Cân nhắc việc phân tích dầu tại chỗ các phòng thí nghiệm phân tích dầu tại chỗ ngày càng trở nên phổ biến hơn khi các chuyên gia về độ tin cậy nhận ra những lợi ích nâng cao lợi nhuận mà một phòng thí nghiệm được thiết kế và quản lý tốt có thể gặt hái được.
Hình 1. Máy tạo bản vá di động (Courtesy Millapore)
Kiểm tra
bản vá Một thử nghiệm cần thiết cho bất kỳ phòng thí nghiệm tại chỗ nào là thử nghiệm vá, được sử dụng để định lượng và định tính các chất gây ô nhiễm bên trong hoặc bên ngoài. Thử nghiệm vá đánh giá nhiều quá trình mài mòn khác nhau cũng như các loại chất gây ô nhiễm khác nhau.
Các nhà sản xuất miếng dán có thể là đơn vị di động hoặc gắn trên máy tính để bàn. Một thiết bị để bàn, bao gồm một máy bơm chân không và dụng cụ thủy tinh thích hợp, được mong muốn để có tốc độ thông lượng mẫu cao hơn. Một nhà sản xuất bản vá di động được hiển thị trong Hình 1.
Một công cụ thiết yếu trong quá trình phân tích bản vá là kính hiển vi. Nếu cần phân tích hạt nâng cao, việc sử dụng kính hiển vi phức hợp là cần thiết. Bởi vì đây là những phân tích đắt tiền, nên việc phân tích hạt tiên tiến thường được giao cho một phòng thí nghiệm thương mại chuyên về phân tích ferrography hoặc kính hiển vi vá tiên tiến.
Các tính năng cơ bản của một kính hiển vi phòng thí nghiệm tại chỗ điển hình bao gồm:
- Khả năng phóng đại lên đến ít nhất 200x, mặc dù 500x là tốt hơn
- Khả năng lưu trữ hình ảnh điện tử
Ngày nay, nhiều kính hiển vi có thể kết nối với máy ảnh, hoặc thậm chí có thể chứa một máy ảnh tích hợp. Phương tiện chụp ảnh kỹ thuật số nên được coi là một công cụ tạo xu hướng thiết yếu.
Hình 2. Kiểm tra vết nứt (Courtesy Noria)
Độ
nhớt Cần xem xét hai loại máy đo độ nhớt. Đầu tiên là bộ so sánh độ nhớt. Máy so sánh độ nhớt đánh giá các đặc tính dòng chảy của dầu chuẩn đã biết dựa trên các đặc tính dòng chảy của dầu thử nghiệm. Chúng có tỷ lệ chính xác cao (khoảng 95 phần trăm) so với các máy đo độ nhớt chất lượng trong phòng thí nghiệm, nhưng có thể bị ảnh hưởng tiêu cực bởi dầu bị phân hủy và các loại dầu được tạo thành từ các chỉ số độ nhớt khác nhau từ dầu tham chiếu. Các thiết bị này phải luôn được sử dụng ở cùng một nhiệt độ cho các mục đích thịnh hành, do đó mong muốn có một môi trường được kiểm soát khí hậu cho phòng thí nghiệm. Điều quan trọng là sử dụng các thiết bị này làm tuyến phòng thủ đầu tiên và nếu ghi nhận hoặc nghi ngờ có sự không nhất quán, thiết bị so sánh phải được sao lưu bằng số đọc độ nhớt thích hợp.
Loại nhớt kế thứ hai sử dụng nhớt kế để xác định độ nhớt. Máy đo độ nhớt đắt hơn máy so sánh, nhưng cũng chính xác hơn. Hãy coi máy đo độ nhớt là một phần của kế hoạch mở rộng trong tương lai hoặc nếu có sẵn ngân sách dư dả. Có rất nhiều nhà sản xuất các sản phẩm này.
Tùy thuộc vào nguyên lý hoạt động, một số máy đo độ nhớt tại chỗ phải luôn được sử dụng ở cùng nhiệt độ để đảm bảo tính nhất quán cho xu hướng.
Hình 3. Kiểm tra vết đốm (Courtesy Noria)
Nước
Cần thực hiện hai xét nghiệm nước: phát hiện nước và định lượng nước.
Phát hiện nước
Tại phòng thí nghiệm tại chỗ, việc phát hiện nước sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng thử nghiệm nứt vỡ. Thử nghiệm này bao gồm việc đặt một vài giọt dầu lên bếp điện, nhiệt độ này được duy trì giữa các điểm sôi của nước và dầu, ở khoảng 320 ° F (160 ° C). Nếu có nước trong dầu, nó sẽ tự lộ ra với các bọt trong giọt dầu. Thử nghiệm tiếng nổ có giới hạn phát hiện thấp hơn từ 500 đến 1.000 ppm, tùy thuộc vào gói phụ gia và trạng thái phân hủy của dầu (Hình 2).
Nếu yêu cầu giới hạn nước thấp hơn 1.000 ppm, thử nghiệm crackinh không được cho là đủ chính xác cho mục đích này.
