Главная / О лаборатории / Инструкция по отбору проб масла
Почему так важен правильный отбор пробы масла?
Наша лаборатория при проведении анализа масла использует 150 мл пробы для получения информации о механизме, в котором могут содержаться десятки, сотни и тысячи литров масла. Поэтому отобранная проба масла должна быть представительной в буквальном смысле этого слова. Результат будет достигнут только в том случае, если каждый образец будет вносить корректный вклад в построение точной картины, на которой будут видны и тенденции изменения состояния техники и возникающие загрязнения и изменения свойств масел.
Общие принципы правильного отбора пробы масла
-
Обеспечение безопасности
Всегда соблюдайте правила безопасности. Помните, что масло может находиться под давлением и при высокой температуре. Очень часто точки отбора размещены рядом с потенциально опасным электрооборудованием. В любом случае, возьмите за правило получать полную информацию о всех возможных опасностях и рисках для здоровья по каждой точке отбора.
-
Обеспечение представительности пробы
Для каждой точки отбор пробы должен быть максимально унифицирован. Всегда отбирайте пробу одинаковым способом и в одно и то же время. Например, если предыдущая проба была отобрана после того, как машина проработала полчаса, то и для отбора последующих проб следует дать машине проработать полчаса. Мы рекомендуем отбор проб из работающей техники или в течение 10 минут после ее остановки. Нельзя отбирать пробу сразу же после добавления большого количества свежего масла. Всегда старайтесь отобрать максимально допустимое количество пробы. Заполняйте пробник на 80 %, чтобы в лаборатории эту пробу можно было перемешать. Помните, что лаборатория должна получить достаточное количество для выполнения всех запланированных анализов.
-
Обеспечение представительности пробы
Не следует отбирать масло из застойных зон — это приведет к ошибочному результату анализа. Отбор должен быть организован так, чтобы минимизировать внешние загрязнения. Пробник должен быть чистым, закрытым и неиспользованным. После заполнения пробник должен быть немедленно закрыт и подписан.
Чистота пробников для отбора проб масел
На практике (ISO 3722 – Fluid Sample Containers) применяют 3 градации внутренней чистоты контейнеров для отбора проб масел и других жидкостей:
- Чистый контейнер (Clean) — содержание частиц не превышает 100 частиц на 1 мл внутреннего объема контейнера.
- Суперчистый контейнер (Superclean) — содержание частиц не превышает 10 частиц на 1 мл внутреннего объема контейнера.
- Ультрачистый (Ultraclean) — содержание частиц не превышает 1 частицы на 1 мл внутреннего объема контейнера.
В расчет принимают количество частиц размером более 10 микрон. Размер частицы и их количество определяют по стандарту ISO 4406.
Контейнер для проб, входящий в одноразовый набор, имеет уровень «суперчистый контейнер» и может быть использован для отбора проб всех типов масел, как отработанных, так и свежих, включая масла самой высокой степени очистки. Наши контейнеры для проб всегда поставляются с закрытыми крышками и с защитной пленкой, исключающей попадание пыли на резьбу контейнера.
Использование суперчистых контейнеров для проб гарантирует получение корректных результатов и исключает ошибки анализа, вызванные посторонними частицами.
ГОСТ Р МЭК 60475-2013
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЖИДКОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ
Отбор проб
Insulating liquids. Sampling
ОКС 75.100
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 апреля 2013 г. N 60-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60475:2011* «Метод отбора проб изоляционных жидкостей» (IEC 60475:2011 «Method of sampling insulating liquids», IDT).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с
ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном
приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в
статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Общее предупреждение, защита здоровья, техника безопасности и охрана окружающей среды
Применение настоящего стандарта связано с использованием опасных материалов, операций и оборудования. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил техники безопасности и охраны здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его применением.
При работе с изоляционными маслами по настоящему стандарту необходимо соблюдать правила личной гигиены. Попадание масел в глаза может вызвать раздражение. В этом случае необходимо обильно промыть глаза чистой проточной водой и обратиться к врачу.
Окружающая среда
Настоящий стандарт распространяется на масла нефтяного и другого происхождения, химические вещества и использованные контейнеры для проб.
Следует отметить, что некоторые нефтяные масла, находящиеся в эксплуатации, могут быть в той или иной степени загрязнены полихлорированными бифенилами. В этом случае следует обеспечить меры предосторожности для защиты персонала, населения и окружающей среды в течение срока службы оборудования путем строгого контроля разливов и выбросов. Утилизацию или очистку этих масел осуществляют в строгом соответствии с законодательными нормами. Принимают все меры предосторожности для предотвращения попадания масел нефтяного и другого происхождения в окружающую среду.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы отбора проб изоляционных жидкостей из поставочных контейнеров и из электрооборудования, такого как силовые и измерительные трансформаторы, реакторы, изоляторы, маслонаполненные кабели, маслонаполненные баковые конденсаторы, выключатели и силовые переключатели (LTCs).
Настоящий стандарт распространяется на жидкости, вязкость которых при температуре отбора проб составляет не более 1500 мм
/с (сСт).
Стандарт распространяется на масла нефтяного и другого происхождения (например, синтетические сложные эфиры, природные сложные эфиры, растительные масла или кремнийорганические соединения).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).
________________
* Для датированных ссылок применяют только указанное издание стандарта. В случае недатированных ссылок — последнее издание стандарта, включая все изменения и поправки.
IEC 60567:2011, Oil-filled electrical equipment — Sampling of gases and analysis of free and dissolved gases — Guidance (Маслонаполненное электрооборудование. Отбор проб газа и анализ свободных и растворенных газов. Руководство)
IEC 60970, Insulating liquids — Methods for counting and sizing particles (Изоляционные жидкости. Методы подсчета и определения размеров частиц)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 транспортная тара (delivery containers): Бочки, железнодорожные цистерны, автоцистерны или гибкие пластиковые мешки, используемые для хранения, транспортирования и поставки партий изоляционного масла.
3.2 электрооборудование (electrical equipment): Оборудование, заполненное изоляционным маслом, такое как силовые и измерительные трансформаторы, реакторы, изоляторы, маслонаполненные кабели, маслонаполненные баковые конденсаторы, выключатели и силовые переключатели (LTCs).
3.3 пробоотборное оборудование (sampling equipment): Оборудование для отбора проб масла из транспортной тары (погружные, поверхностные пробоотборники или сифоны) и электрооборудование (например, соединительные шланги и переходники со сливным клапаном).
Примечание — Пробоотборное оборудование также включает контейнеры для проб, контейнеры для сбора отработанного масла и другие приспособления.
3.4 контейнеры для проб (sample containers): Шприцы, бутылки, ампулы или другие устройства, используемые для хранения и транспортирования образцов масла для анализа.
Примечание — Контейнеры для проб включают в себя такие приспособления, как клапаны, трубки и крышки, прикрепленные к контейнеру.
4 Общие принципы отбора проб изоляционных жидкостей
4.1 Новые изоляционные жидкости в транспортной таре
4.1.1 Место отбора проб
Пробу отбирают в той части транспортной тары, где жидкость считается наиболее загрязненной. Для оценки качества поставляемого продукта отбирают пробы двух видов:
a) объединенную пробу — пробу, полученную смешиванием проб, отобранных на одном и том же уровне из разных единиц транспортной тары;
b) точечную пробу — пробу или смесь проб, отобранных на одном и том же уровне из одной единицы транспортной тары.
При поставке продукции точечные пробы объемом 1 дм
для определения электрической прочности можно отбирать из разных единиц транспортной тары. Последующие испытания можно проводить на таких пробах, а полное исследование — на смеси проб (объединенной пробе).
В определенных случаях необходимо составлять усредненную пробу по единице транспортной тары. Усредненная проба представляет собой смесь проб, отобранных на разных уровнях из одной единицы транспортной тары:
1) цистерны — пробы отбирают из каждой цистерны по 4.1.4.2;
2) бочки — пробы отбирают по 4.1.4.3.
В случае одной бочки пробу отбирают из этой бочки.
В случае если партия масла состоит более чем из одной бочки, процедуры отбора проб должны оговариваться между поставщиком и потребителем. Например, пробы отбирают из 10% бочек или не менее чем из двух бочек, в зависимости от того, что больше.
