Ohne zeitnahe und genaue Informationen über den Zustand des Isolieröls kann die Zuverlässigkeit von Hochspannungsgeräten nicht gewährleistet werden. Dafür sind kompakte, präzise, schnelle, zuverlässige und einfach zu bedienende Instrumente erforderlich.
Wie man Transformatorenölproben richtig entnimmt
Für eine informative und korrekte Feuchtigkeitsgehaltstest von Transformatoröl. Es ist wichtig, über gute Instrumente zu verfügen und die Proben korrekt zu entnehmen. Wenn eine Probe von schlechter Qualität ist und bei der Probenahme Feuchtigkeit in das Öl gelangt, führt dies zu falschen Ergebnissen und in der Folge zu falschen Entscheidungen bei der Anpassung des Transformatorwartungsprogramms.
Für die Probenahme ist es besser, einen qualifizierten Fachmann zu beauftragen, der bei gutem Wetter (kein Niederschlag, starker Wind usw.) arbeiten muss. Die Probenentnahme erfolgt ausschließlich in trockenen und sauberen Glasgefäßen und jedes Gefäß muss zu mindestens 95 % seines Fassungsvermögens gefüllt sein. Unmittelbar nach dem Befüllen wird das Gefäß mit einem Stopfen fest verschlossen. Anschließend werden die Proben an einem dunklen Ort aufbewahrt ein Transformatoröl-Feuchtigkeitstest durchgeführt wird.
TOR-1 Feuchtigkeitstester von GlobeCore
GlobeCore Unternehmen hat sich entwickelt TOR-1-Instrument. Es dient zur Bestimmung des Massenanteils der Feuchtigkeit in Isolierölen, auch in kleinen Mengen. Neben dem absoluten Feuchtigkeitsgehalt in ppm misst das Gerät auch die Öltemperatur. Die Genauigkeit und Stabilität der Messungen wird durch den Einsatz eines kapazitiven Sensors erreicht, der unempfindlich gegenüber Verunreinigungen ist, die im Isolieröl enthalten sein können.
Das Instrument misst Wasseraktivität und Temperatur. Anhand dieser Mengen berechnet der TOR-1-Tester den Feuchtigkeitsgehalt (ppm) von mineralischem Transformatorenöl. Der Feuchtigkeitsgehalt nichtmineralischer Transformator- und Schmieröle kann erst berechnet werden, nachdem die spezifischen Parameter dieser Öle in das Gerät geladen wurden.
TOR-1 Ölfeuchtemessgerät ist aufgrund seiner Kompaktheit leicht zu tragen und zu transportieren: Seine Höhe beträgt nicht mehr als 38 Zentimeter und seine Länge und Breite betragen nicht mehr als 18 Zentimeter.
Das Instrumentendesign ist einfach und seine Bedienung erfordert kein hochqualifiziertes Servicepersonal. Beim Drücken der Taste zum Starten der Messungen werden die Werte für Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur angezeigt. Ein genaueres Ergebnis liegt in zehn Minuten vor. Danach können Sie mit der Prüfung der nächsten Ölprobe beginnen.
Die Geräteschutzart ermöglicht die Prüfung des Isolieröls in der Nähe von Transformatoren bei jedem Wetter und der Sensor arbeitet bei Umgebungstemperaturen von -40 bis +60 Grad Celsius. Die Betriebssicherheit wird durch die Verwendung vandalismussicherer Metallknöpfe, einen Metallschutz des Sensorelements, eine stabilisierte Stromversorgung und einen integrierten Schutz elektrischer Geräte erreicht.
Somit spart das TOR-1-Instrument Zeit und reduziert die Arbeitsintensität von Messungen unter allen Betriebsbedingungen. Es kann sowohl unabhängig als auch als Teil mobiler Labore für die Online-Ölanalyse vor Ort eingesetzt werden.
Mit genauen und sofortigen Informationen über den Feuchtigkeitsgehalt des Öls im Transformator ist es möglich, das Gerätewartungsprogramm rechtzeitig anzupassen und schwerwiegende Folgen zu verhindern: Unfälle und kostspielige Reparaturen.
So trocknen Sie Industrieöle
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wasser aus Industrieölen zu entfernen: Zentrifugation, thermische Vakuumtrocknung und Durchlaufen einer Zeolithschicht. Obwohl sich die Zentrifugation als Trocknungsmethode durch ihre Einfachheit auszeichnet, ist sie mittlerweile veraltet und überholt. Eine modernere Methode ist die thermische Vakuumtrocknung, bei der das Öl zunächst erhitzt wird, anschließend Wasser- und Gasdämpfe aus seiner Oberfläche austreten und mittels Vakuum entfernt werden. Die Zeolithtrocknung zeichnet sich durch ihre hohe Effizienz und einfache Instrumentierung aus. Zeolith-Sorptionsmittel haben eine hohe Fähigkeit, Wasser zu absorbieren und es in seinen Körnchen zu halten. Nach der Sättigung müssen die Sorptionseigenschaften reaktiviert werden, wonach Zeolith zur Öltrocknung wiederverwendet werden kann.