Định lượng nước
Khi đã phát hiện thấy sự hiện diện của nước, nó phải được định lượng. Điều này xác định liệu lượng nước hiện tại có thể xử lý được hay không, và nếu có, xác định quá trình loại bỏ nước chính xác.
Có lẽ phương pháp hiệu quả nhất về chi phí cho một phòng thí nghiệm tại chỗ để định lượng nước là sử dụng bộ thử nghiệm dựa trên canxi hydrua. Những bộ dụng cụ này đo áp suất của khí hydro được giải phóng khi canxi hyđrua phản ứng với nước.
Số axit / Số
bazơ Số axit (AN) hoặc số bazơ (BN) là các chỉ số thiết yếu về sức khỏe của dầu đối với dầu công nghiệp và dầu động cơ. Việc định lượng các thông số này là cần thiết để xác định tuổi thọ còn lại của chất bôi trơn.
Bộ dụng cụ thử nghiệm có sẵn để thực hiện các phép xác định này và nên được coi là một tính năng thiết yếu trong phòng thí nghiệm tại chỗ. Các bài kiểm tra này mất khoảng năm phút để hoàn thành. Tất cả các thuốc thử đều được niêm phong, giúp giảm các yếu tố nguy hiểm.
Kiểm tra điểm
thấm Blotter Kiểm tra điểm thấm thường được phân loại là kiểm tra tại hiện trường thô và sẵn sàng, có thể được thực hiện trên danh thiếp. Tính đơn giản của nó không làm giảm tầm quan trọng của nó như một bài kiểm tra hữu ích trong phòng thí nghiệm tại chỗ, đặc biệt là những nơi có liên quan đến động cơ. Thử nghiệm này đã được thực hiện từ những năm 1950 2 , rất lâu trước khi tia hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) được đưa vào phân tích dầu đã qua sử dụng.
Quy trình cơ bản là nhỏ một vài giọt dầu lên mảnh giấy thấm và quan sát điều gì xảy ra.
Việc diễn giải đòi hỏi một ít kinh nghiệm, nhưng theo nguyên tắc chung, nếu cấu trúc quan trọng liên quan đến điểm kết quả, thì cần phải điều tra thêm. 2
Giảm nhũn Nhồi
máu thường không phải là một bài kiểm tra thường quy; tuy nhiên, nó dễ thực hiện và đáng đầu tư ($ 50) vào khả năng này, đặc biệt nếu một nhà máy có hệ thống tuần hoàn lớn. Ngoài việc đánh giá tính khử nhũ của dầu, nếu thử nghiệm này không thành công thì có nghĩa là các bộ phận khác của gói phụ gia cũng không thành công và cần phải điều tra thêm. Một biến thể của thử nghiệm này (không có nước) có thể được sử dụng để đánh giá xu hướng tạo bọt của dầu.
Bài kiểm tra yêu cầu hai thành phần: một ống đong chia độ và một máy xay sinh tố tại nhà. Lượng nước và dầu bằng nhau được trộn với nhau ở tốc độ cao, hỗn hợp được đổ vào ống đong chia độ và có thể quan sát thấy sự phân tách của dầu và nước trong một khoảng thời gian (Hình 4). Kết quả cần một chút kinh nghiệm để diễn giải, nhưng đó là một kỹ năng đáng để phát triển.
Voltammetry
Voltammetry là một kỹ thuật được sử dụng để đo các khía cạnh khác nhau của tình trạng dầu, chẳng hạn như AN hoặc BN và chất chống oxy hóa còn lại. Nó đo hàm lượng có thể oxy hóa điện của dầu và cung cấp ước tính về thời gian sử dụng hữu ích còn lại. Nó hoạt động bằng cách truyền một điện áp thay đổi qua hai điện cực và đo dòng điện (đo điện áp quét tuyến tính). Dòng điện đi qua giữa các điện cực là một hàm của hàm lượng phụ gia. 4
Voltammetry phù hợp với nhiều trường hợp khác nhau, tuy nhiên nó thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm tại chỗ để theo dõi các bể chứa có thể tích lớn hơn.
Hình 4. Kiểm tra độ rũ (Courtesy Noria)
Minilabs gắn trên băng
ghế dự bị Minilabs để bàn kết hợp nhiều thử nghiệm khác nhau thành một đơn vị duy nhất. Chúng thường là mô-đun, do đó, một đơn vị cơ bản có thể được mua và sau đó được mở rộng khi nhu cầu và ngân sách cho phép. Phù hợp với thông lượng mẫu cao, các minilabs thường được đi kèm với phần mềm để tích hợp các bài kiểm tra và xử lý báo cáo mẫu.
Hình 5. Minilabs trên băng ghế dự bị (Quản lý quy trình Emerson lịch sự và ENTEK)
Thiết lập phòng thí nghiệm
Cần cân nhắc hai lựa chọn khi thiết lập phòng thí nghiệm: cơ bản và nâng cao.