4.1.2 Количество отбираемой пробы
Количество отбираемой пробы зависит от испытаний, которые необходимо выполнить, и используемых процедур.
Обычно отбирают 2 дм
пробы.
4.1.3 Пробоотборное оборудование
4.1.3.1 Общие положения
Поскольку результаты испытаний, предусмотренных стандартами МЭК для изоляционных жидкостей, в значительной степени зависят от наличия примесей в пробе, следует соблюдать следующие меры предосторожности:
— для каждого типа жидкости используют отдельное пробоотборное оборудование. Все уплотнения и трубки должны быть совместимы с отбираемой изоляционной жидкостью;
— оборудование очищают и сушат в соответствии с процедурами, описанными в 4.2.1.6. Особое внимание уделяют обеспечению отсутствия следов механических примесей, таких как пыль, волокна и т.д. Использование ветоши для очистки оборудования не допускается.
4.1.3.2 Пробоотборники
В качестве примера приведено четыре типа пробоотборников. Можно использовать другое оборудование для отбора проб при условии, что оно не загрязнит пробу. Подходят пробоотборники из нержавеющей стали и алюминия.
а) Отбор проб из цистерн
Для отбора проб со дна цистерн используют глубинный пробоотборник, приведенный на
рисунке 1 . Пробоотборник состоит из деталей (трубок и отливок) из нержавеющей стали или алюминия, обработанных на станке. Он должен быть достаточно тяжелым, чтобы погружаться в жидкость. Глубинный пробоотборник удерживают металлической проволокой или цепью, не используют шнуры или другие волокнистые материалы.
|
1 — петля для фиксации цепи; 2 — резьба; 3 — четыре выступа
Рисунок 1 — Глубинный пробоотборник
Для отбора проб из верхнего слоя изоляционной жидкости используют поверхностный пробоотборник из нержавеющей стали, приведенный на
рисунке 2 .
|
1 — клапан
Рисунок 2 — Поверхностный пробоотборник
b) Отбор проб из бочек
Для отбора проб со дна бочек подходит пипетка вместимостью приблизительно 500 см
, приведенная на
рисунке 3 .
|
1 — стеклянная трубка, зауженная с обоих концов
Рисунок 3 — Пипетка
Для отбора проб со дна бочки также можно использовать сифон со стеклянной, алюминиевой или стальной трубкой внутренним диаметром приблизительно 13 мм для отбора проб жидкости и металлической трубкой для нагнетания давления (внутренним диаметром 5 мм), приведенный на
рисунке 4 . Обе трубки закрепляют в пробке, размеры которой соответствуют диаметру наливного отверстия бочки. В продаже доступны разные варианты подобного оборудования. По возможности для изготовления пробоотборников, приведенных на
рисунках 3 и
4 , используют стекло.
|
1 — бутылка для пробы; 2 — стеклянная трубка внутренним диаметром 13 мм; 3 — нагнетатель воздуха; 4 — металлическая трубка внутренним диаметром 5 мм; 5 — бочка
Рисунок 4 — Сифон
Для отбора проб из верхнего слоя бочки используют поверхностный пробоотборник (см.
рисунок 2 ).
4.1.3.3 Контейнеры для проб
В зависимости от вида требуемого испытания масла для хранения и транспортирования проб используют контейнеры для проб соответствующего объема. Различные типы контейнеров для проб приведены в 4.2.1.5.
Для смешивания различных проб используют специальные стеклянные контейнеры для проб вместимостью не менее 6 дм
. Эти специальные контейнеры для проб должны герметично закрываться пробками из маслостойкого пластика или совместимой с маслом резины или завинчивающейся крышкой с уплотнением из политетрафторэтилена (PTFE). Не допускается использовать уплотнения и/или трубки из натурального каучука. Подходят уплотнения из PTFE и полипропилена (PP).
Каждый контейнер для пробы должен быть снабжен этикеткой, содержащей все сведения, необходимые для идентификации содержимого: маркировку бочек или цистерн, дату отбора проб и реквизиты получателя.
4.1.3.4 Очистка пробоотборного оборудования
Пробоотборное оборудование очищают по процедурам, приведенным в 4.2.1.6.
4.1.4 Отбор проб
4.1.4.1 Общие положения
В соответствии с общими правилами отбора проб (см.4.1.1) пробы новых изоляционных жидкостей отбирают со дна транспортной тары, где жидкость считается наиболее загрязненной. Но в некоторых случаях целесообразным является отбор усредненной пробы.
Примечание 1 — Для получения усредненной пробы отбирают пробы на промежуточном уровне цистерн или бочек. Примеры данных процедур приведены в
приложении А . Процедура получения пробы, эквивалентной усредненной пробе, приведена в примечании к 4.1.4.2, перечисление a).
В
таблице 1 приведены различные типы проб.
Таблица 1 — Типы проб
Тип транспортной тары |
Рекомендуемый тип пробы |
Используемое оборудование |
Процедура |
Рекомендуемый объем пробы |
Бочки |
Смешенная |
Пипетка ( рисунок 3 ) или |
По 4.1.4.2 |
3 пробы по 2 дм
|
Точечная |
сифон ( рисунок 4 ) |
По 4 1.4.2 |
1 или 2 дм
|
|
Цистерны |
Точечная |
Глубинный пробоотборник ( рисунок 1 ) или |
По 4.1.4.2, перечисление b) |
3 пробы по 2 дм
|
кран |
По 4.1.4.2, перечисление a) |
|||
Бочки |
Усредненная |
Пипетка ( рисунок 3 ) или |
По приложению А |
3 пробы по 2 дм
|
сифон ( рисунок 4 ) |
По приложению А |
|||
Цистерны |
Глубинный пробоотборник ( рисунок 1 ) или |
По 4.1.4.2, перечисление b), 1) |
||
кран |
По 4.1.4.2, перечисление a) |
Примечание 2 — Перед отбором проб из цистерн удаляют достаточное количество масла из сливной трубы в соответствии с 4.1.4.2.
При отборе проб принимают все меры предосторожности, чтобы избежать загрязнения изоляционных жидкостей. Отбор проб изоляционных жидкостей вне помещения, при дожде, тумане или сильном ветре допускается только при соблюдении всех мер предосторожности для предотвращения загрязнения жидкости. В таком случае необходимо использовать защитные укрытия.
Избегают конденсации влаги при нагревании оборудования для отбора проб до температуры, выше температуры окружающего воздуха. Перед использованием оборудование ополаскивают отбираемой жидкостью. Оператор не должен касаться контактирующей с пробой поверхности оборудования. Изоляционные жидкости защищают от воздействия света при транспортировании и хранении.
При доставке в лабораторию контейнер с пробой не открывают, пока температура пробы не достигнет температуры помещения.
4.1.4.2 Отбор проб из цистерн
Пробы изоляционных жидкостей можно отбирать из сливного крана цистерны либо глубинным или поверхностным пробоотборником.
a) Отбор проб из сливного крана цистерны
По этой процедуре отбирают представительную пробу из нижнего слоя жидкости после того, как цистерна простоит на месте после прибытия не менее 1 ч.
Примечание — С помощью данной процедуры также можно получить пробу, эквивалентную усредненной пробе, если отбор проводить сразу после прибытия цистерны.
В таком случае отбор проб проводят следующим образом:
— снимают защиту сливного крана, если она установлена;
— удаляют всю видимую грязь и пыль с крана с помощью чистой безворсовой ткани или маслостойкой синтетической губки;
— для отбора пробы запускают или открывают в установленном порядке сливную систему (насос, сливную трубу) при наличии;
— открывают кран и медленно удаляют не менее 10 дм
изоляционной жидкости в емкость для слива масла. В любом случае удаляют количество масла, эквивалентное или превышающее объем сливной трубы;
— ополаскивают бутылки для проб изоляционной жидкостью:
— заполняют бутылки для проб при равномерном течении жидкости, избегая турбулентности потока.
b) Отбор проб с помощью глубинного или поверхностного пробоотборника
Отбор проб осуществляют после того, как цистерна простояла не менее 1 ч после прибытия.
1) Отбор проб глубинным пробоотборником (см.
