Vid årets Ångturbindagar berättade Mikael Wassner från avdelningen Petroleumkemi vid Vattenfall Services Nordic AB om smörj-, hydraul- och transformatoroljor, deras sammansättning och möjligheter med oljeanalys.
Redan 1957 inrättade Vattenfall eget laboratorium för att kontrollera de oljeprodukter som köptes in, kunna analysera dessa och även egen använd olja samt förbättra de egna rutinerna. Egna kravspecifikationer utvecklades och gjorde att Vattenfall valde ut godkända produkter från godkända leverantörer; detta gällde både olje- och filterprodukter.
Vattenfall byggde upp resurser för att testa oljor, inte minst i batcher levererade av tillverkaren. Oljorna besiktas okulärt och analyser görs av bland annat viskositet, densitet, neutralisationstal och vattenavskiljningsförmåga.
Mikael Wassner gav en snabb exposé över hur olja tillverkas, där råoljan fraktioneras och raffineras. En av de tjockare (mer viskösa) fraktionerna används som basolja i smörj-, hydraul- och transformatoroljor. En basolja ska bland annat ha rätt viskositet, rätt kemisk aktivitet, vara oxidationsstabil, ha rätt löslighet och rätt ytaktivitet. Dåliga egenskaper kan leda till att oljan snabbt oxiderar.
Exempelvis en turbinolja innehåller 90–99 procent basolja. Resten är additiv som bland annat utgörs av antioxidanter och skumdämpare. Specifika recept används som ger varje oljeprodukt lämpliga egenskaper.
Numera klassificeras basoljor i allmänhet enligt indelningen från API – American Petroleum Institute – där mineraloljor tillhör grupp I–III och syntetiska oljor grupp IV¬–V. Grupp I (solvent refined) karaktäriseras av innehåll av svavel och hög halt av aromater. Grupp II (hydrotreated) har låga halter av aromater. Grupp II är mindre hälsofarliga och kanske främst tack vare oxidationsstabiliteten och miljöskäl har oljebranschen övergått från grupp I till grupp II. Sedan några år är grupp I-oljorna försvunna i produkter i vår del av världen.
– Oljeleverantörerna har inte informerat om denna övergång, berättade Mikael Wassner. Tyvärr försämrar bytet oljans egenskaper i flera avseende. För grupp I-oljor var det möjligt att följa neutralisationstalet och se trenden när oljan åldrades. Idag med grupp II-oljor är det svårare att följa hur de oxiderar tills det plötsligt uppstår problem med dem och då är det kanske för sent. I vissa av Vattenfall Vattenkrafts bärlager finns gamla grupp I-oljor kvar, kanske femtio år gamla och de håller än.
Övergången från grupp I till II kan också ligga bakom problemen med varnish – att oljan orsakar lackartade beläggningar inne i maskinerna. En teori är att aromaterna i grupp I-oljorna löste upp de oxidationsprodukter som bildades och därmed förhindrade varnish.
Valet av basolja vid tillverkning av oljeprodukter är således viktigt för egenskaperna. Efter analys av en använd och oxiderad olja går det att förlänga livet på den genom att tillsätta antioxidant. Idag är dock detta möjligt enbart för transformatorolja, med hjälp av en produkt och en doseringsformel från Nynäs.
Mikael Wassner nämnde också att basoljor går att tillverka av biologiska material och att i det närmaste vilka organiska föreningar som helst kan syntetiseras utifrån naturgas (metan) eller syngas (blandning av metan och kolmonoxid). Ett exempel är transformatoroljan Shell Diala S4 ZX-I som produceras vid en naturgaskälla i Qatar.
Flera alternativa analyspaket
Vattenfalls laboratorium – som ligger i Älvkarleby – har både Vattenfall och andra företag som kund. För lager-, hydraulik- och regleroljor rekommenderas Stora analyspaketet, vid revision och minst en gång/3 år. Dessemellan kan det lilla analyspaketet användas. Provtagningsflaskor skickas till kunderna.
– Tänk på att titta på provet ni tar och gör en ”egen okulärbesiktning”, påpekade Mikael Wassner. Om det inte verkar representativt för det som finns i maskinen, så ta fler och skicka in ett representativt.
Förutom de analyser som redan har nämnts ingår i Stora paketet vattenhalt, partikelräkning, nötningsmetaller, skumbildningstendens och FTIR spektra. Den sistnämnda mäter förändringar i additiv och esternedbrytning.
Sedan finns möjligheter att bestämma Ruler – Remaining Useful Life. Analysen mäter kvarvarande additiv och återstående livslängd uppskattas. Risken för varnish kan bedömas med MPC – Membrane Patch Colorimetry.
Således finns många möjligheter att ha kontroll på oljan. Svårigheten är att för vissa produkter/applikationer fungerar trendanalyser dåligt eftersom problem kan uppstå på mycket kort tid.
Av Kjell-Arne Larsson
Bilden:
Dagens maskinutrustning ställer större krav på oljorna. Maskinerna körs hårdare och med mindre volymer olja. Foto: Kjell-Arne Larsson