Thiết lập cơ bản
Những điều sau đây cần được coi là điều kiện tối thiểu cơ bản cho môi trường công nghiệp:
- Kiểm tra vết nứt
- Bộ kiểm tra bản vá, bao gồm một kính hiển vi đơn giản
- Máy so sánh độ nhớt
- Bộ dụng cụ kiểm tra AN / BN
- Bộ dụng cụ kiểm tra nước canxi-hydrua
- Kiểm tra vết bẩn (nếu động cơ đang được phân tích)
- Tính khử nhũ tương (đặc biệt áp dụng cho các hệ thống tuần hoàn và thủy lực)
Một phòng thí nghiệm tại chỗ sẽ có giá khoảng $ 3,000 (Bảng 1). Lưu ý rằng chi phí này chỉ dành cho thiết bị thử nghiệm và vẫn phải tính đến chi phí biến đổi cho mỗi mẫu.
Mở rộng
Đối với việc mở rộng sau này, hoặc ngân sách lớn hơn, cần xem xét những điều sau: (việc lựa chọn thiết bị phải phụ thuộc vào loại thiết bị mà mẫu đang được phân tích và mục tiêu của chương trình phân tích chất bôi trơn).
- Máy đếm hạt (quang học hoặc chặn lỗ rỗng, tùy thuộc vào nhu cầu), trong đó độ sạch của chất lỏng là quan trọng. Điều này nên được mua với một máy lắc sơn.
- Máy kiểm tra tỷ trọng sắt, đặc biệt nếu tỷ lệ mẫu hộp số cao được phân tích.
- Máy đo độ nhớt
- Máy kiểm tra Voltammetry
- Minilab để bàn, đặc biệt nếu cần kiểm tra nhiều mẫu và tích hợp phần mềm là rất quan trọng.
Bảng 2 trình bày một số tùy chọn để mở rộng khả năng của phòng thí nghiệm để thử nghiệm nâng cao hơn. Chi phí được chỉ ra ở mức thấp hơn của thang đo và có thể thay đổi.
Bảng 1. Bố trí vốn cơ bản để thiết lập phòng thí nghiệm tại chỗ
Tích hợp Phòng thí nghiệm tại chỗ và Phòng thí nghiệm thương mại
Không có chương trình phân tích dầu tại chỗ nào phát huy hết tiềm năng mà không sử dụng các dịch vụ của phòng thí nghiệm thương mại. Không hợp lý khi mong đợi một hoạt động tại chỗ với chi phí thấp sẽ tạo ra kết quả tương tự như một hoạt động được vốn hóa vài triệu đô la.
Dưới đây là một số lý do để tích hợp phân tích phòng thí nghiệm tại chỗ và phòng thí nghiệm thương mại:
- Tiến trình điểm chuẩn. So sánh kết quả từ phòng thí nghiệm tại chỗ và phòng thí nghiệm thương mại sẽ cho biết liệu phòng thí nghiệm có tạo ra những con số nhất quán hay không. Đừng mong đợi các con số giống nhau vì các thử nghiệm được thực hiện bằng các phương pháp và thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, các con số sẽ khác nhau với mức độ nhất quán hợp lý.
- Kiểm tra nâng cao hơn. Một số bài kiểm tra, như phân tích nguyên tố, sẽ chỉ được tìm thấy trong các phòng thí nghiệm tại chỗ tiên tiến nhất. Phân tích nguyên tố là một trong những phép thử đơn lẻ quan trọng nhất có thể được thực hiện trên một mẫu dầu. Phòng thí nghiệm thương mại cũng sẽ có khả năng thực hiện nhiều thử nghiệm không thường xuyên hơn, chẳng hạn như ferrography phân tích và RPVOT. Nó sử dụng nhân viên quen thuộc với các thử nghiệm bất thường hơn và có thể hỗ trợ trong việc lựa chọn các thử nghiệm thích hợp.
Bảng 2. Các tùy chọn kiểm tra nâng cao
Thường xuyên gửi các mẫu định kỳ cho các mục đích cơ sở, ngay cả khi chúng được mong đợi là bình thường. Không chỉ gửi các mẫu bất thường. Trọng tâm của chẩn đoán phân tích dầu là phân tích xu hướng, và không phải lúc nào cũng là con số tuyệt đối. Nếu không có đường cơ sở của hoạt động bình thường, việc cố gắng xác định điều bất thường sẽ trở nên khó khăn và kém chính xác hơn. Quyết định tỷ lệ phần trăm các mẫu thông thường sẽ được gửi đến phòng thí nghiệm và tuân theo nó.
Phòng thí nghiệm phân tích dầu tại chỗ là một bổ sung hữu ích cho kho vũ khí theo dõi tình trạng. Tuy nhiên, người dùng phải nhận thức được khả năng xảy ra hỏng hóc và các nguyên nhân gốc rễ có thể gây ra điều này – bao gồm lựa chọn thiết bị đo không chính xác, lựa chọn thử nghiệm không chính xác, quản lý luồng thông tin và nhân sự kém, đồng thời không chính xác hoặc không đồng hóa với phòng thí nghiệm thương mại. Hiểu được những cạm bẫy khi bắt tay vào một dự án như vậy là rất quan trọng để đảm bảo thành công của nó.