рисунок 1 ) (пробы со дна)
Для отбора проб у дна цистерны (т.е. на расстоянии 1-2 см от дна) пробоотборник опускают до тех пор, пока выступающий конец стержня не коснется дна. Затем пробоотборник заполняют. Наполнение считают завершенным после прекращения выделения пузырьков воздуха. Пробоотборник извлекают и его содержимое переносят в контейнер для проб (в случае точечной пробы) или в специальный стеклянный контейнер для смешивания различных проб (в случае объединенной пробы). Во втором случае контейнер(ы) для пробы заполняют смесью полученных таким образом проб. Жидкость переливают медленно, чтобы избежать образования пузырьков воздуха, происходящего при очень быстром переливании.
2) Отбор проб поверхностным пробоотборником (см.
рисунок 2 ) (пробы из верхнего слоя)
При закрытом клапане пробоотборник медленно погружают в жидкость до тех пор, пока его верхний край не окажется ниже уровня поверхности электроизоляционной жидкости и жидкость не начнет медленно заполнять пробоотборник. Первую порцию пробы удаляют. Снова заполняют пробоотборник и переносят пробу в емкость для пробы, медленно выливая жидкость через клапан на дне пробоотборника по стенке контейнера, чтобы струя не била в дно емкости. Повторяют операцию, пока не будет отобрано достаточное количество жидкости для наполнения контейнера для проб (в случае точечной пробы) или специального стеклянного контейнера для смешивания различных проб (в случае объединенной пробы), в зависимости от типа отбираемой пробы.
4.1.4.3 Отбор проб из бочек
Пробы отбирают после того, как бочки после поступления простоят не менее 8 ч пробкой вверх, защищенными от атмосферных осадков. Для отбора проб со дна бочки (т.е. на расстоянии примерно 3 мм от дна) используют пипетку (см.
рисунок 3 ) или сифон (см.
рисунок 4 ).
Для отбора пробы из верхнего слоя жидкости используют поверхностный пробоотборник (см.
рисунок 2 ).
Примеры процедур
a) Применение пипетки (см.
рисунок 3 ) (пробы со дна бочки):
— закрывают верхнее отверстие пипетки большим пальцем и погружают пипетку в жидкость до дна контейнера:
— снимают большой палец и заполняют пипетку жидкостью;
— снова закрывают верхний конец пипетки пальцем и извлекают пипетку;
— первой порцией масла промывают пипетку, следующие порции переносят в контейнер для проб (в случае точечной пробы) или в специальный стеклянный контейнер для смешивания различных проб (в случае объединенной пробы) [см. 4.1.4.2, перечисление b)], следя за тем, чтобы при переливании жидкости не происходило образования пузырьков воздуха.
b) Применение сифона (
рисунок 4 ) (пробы со дна бочки):
— вставляют пробку с пробоотборной и напорной трубками в отверстие бочки, обеспечивая герметичность системы;
— погружают нижний конец вертикальной пробоотборной трубки на расстояние примерно 3 мм от дна бочки;
— создают давление внутри бочки с помощью нагнетателя воздуха;
— удаляют достаточное количество жидкости, чтобы промыть трубку, и затем отбирают требуемый объем жидкости непосредственно в контейнер для проб (в случае точечной пробы) или в специальный стеклянный контейнер для смешивания проб (в случае объединенной пробы) [см. 4.1.4.2, перечисление b)], следя за тем, чтобы при перемещении жидкости не образовывались пузырьки воздуха.
c) Применение поверхностного пробоотборника (см.
рисунок 2 ) (пробы из верхнего слоя).
См. 4.1.4.2, перечисление b), 2).
4.1.4.4 Акт отбора проб
Акт отбора проб должен содержать информацию, необходимую для идентификации пробы, а также все подробности процедуры или специальную информацию, которая необходима оператору при проведении испытания. Указывают тип пробы (т.е. объединенная, точечная или усредненная). Каждую пробу сопровождают копией акта отбора проб. Распределение проб выполняют в соответствии с согласованной процедурой, например в соответствии с контрактом на продажу.
4.2 Отбор проб из маслонаполненного оборудования
4.2.1 Общие положения
4.2.1.1 Безопасность и качество отбора проб
Следуют инструкциям изготовителя по отбору проб масла из электрооборудования. Особое внимание уделяют соблюдению правил техники безопасности.
Убеждаются, что давление масла в электрооборудовании, находящемся под напряжением, не ниже давления окружающей среды, т.к. при отборе пробы это может привести к попаданию пузырьков воздуха в масло и вызвать короткое замыкание в оборудовании, а также подвергнуть риску персонал, отбирающий пробы.
Во время отбора проб масла принимают меры предосторожности для предотвращения внезапных выбросов и разлива масла.
Получение качественной и представительной пробы имеет решающее значение для получения достоверной оценки работы электрооборудования. Даже самые сложные аналитические методы испытания не дадут достоверных результатов при некачественно отобранной пробе.
Во всех случаях отбор проб масла должен проводить грамотный, специально обученный персонал, особенно в случае оборудования малого объема (например, измерительных трансформаторов).
4.2.1.2 Место отбора проб
Следует соблюдать осторожность при выборе точек отбора проб. Как правило, пробу отбирают из точки, где она представляет основную часть масла в оборудовании (например, из нижнего маслосливного крана или крана отбора проб масла). Однако иногда необходимо отобрать пробу из места, где она не является представительной (например, для нахождения места неисправности, из переключателя выходных обмоток трансформатора, селекторного переключателя или реле газа).
Описанные методы можно использовать для оборудования с большим объемом масла, такого как силовые трансформаторы. В случае оборудования с небольшим объемом масла необходимо убедиться, что общий объем отбираемого масла не подвергает опасности работу оборудования.
Примечание 1 — В случае трансформаторов с двумя пробоотборными кранами используют следующую процедуру: сначала открывают внешний кран, а затем внутренний. Это важно соблюдать, чтобы избежать попадания воздуха в трансформатор.
Примечание 2 — При отборе проб из электродов, измерительных трансформаторов или кабелей следует тщательно соблюдать инструкции производителя. Невыполнение этих требований может привести к серьезным повреждениям и поломке оборудования. Отбор проб масла проводят на обесточенном оборудовании. При отборе проб должны быть приняты меры предосторожности для предотвращения любых внезапных проливов масла. Для оценки состояния оборудования пробы отбирают из оборудования, отключенного от электрической сети в его рабочем положении.
Подкомитет МЭК 36А рекомендует отбирать пробы масла из электродов с помощью шприца. Из электродов, оснащенных местом отбора проб на фланце, применяют описанную процедуру.
В случае электродов, не оснащенных местом отбора проб на фланце, пробу отбирают из верхней части электрода. Для определения подходящей точки отбора пробы следует обратиться к инструкции производителя. Один конец пробоотборной трубки вставляют сверху в электрод, а другой конец соединяют со шприцем через трехходовый кран, используя пластиковую муфту, а затем следуют той же процедуре.
В случае электродов, находящихся под давлением при температуре окружающей среды, указанную процедуру не применяют и следует обращаться к инструкции изготовителя оборудования.
4.2.1.3 Очистка точки отбора проб
Оборудование для отбора проб и точку отбора проб очищают и промывают для предотвращения загрязнения пробы масла.
Удаляют глухой фланец или крышку крана отбора проб (см. 8 на
рисунках 5 —
7 ) и очищают сливное отверстие безворсовой тканью или маслостойкой синтетической губкой для удаления всех видимых загрязнений.
Промывают сливной кран достаточным количеством масла (обычно от 2 до 5 дм
) турбулентным потоком для удаления любых загрязняющих веществ (вода и частицы), которые могли накопиться в сливном кране и его выходном отверстии.
Используют защитные перчатки из нитрильного каучука и емкость для сбора удаляемого масла. Точку отбора проб очищают каждый раз при отборе новой пробы масла.
Для определения содержания воды в масле отбор проб предпочтительно проводить в дни с минимальной влажностью воздуха для предотвращения конденсации влаги на оборудовании для отбора проб и загрязнения пробы масла.
Для расчета относительной влажности измеряют температуру масла в месте отбора проб термометром, помещенным в поток масла. Температуру указывают на контейнере для пробы и записывают наличие или отсутствие работающих вентиляторов и насосов. В обоих случаях должен быть указан метод измерения температуры.
4.2.1.4 Соединение между точкой отбора проб и устройством для отбора проб
Соединение трубки устройства для отбора проб с электрооборудованием зависит от типа оборудования. Если не предусмотрен кран отбора проб, пригодный для присоединения трубки, используют просверленный фланец или маслостойкую резиновую пробку с просверленным отверстием. Можно использовать специальные адаптеры для сливного крана.
Точку отбора проб соединяют с устройством для отбора проб по возможности коротким отрезком маслостойкой пластиковой или резиновой трубки. Чтобы избежать загрязнения пробы предыдущим образцом масла, используют новый отрезок трубки либо тщательно моют трубку и промывают ее поверхность порцией отбираемого масла.
Подходят трубки, изготовленные из перфорированного материала (например. Viton
. Tygon
)
, PTFE или металла; нельзя применять трубки из ПВХ.
________________
Viton и Tygon являются примерами продукции, доступной в продаже. Эта информация дается только для удобства пользователей настоящего стандарта, а не свидетельствует о предпочтении МЭК этим продуктам.
4.2.1.5 Выбор контейнера для проб
В
таблице 2 приведены различные типы контейнеров для проб, применение которых зависит от вида последующего испытания пробы.
Таблица 2 — Примеры контейнеров для проб в зависимости от вида испытаний масла
Контейнер для проб |
Шприц |
Гибкая бутылка |
Бутылка |
Гибкая бутылка |
Ампула |
Ампула |
Объем масла, см
|
|
Стекло |
Металл |
Стекло |
Пластик |
Стекло |
Металл |
|
Растворенные газы |
+ |
+ |
+ |
— |
+ |
+ |
25-100 |
Содержание воды |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
20 |
Тангенс угла диэлектрических потерь |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
200 |
Механические примеси |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
100 |
Напряжение пробоя |
— |
+ |
+ |
— |
— |
— |
500-2000 |
Другие химические и физические испытания |
— |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
250 |
Все испытание |
1000-2000 |
||||||
Вместимость, см
|
25-250 |
125-2500 |
125 |
25-250 |
Предпочтительно использовать металлические или пластиковые контейнеры, если недоступна соответствующая защита стеклянных контейнеров при транспортировании проб масла.
При отборе проб для определения содержания растворенных газов (DGA) с целью уменьшения потерь слаборастворимых газов (
и
) и предотвращения поглощения воздуха при низком общем содержании газов строго следуют процедурам отбора проб, приведенным в 4.2.2-4.2.5, особенно при использовании бутылок и ампул в качестве контейнеров для проб. Кроме того, материалы, рекомендованные для крышек, уплотнений, клапанов и трубок контейнеров для проб, должны использоваться только хорошо подготовленным и опытным персоналом, знакомым с устройством этих контейнеров.
При использовании бутылок для отбора проб для DGA, определения содержания воды и напряжения пробоя сводят к минимуму контакт пробы масла с воздухом.
Не допускается отбирать пробы в пластиковые бутылки для DGA, определения содержания воды и диэлектрической прочности, так как в результате диффузии через пластик могут проникать загрязняющие вещества из окружающей среды и происходить потери газа. При отборе проб в пластиковые бутылки для проведения других видов испытаний бутылки должны быть изготовлены из совместимых с маслом пластмасс [таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен, поликарбонат], которые не загрязняют масло содержащимися в пластмассах добавками. Каждый новый тип пластиковых (и стеклянных) бутылок должен быть проверен на совместимость с маслом.
Рекомендации, приведенные в 4.2.1.3 и 4.2.1.6 (очистка точки отбора проб и оборудования для отбора проб), должны тщательно соблюдаться при отборе проб для определения содержания воды, диэлектрической прочности, тангенса угла диэлектрических потерь, поверхностного натяжения и содержания частиц.
Результаты других физических и химических испытаний [определение вязкости, плотности, кислотности, содержания DBPC (2,6-ди-трет-бутил-паракрезола), фуранов, РСВ (полихлорированных бифенилов) и т.д.] в меньшей степени зависят от свойств материала, используемого для изготовления контейнеров для проб, и способа отбора проб.
4.2.1.6 Очистка оборудования для отбора проб
4.2.1.6.1 Использование одноразовых контейнеров для отбора проб
Было установлено, что удобнее использовать одноразовые, предварительно очищенные металлические, пластмастиковые и стеклянные бутылки, имеющие известный уровень содержания пыли и влаги, чем очищать многоразовые бутылки. Такое оборудование для отбора проб стоит относительно недорого и доступно у поставщиков лабораторного или ветеринарного оборудования. Для подтверждения приемлемости чистоты одноразовых бутылок можно одновременно проверить несколько неочищенных и очищенных бутылок.
4.2.1.6.2 Процедуры очистки
Многоразовое оборудование для отбора проб очищают в посудомоечной машине с использованием моющих средств, затем промывают водопроводной водой (без моющих средств в отделении ополаскивания посудомоечной машины). После этого оборудование дополнительно промывают деионизированной водой.
Оборудование для отбора проб и контейнеры могут быть очищены н-гептаном.
После очистки оборудование сушат в сушильном шкафу до полного высыхания при температуре 100°С, затем охлаждают в печи или сухой камере.
Сухое оборудование немедленно герметизируют для защиты от загрязнений и открывают только непосредственно перед употреблением.
Качество очистки контейнеров для проб имеет важное значение для определения тангенса угла диэлектрических потерь и поверхностного натяжения, которые особенно чувствительны к загрязнению. Контейнеры для таких проб не очищают с помощью растворителей.
Для определения содержания частиц в масле рекомендуется использовать отдельные контейнеры для проб, очищенные в соответствии с МЭК 60970.
4.2.2 Отбор проб масла в шприц
4.2.2 1 Оборудование для отбора проб
Используют следующее оборудование:
a) градуированные газонепроницаемые шприцы вместимостью от 20 до 250 см
, оснащенные трехходовым пластиковым краном с нейлоновым корпусом и полипропиленовой (PP) втулкой или трехходовым краном из нержавеющей стали. При отборе проб для анализа растворенных газов используют шприцы с подобранными цилиндром и поршнем, в которых поршень может свободно перемещаться при изменении объема масла, обусловленного повышением или понижением давления в шприце, для предотвращения поломки при его использовании. Нельзя использовать пластиковые шприцы.
Каждый раз для отбора проб масла используют новый пластиковый трехходовый кран, если его не промывают порцией масла, поскольку кран, использованный ранее, может быть загрязнен предыдущей пробой масла или может потерять свою герметичность при многократном использовании. Для дополнительной защиты во время транспортирования поверх трехходового крана помещают крышку типа Луер-Лок из нержавеющей стали. Крышку можно утилизировать после использования.
Примечание — Для предотвращения образования пузырьков на поршне при отборе пробы масла для DGA следует смазывать поршень чистым, дегазированным маслом. Можно использовать маловязкую растворимую в воде смазку.
Объем пробы зависит от предполагаемой концентрации газа в масле, метода анализа и требуемой чувствительности. Для DGA после заводских испытаний подходит шприц вместимостью 250 см
;
b) контейнеры для жесткого крепления шприца во время транспортирования, позволяющие поршню шприца свободно перемещаться и не допускающие его контакта с контейнером, независимо от положения шприца во время транспортирования.
Подходят картонные коробки со съемными внутренними картонными створками, фиксирующими цилиндр шприца, металлические или пластиковые цилиндры с внутренней прокладкой из пенопласта. Шприц с пробой, отобранной для DGA, транспортируют в вертикальном положении поршнем вверх для предотвращения образования пузырьков в масле.
4.2.2.2 Процедура отбора проб
Используют следующую процедуру отбора проб (см.
рисунок 5 ):
a) подсоединяют шприц к электрооборудованию с открытым пробоотборным краном (
рисунок 5a );
b) устанавливают трехходовый кран
4
в положение A, удаляют от 1 до 2 дм
масла в емкость для отходов
c) устанавливают трехходовый кран 4 в положение B, обеспечивая медленное поступление масла в шприц (см.
рисунок 5 b ). Поршень движется под напором масла;
d) устанавливают трехходовый кран 4 в положение C, удаляют масло из шприца в емкость для отходов 6, нажимая на поршень. Удаляют воздух из шприца, располагая его вертикально насадкой вверх (см.
рисунок 5 c ). Внутренние поверхности шприца и поршня должны быть полностью смазаны маслом;
e) процедуры по перечислениям c) и d) повторяют до полного удаления воздуха из шприца. Затем устанавливают трехходовый кран 4 в положение B и заполняют шприц маслом (
рисунок 5 d );
f) закрывают запорный кран 2 на шприце и пробоотборный кран оборудования 5;
|
a — промывание; b — смазывание и промывание шприца; c — опорожнение шприца; d — отбор пробы; e — отсоединение шприца; 1 — шприц; 2 — запорный кран; 3 — гибкая соединительная трубка; 4 — трехходовый кран; 5 — пробоотборный кран оборудования; 6 — емкость для отходов; 7 — глухой фланец
Рисунок 5 — Отбор проб масла в шприц
g) устанавливают трехходовый кран 4 в положение C и отсоединяют шприц (см.
рисунок 5 e );
h) если температура пробы, отобранной из электрооборудования для DGA, выше температуры окружающей среды, помещают шприц вертикально на поршень насадкой вверх в защитную коробку для охлаждения масла, после охлаждения закрепляют шприц в удерживающих створках защитной коробки для транспортирования. Это позволяет предотвратить образование пузырьков в масле.
Тщательно маркируют пробу (см. 4.4).
Примечание 1 — Следует избегать загрязнения внешней поверхности поршня и внутренней поверхности шприца пылью или песком, которые могут нарушить герметичность шприца. Загрязнение может произойти из-за надуваемой ветром пыли или неаккуратного обращения со шприцем.
Примечание 2 — Если после отбора пробы из герметизированных трансформаторов в шприце появляется пузырек воздуха, отбор пробы повторяют.
4.2.3 Отбор проб масла в ампулу
4.2.3.1 Оборудование для отбора проб
Используют следующее оборудование:
a) стеклянную или металлическую ампулу вместимостью от 0,125 до 1 дм
. Ампула может быть оснащена запорным краном или зажимом на совместимой с маслом пластиковой трубке. Стеклянные ампулы изготовляют из стекла Пирекс. Металлические ампулы изготовляют из нержавеющей стали, в качестве запорных устройств вместо пластиковых трубок используют подпружиненные клапаны.
Совместимые с маслом пластиковые трубки для ампул используют только один раз, а не многократно, поскольку они обладают «эффектом памяти» и могут загрязнить пробу масла при отборе проб для DGA. Типы совместимых пластиковых трубок приведены в 4.2.1.4.
Пригодны конструкции ампулы и ее запорного устройства, обеспечивающие потери водорода из содержащейся в ампуле пробы не более 2,5% в неделю.
Размер пробы зависит от вида конкретного последующего испытания, а для DGA — от возможной концентрации газа в масле, метода анализа и требуемой точности. Для DGA после заводских испытаний подходят ампулы вместимостью 250 см
;
b) контейнеры, предназначенные для жесткого крепления ампул во время транспортирования.
4.2.3.2 Процедура отбора проб
Используют следующую процедуру отбора проб (см.
рисунок 6 ):
a) подключают устройство, как показано на
рисунке 6 ;
b) осторожно открывают краны 2 на пластиковых трубках ампулы 8 и пробоотборный кран оборудования 5, чтобы масло проходило через ампулу в емкость для отходов 6. При отборе проб для DGA поток масла должен быть ламинарным (чтобы в масле не было пузырьков воздуха) для предотвращения образования пузырьков и выделения растворенных газов из масла:
c) после заполнения ампулы
8
маслом сливают приблизительно от 1 до 2 дм
масла в емкость для отходов
d) затем прерывают поток масла, закрывая сначала внешний запорный кран 2, затем внутренний запорный кран 2 и в конце — пробоотборный кран оборудования 5;
e) отсоединяют ампулу 8 и маркируют пробу (см. 4.4).
Примечание — При использовании стеклянной ампулы со встроенными стеклянными кранами перед транспортированием в лабораторию из нее сливают от 1 до 2 см
масла для предотвращения разрушения ампулы при повышении температуры окружающей среды. Эту процедуру фиксируют на этикетке.
|
2 — запорный кран (внутренний, внешний); 3 — гибкая соединительная трубка; 5 — пробоотборный кран оборудования; 6 — емкость для отходов; 7 — глухой фланец; 8 — ампула
Рисунок 6 — Отбор проб масла в ампулы
4.2.4 Отбор проб масла в бутылки из гибкого металла
4.2.4.1 Оборудование для отбора проб
Используют следующее оборудование:
a) бутылки из гибкого металла с газонепроницаемыми крышками вместимостью от 0,250 до 2,5 дм
.
Не используют запаянные металлические бутылки, так как материалы, используемые при пайке, могут привести к загрязнению масла. На поверхностях из алюминия возможна адсорбция воды, содержащейся в масле. Металлические бутылки, изготовленные из тянутого алюминия или сварной жести, являются гибкими и не нуждаются в устройствах, предусматривающих расширение масла. Они должны быть полностью заполнены маслом нажатием на стороны бутылки перед ее закрыванием.
Металлические бутылки закрывают резьбовой крышкой с непористой герметизирующей прокладкой, совместимой с маслом. Прокладки используют только один раз, за исключением случая, когда они покрыты алюминиевой фольгой со стороны, обращенной к маслу.
Для DGA и определения содержания воды пористость используемых прокладок измеряют путем отбора не менее шести проб масла из трансформатора в идентичные бутылки. Содержание водорода в масле, используемом для испытания оборудования для отбора проб, должно быть не менее 100 мкл/дм
. Определяют содержание водорода в пробах с интервалом через месяц, при этом первое определение проводят по возможности сразу после отбора проб. Конструкцию бутылки и прокладки считают приемлемой, если потери водорода из содержащейся в бутылке пробы составляют не более 2,5% в неделю. Например, подходят бутылки с резьбовой пластмассовой крышкой и коническим полиэтиленовым (РЕ) уплотнением или гибкой прокладкой (см.
рисунок 7 ).
Для других испытаний, кроме DGA и определения содержания воды, указанные выше требования к газонепроницаемости не применяют.
Для нефтяных масел прокладки должны быть изготовлены из полиэтилена (ПЕ), политетрафторэтилена (PTFE) или нитрил-бутадиенового каучука (NBR) (содержащего не менее 30% нитрильного компонента).
Для масел другого происхождения (например, природных и синтетических сложных эфиров) прокладки изготовляют из PTFE (не применяют NBR или силиконовый каучук);
b) контейнер для защиты бутылки при транспортировании.
4.2.4.2 Процедура отбора проб
Процедура отбора приведена на
рисунке 7а :
a) осторожно открывают пробоотборный кран оборудования
масла ламинарным потоком в емкость для отходов
6
через трубку
3
для удаления всех пузырьков газа до отбора пробы, таким образом обеспечивая отсутствие выделения газа из масла при его течении;
b) помещают конец трубки 3, из которой вытекает масло, на дно бутылки и наполняют ее. Промывают бутылку объемом масла не менее одной трети ее вместимости и сливают промывное масло в емкость для отходов 6.
Отбор проб масла для DGA проводят при непрерывном ламинарном потоке, когда в масле, вытекающем из бутылки, отсутствуют пузырьки газа, чтобы избежать образования пузырьков газа и выделения растворенных газов из масла (в противном случае возможны значительные потери газа). Наполнение бутылки должно быть по возможности медленным, поток масла ламинарным и одновременно достаточно быстрым, чтобы избежать выделения газа в атмосферу (и попадания загрязнений из нее). Если время заполнения бутылки превышает несколько минут, отбирают новую пробу.
При отборе проб для определения содержания воды строго следуют рекомендациям, приведенным в 4.2.1.3;
c) удаляют объем масла, равный приблизительно вместимости двух бутылок, через край бутылки в емкость для отходов 6, затем удаляют трубку 3, не прерывая течение масла. Осторожно сжимают стороны бутылки, чтобы она стала полностью заполненной маслом, и плотно закрывают крышкой;
d) закрывают пробоотборный кран 5 и отсоединяют трубку. Маркируют пробу (см. 4.4). Еще раз затягивают крышку после охлаждения масла до комнатной температуры.
|
— Пример отбора проб в бутылки
|
— Пример уплотнения крышки для бутылки
3 — гибкая соединительная трубка; 5 — пробоотборный кран оборудования; 6 — емкость для отходов; 7 — глухой фланец; 9 — бутылка; 10 — твердая пластиковая резьбовая крышка; 11 — мягкое коническое уплотнение из полиэтилена
Рисунок 7 — Отбор проб масла в бутылки
4.2.5 Отбор проб масла в стеклянные бутылки и бутылки из жесткого металла
4.2.5.1 Оборудование для отбора проб
Используют следующее оборудование:
a) стеклянные бутылки или бутылки из жесткого металла вместимостью от 0,125 до 2,5 дм
с газонепроницаемыми крышками. Прозрачные стеклянные бутылки должны быть защищены от солнечного света, поэтому рекомендуется использовать бутылки из темного стекла. Пробы для DGA дополнительно защищают от света при транспортировании и хранении даже при использовании бутылок из темного стекла.
Крышки и уплотнения для бутылок из гибкого металла по 4.2.4.1 подходят для стеклянных бутылок и бутылок из жесткого металла;
b) контейнеры, предназначенные для защиты бутылок при транспортировании.
4.2.5.2 Отбор проб
См.
рисунок 7а .
Процедуры отбора проб такие же, как и для бутылок из гибкого металла по 4.2.4.2, за исключением того, что стеклянные и жесткие металлические бутылки не следует полностью заполнять маслом.
Вместо этого понижают уровень масла на несколько сантиметров от края, чтобы оставить небольшой объем воздуха для расширения масла при повышении температуры (как правило, от 3,5 до 7,0 см
или от 1,5 до 3,0 см от края воздушного пространства). Заполняют не менее 90% объема бутылки маслом для обеспечения расширения воздуха при понижении температуры и предотвращения разрушения стеклянной бутылки. Плотно закрывают бутылку крышкой и маркируют пробу по 4.4. Указывают примерный объем для расширения воздуха. Поправку на потери газа в объеме свободного пространства в бутылке рассчитывают в лаборатории согласно МЭК 60567, приложение D.
При отсутствии особых требований к условиям транспортирования и хранения некоторые компании предпочитают полностью заполнять бутылки и не сильно затягивать вручную резьбу пластмассовой крышки с коническим полиэтиленовым уплотнением. При расширении масла с повышением температуры эти крышки действуют как односторонний клапан, позволяющий вытекать небольшим количествам масла. При сжатии масла с понижением температуры уплотнение будет препятствовать проникновению воздуха. В последнем случае бутылку нагревают до температуры пробы при ее отборе для повторного растворения газов перед DGA.
Для других испытаний можно оставлять воздушное пространство над маслом.
4.2.6 Отбор проб масла в пластиковые бутылки
4.2.6.1 Оборудование для отбора проб
Используют нижеследующее оборудование.
Пластиковые бутылки, изготовленные из совместимой пластмассы (см. 4.2.1.5), не загрязняющей масло добавками, содержащимися в пластмассе. Каждый новый тип пластиковой бутылки проверяют на совместимость с маслом. Рекомендуется использовать исходную маточную пластмассу без наполнителей или пигментов.
Пластиковые бутылки не используют при отборе проб для DGA, определения содержания воды и напряжения пробоя.
Крышки и прокладки для металлических бутылок, описанные в 4.2.4.1, подходят для пластиковых бутылок.
Можно использовать литые крышки из пластика подходящего состава, как указано выше.
4.2.6.2 Отбор проб
См.
рисунок 7a .
Процедура отбора проб такая же, как в бутылки из гибкого металла, приведенная в 4.2.4.2.
4.3 Хранение и транспортирование образцов
Некоторое количество растворенного кислорода, содержащегося в пробе масла, может вступить в реакции окисления с образованием углеводородов и оксида углерода. Эти реакции ускоряются под воздействием света, поэтому контейнеры для проб, изготовленные из прозрачных материалов (шприцы, стеклянные бутылки и ампулы), должны быть защищены от света (например, путем упаковывания в непрозрачный материал или помещения в ящик для транспортирования).
В любом случае испытания следует проводить по возможности сразу же после отбора проб, чтобы избежать реакции окисления, потери газа или поглощения газов из контейнеров для проб.
Шприцы с маслом (и другие контейнеры для проб масла) размещают в герметичных коробках (корпусах), чтобы полностью исключить риск образования пузырьков в пробах масла для DGA при транспортировании в самолетах, связанный с пониженным давлением и перенасыщением масла газами. Поршень шприца должен иметь возможность перемещаться для предотвращения попадания воздуха при изменении объема масла.
4.4 Маркировка проб
Пробы изоляционного масла маркируют перед отправкой в лабораторию.
В сопроводительных документах приводят информацию, указанную в
таблице 3 (если она известна).
Также приводят следующую дополнительную информацию:
— температуру окружающей среды, показание индикатора температуры обмотки, значения мощности в мегавольт-амперах, тока нагрузки или процентной нагрузки, работу насосов, способ связи переключателей ответвлений с основным резервуаром, систему консервации масла (расширитель, азотная подушка и т.п.), любые изменения в условиях эксплуатации или проведение технического обслуживания после предыдущего отбора проб;
— для определения содержания воды в масле: температуру масла, метод измерения температуры и наличие или отсутствие работающих вентиляторов и насосов (для расчета относительной влажности масла);
— время отбора одной пробы при отборе нескольких проб.
Таблица 3 — Информация, которую приводят на этикетках проб (или в сопроводительных документах) изоляционного масла
Трансформатор или другое оборудование: |
Заказчик |
Местонахождение |
Идентификационный номер |
Изготовитель |
Общий тип [трансформатор (генерирующий, передающий, измерительный, промышленный), реактор, кабель, выключатель и т.д.] |
Паспортное значение мощности в мегавольт-амперах |
Коэффициент трансформации по напряжению |
Тип и расположение переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой |
Дата ввода в эксплуатацию |
Масло: |
Тип масла (нефтяного или другого происхождения) |
Наименование |
Масса (или объем) масла |
Дата последней обработки масла |
Отбор проб: |
Дата отбора проб |
Место отбора проб |
Персонал, отбиравший пробы |
Причины анализа (текущий или другое) |
Трансформатор не под напряжением, без нагрузки под напряжением, под нагрузкой |
Температура масла при отборе проб |
Влажность: сухо — влажно — туман — в помещении |
Приложение A
(справочное)
Метод отбора проб на промежуточных уровнях (получение усредненной пробы)
A.1 Применение глубинного пробоотборника (
рисунок 1 ) [см. 4.1.4.2, перечисление b)]
Глубинный пробоотборник погружают на требуемую глубину. Затем вытягивают цепь, присоединенную к центральному стержню, следя за тем, чтобы вертикальное перемещение штока превысило 50 мм. Наполняют пробоотборник до окончания появления воздушных пузырьков. Затем пробоотборник извлекают и его содержимое переливают в емкость для смешивания.
A.2 Использование пипетки (
рисунок 3 ) (см. 4.1.4.3)
Пипетку погружают на требуемую глубину.
A.3 Применение сифона (
рисунок 4 ) (см. 4.1.4.3)
Сифон погружают на требуемую глубину.
Общее замечание: пробы, отобранные с промежуточных уровней для составления усредненной пробы, переносят в емкость для смешивания сразу же после их извлечения. Затем полученную смесь используют для наполнения бутылок для проб.
Приложение B
(справочное)
Проверка целостности шприца
Проверку проводят следующим образом:
a) присоединяют проверяемый шприц к трехходовому крану (см. 4.2.2.1);
b) переключают кран в открытое положение (положение B или C, как показано на
рисунке 5 );
c) нажимают на поршень до упора;
d) закрывают кран, переключая в положение A;
e) тянут поршень из шприца и удерживают его под нагрузкой около 30 с;
f) после освобождения поршня он должен вернуться в исходное положение;
g) если между поршнем и корпусом шприца будет заключено некоторое количество воздуха, то шприц или кран не герметичны и их рекомендуется заменить.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта |
Степень соответствия |
Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
IEC 60567:2011 |
— |
* |
IEC 60970 |
— |
* |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. |
УДК 621.315.612:006.354 |
ОКС 75.100 |
Ключевые слова: изоляционные жидкости, отбор проб |
Инструкция по отбору пробы масла
Данная инструкция разработана в соответствии с ГОСТ 2517-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб».
Ко всем новостям
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ОТБОРУ ПРОБ МАСЕЛ И ТОПЛИВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО И СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА.
Данная инструкция разработана в соответствии с ГОСТ 2517-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб». Инструкция устанавливает порядок и последовательность отбора проб масла и топлива для получения точного и качественного результата при проведении физико-химического и спектрального анализа.- При отборе пробы строго соблюдать правила безопасности.
- Емкость для отобранной пробы должна быть чистой и сухой.
- Пробоотборная трубка должна быть чистой.
- Отбор пробы производить из прогретой до рабочей температуры техники.
- Не отбирать пробу сразу же после добавления нового масла.
- Количество отобранного масла должно быть не менее 250 мл.
- Не следует отбирать пробы из застойных зон.
- При отборе пробы из неисправной техники необходимо слить масло в чистую емкость, объемом не менее 2,0 – 2,5 л., тщательно перемешать отобранное масло или жидкость и только после этой процедуры набрать пробу для анализа.
- После отбора пробы емкость должна быть немедленно герметично закрыта и опломбирована, а также подписана ответственным за взятие пробы лицом. (в случае арбитражного разбирательства)
- На отобранную пробу необходимо составить комиссионный акт в трех экземплярах в случае арбитражного разбирательства.
- При оформлении отобранной пробы аккуратно и правильно указывать все данные на масло или жидкость.
- Лаборатория должна получать достаточное количество информации для выполнения анализов.
Что вам понадобиться для самостоятельного отбора пробы:
1- Насос. Вы можете купить стандартный пластиковый насос, либо использовать большой шприц, который можно преобрести в любой аптеке — называется «шприц Жане»
2- Трубка. Вы можете купить ПВХ трубку 4х6 мм., либо использовать трубку стеклоомывателя от классики ВАЗ, которые можно преобрести в любом автомагазине.
3- Чистая ёмкость. Вы можете использовать любую чистую и сухую тару, которую можно плотно закрыть крышкой.
Пошаговая инструкция по отбору пробы масла
В случае отбора из ДВС или КПП, прогреть технику до рабочей температуры.
Это понизит вязкость масла, а также перемешает присадки, металлы износа и фракции масла, тем самым повысив точность анализа!
Заглушить технику, надеть защитные очки и перчатки.
Вытащить, щуп для проверки уровня масла в ДВС или КПП.
Вставить трубку в насос (Трубка должна быть зафиксирована, но не передавлена!)
Вставить бутылку в насос.
Вставить другой конец трубки в отверстие, в котором был щуп для проверки масла.
Произвести пробный цикл движений для накачки насосом масла:
(Если нет сопротивления, опустить трубку ниже, пока не почувствуете сопротивление)
Сделать два, три цикла хода поршня насоса (накачивания) и дождаться пока в банку побежит струя масла.
Через каждые 3-5 секунд повторять один цикл накачивания.
Повторять до набора нужного объема.
При достижении нужного уровня, вынуть трубку.
(Остановиться примерно на расстоянии 2-3 см, до полного извлечения. Тем самым сбросив давление и произвести еще несколько циклов накачивания, для удаления масла из трубки.
Вынуть трубку
Отсоединить банку от насоса и закрыть крышкой.
(Трубку утилизировать)
ВНИМАНИЕ!!!
Если при отборе произошла деформация банки, сбросить разряжение банки, приподняв трубку из картера, но не извлекая полностью!
Не допускать чрезмерное разряжение, многократным повторением циклов накачивания! (цикл раз в 2-3 секунды)
Не допускать передавливания трубки в креплении насоса!
Образцы проб для проведения анализа, отбираются в соответствие с ГОСТ 2517 от 2012 г. в сухую чистую тару, или РД 34.46.303-98 (хроматографический анализ трансформаторных масел) и РД 34.51.304-94 (определение содержания фурфурола в трансформаторных маслах), упаковываются, маркируются (несмываемым маркером или краской) и доставляются (без повреждений и/или нарушения герметичности емкостей) в лабораторию. По адресу г. Екатеринбург ул. Монтажников 4 (на территории базы ЗАО ПКП «Атомпромкомплекс») Контактные телефоны: 8-800-100-73-99, 8(922)150-22-73.Минимальный объем пробы, необходимый для проведения испытаний:
— полный анализ масла – 0,25 мл
— полный анализ турбинного и трансформаторного масла – 1 л
— полный анализ топлива – 1 л
— полный анализ тосола (антифриза, СОЖ) – 0,5 л.
К каждому из образцов проб для проведения анализа, прилагается полностью заполненный «Заказчиком» сопроводительный лист. Номер образца пробы для проведения анализа, указанный в сопроводительном листе, должен соответствовать номеру, промаркированному на емкости с образцом.
Короткое видео по отбору пробы смотрите на нашем YouTube канале
Нам доверяют:
×
Укажите ваши контактные данные
Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время
Хотите добавить еще один комплекс в заказ?
Да
ₓ
Передовые методы отбора проб масла
Введение
Рис.1 Отбор пробы с работающей техники
Любая качественная программа анализа масла должна включать получение репрезентативной пробы из замкнутой системы смазки. По мере того как программы анализа масла становятся все более стандартизированными для повседневного мониторинга, особенно в рамках программ гарантийной поддержки оборудования, производители оборудования предусматривают дополнительные точки отбора проб на новом оборудовании. Эти точки отбора проб позволяют операторам быстро отбирать репрезентативные пробы масла. В этой статье приводятся краткие сведения о получении надлежащих проб масла, современных инструментах для отбора проб, а также предлагаются рекомендации о том, где и когда отбирать пробы (если оборудование не имеет точки отбора, предусмотренной производителем).
Динамическое равновесие частиц в системах с замкнутым контуром
Условие динамического равновесия (DEC) определяется как условие установившегося состояния, при котором нормальная скорость износа в машине не приводит к чистому увеличению или уменьшению количества частиц. Знание этого уровня в любой системе смазки необходимо для обнаружения отклонений от этого уровня, происходящих в результате нарушения нормальной работы. В равновесных рабочих условиях скорость образования частиц износа постоянна. Удивительно, что в одних и тех же условиях скорости отделения и удаления частиц, хотя и зависят от размера, также являются постоянными, с фильтром или без него. Поэтому вполне закономерно, что совокупность всех частиц, кроме мельчайших, достигает равновесного уровня. Отклонение от такого нормального уровня является признаком нарушения работы системы; возможно, поток идет в обход фильтра, или фильтр вышел из строя, или же начался режим сильного износа. Мельчайшие частицы остаются в системе во взвешенном состоянии и не подвергаются фильтрации, поэтому их количество имеет тенденцию увеличиваться в течение срока службы масла. Следовательно, самые мелкие частицы состоят из наиболее старых частиц, некоторые из которых могли образоваться в виде более крупных частиц, но уменьшились в размере в результате различных химических и физических процессов.
Рис. 2: Типовая система смазки с замкнутым контуром
Более крупные частицы являются относительно новыми и лучше отражают текущее состояние изнашиваемых поверхностей. Частицы в пробе масла имеют тенденцию оседать. Если они большие и плотные, они оседают быстро. Частицы износа, коррозии, деградации и загрязнения масла несут в себе ценную диагностическую информацию о состоянии масла, а также о состоянии изнашиваемых поверхностей машины. Поскольку частицы существуют в масле в виде отдельной фазы, они неравномерно распределены по системе. Все свежие частицы износа будут присутствовать в пробе сразу после начала износа таких механизмов, как роликовый подшипник, шестерня, поверхность скольжения и т. д. Самые крупные металлические частицы, которые представляют наибольший интерес для специалиста, вскоре удаляются в результате осаждения на участках с низкой скоростью движения масла, таких как поддон, или подвергаются фильтрации, или же отделяются иным образом. Самые мелкие частицы, как правило, остаются во взвешенном состоянии и проходят через все фильтры, кроме самых тонких, поэтому они обычно равномерно распределяются по системе маслопроводов. Следовательно, для получения репрезентативной пробы необходимо тщательно продумать место отбора проб (рис. 2).
Отбор проб в системе с замкнутым контуром
Рис. 3: Схема смазки газовой турбины. Первичные точки отбора проб — возвратная линия перед резервуаром, вторичные точки — перед фильтром высокого давления и после него. Материал предоставлен: Pall Corp
Наилучшая первичная точка для мониторинга в системе с замкнутым контуром находится ПОСЛЕ области наибольшего износа / напряжения, ПЕРЕД фильтром. Это может быть точка перед корпусом фильтра возвратной линии или в резервуаре в зоне возвратной линии. Кроме того, можно выбрать вторичные точки отбора проб, например ПОСЛЕ фильтра, которые можно использовать для оценки эффективности фильтрации (Рис. 3). Другой точкой отбора проб является масляный поддон или резервуар.
При отборе проб из трубопроводов смазки пробу следует отбирать из «изокинетической линии потока» в трубопроводе. Другими словами, скорость масла в точке отбора пробы должна быть равна скорости масла в средней точке трубопровода. Обычно для этого используется точка отбора проб на изгибе возвратной линии (рис. 4). Где и как отбирать пробы на гидравлических линиях, подробно описано в стандарте ISO 4021 для гидравлических систем.
Рис. 4: Отбор проб из колена на гидравлической линии согласно ISO4021. Pall Corp
Одна из последних инноваций в технологии отбора проб — установка «пробоотборников» на оборудовании с несколькими отсеками для смазки и (или) других жидкостей, требующих отбора проб, например, охлаждающей жидкости или жидкости DEF (жидкости для очистки дизельных выхлопных газов). Устанавливаются линии отбора проб и коллектор, чтобы оператор мог отбирать пробы из всех отсеков в специальной точке, также устанавливается счетчик пробега или счетчик моточасов для ведения учета. Такая технология все чаще используется на крупном горнодобывающем оборудовании, например на экскаваторах и крупных грузовиках.
Рис. 5 и 6: Станция отбора проб жидкости для горнодобывающего оборудования (материал предоставлен: Fluid transfer Systems, Уэлшпул, Австралия)
Отбор проб из труб
- В идеальном случае масло должно появляться в трубе сразу после его слива из изнашиваемой детали.
- Лучше, если поток будет турбулентным, чтобы частицы оставались взвешенными в масле.
- Масло должно быть горячим: не следует брать пробы после охлаждения.
- Если труба имеет большой диаметр, а поток ламинарный, пробу следует отбирать в районе центра трубы, а не у нижней стенки, где могут скапливаться старые частицы.
- Если пробоотборный клапан установлен на тупиковом участке, обязательно выполните тщательную промывку клапана перед взятием пробы.
Отбор проб из резервуаров
- Отбор проб следует проводить примерно из центра и на достаточном расстоянии от дна или боковых стенок. Используйте трубку Пито, прикрепленную к пробоотборному порту, предусмотренному на боковой стенке резервуара, чтобы обеспечить точный отбор проб из зоны, представляющей интерес. Помните о тупиковом участке в линии трубки Пито — его необходимо промыть перед наполнением пробоотборной бутылки.
- Иногда может оказаться полезным специальный пруток из пружинной стали, обеспечивающий размещение всасывающей трубки на одном и том же месте, когда нужна повторяемость измерений. Узкий плоский стальной стержень может быть оснащен опорой для предотвращения отбора проб со дна, а также зажимами для удержания трубки Tygon.
Методы отбора проб для анализа масла
Порты для отбора проб
Рис. 7: Варианты конструкций для клапанов отбора проб под давлением (материал предоставлен: Checkfluid).
Порты для отбора проб смазочного масла теперь входят в стандартную комплектацию как поршневых двигателей, так и гидравлических систем и вращающегося оборудования
(турбин, компрессоров, редукторов, гидромоторов). Почти все новое оборудование имеет предварительно установленные клапаны для отбора проб (рис. 7), особенно когда поставщики настаивают на проведении анализа масла в рамках программы гарантийного обслуживания.
Отбор проб под давлением
Самое распространенное и популярное средство отбора проб на общепромышленных и гидравлических системах — контрольный порт с внутренней резьбой, предназначенный для подсоединения пробоотборника. Клапаны из латуни или нержавеющей стали (рис. имеют либо эластомерные уплотнения, либо конструкции с седлом и металлическим шариком, способные выдерживать давление при отборе проб до 5 МПа (750 фунт/дюйм2), в зависимости от исполнения. Обычно они поставляются с фитингами JIC (SAE J514), которые являются стандартными для таких устройств. Такие порты предпочтительны для промышленного применения, поскольку клапан позволяет использовать большой зонд (4 мм), идеально подходит для участков, где приходится работать с пробами масла высокой вязкости. К тому же их можно использовать с насосами для отбора проб при установке на резервуары систем смазки с масляной ванной при атмосферном давлении, например, на редукторах.
Система пробоотбора с игольчатым клапаном типа Probalizer / SOS
Подобным портом для отбора проб под давлением, который в основном используется на поршневых двигателях и в трансмиссиях автомобилей, является контрольный порт с игольчатым клапаном (2 мм) (рис. 9). Небольшой одноразовый игольчатый клапан соединяется с пробоотборной емкостью, что обеспечивает быстрый отбор пробы масла из двигателя (рис. 10).
К другим вариантам, имеющимся на рынке, относятся клапаны с кнопочным управлением. (Рис.11). Такие сливные клапаны используются для анализа масла из резервуаров или масляных поддонов. Недавно стала доступна новая технология, представляющая собой модули мониторинга состояния Luneta. Они объединяют в себе пробоотборный порт/кран и смотровое стекло (рис. 12). Эти устройства могут быть присоединены к резервуарам и отстойникам взамен старых смотровых стекол и для исключения необходимости использования отдельного порта для отбора проб.
Ручной отбор проб при атмосферном давлении
Рис. 14: Отбор проб из резервуаров с помощью откачивающего насоса. Бутылки для отбора проб подходят для этих насосов, обычно используются бутылки с круглой горловиной диаметром 38 мм. (материал предоставлен: Руководство компании Shell для специалистов по анализу масла)
В старом оборудовании (с датой изготовления до 1980 г.) пробоотборные клапаны устанавливались редко, поэтому выбор точки и метода отбора проб должен был осуществляться обслуживающим персоналом. Насосы для отбора проб (рис. 13) с трубкой Tygon уже много лет используются для отбора проб из резервуаров вручную. Такие насосы предназначены для создания вакуума в пробоотборной бутылке и забора масла из масляного поддона без давления (рис. 14).
Бутылки
Рис. 15: Непрозрачные (HDPE) и прозрачные (PETE) пробоотборные бутылки объемом 120 мл (материал предоставлен
Бутылки для отбора проб бывают разных форм и размеров. Бутылки емкостью 120 мл (4 унции) из полиэтилена высокой плотности (непрозрачные) уже много лет являются наиболее распространенными бутылками для отбора проб. Многие поставщики в настоящее время предоставляют для отбора проб масла прозрачные бутылки из ПЭТ или ПС, поэтому конечные пользователи могут легко увидеть мусор или воду в пробе и выполнить повторный отбор пробы перед ее передачей в лабораторию для анализа или отправкой стороннему поставщику услуг (рис. 15).
Бутылки высокой чистоты
Рис. 16 Процесс отбора проб с использованием бутылок UCVD (материал предоставлен Mecoil)
Бутылки, очищенные фильтрованным воздухом, продаются с обозначением «Super clean» и предназначены для применения в условиях, где действуют особо жесткие требования к загрязнению твердыми частицами. Иногда эти бутылки поставляются с герметичной прокладкой между горловиной и крышкой. Не существует стандарта, устанавливающего уровни «чистоты», поэтому покупатель должен сам уточнять, каков уровень чистоты этих бутылок. Обычно они дороже, чем обычные бутылки для отбора проб, и в некоторой степени неэффективны, поскольку требуется повышенная осторожность, так как бутылка загрязняется сразу после открытия крышки. Некоторые операторы сводят к минимуму попадание мусора в производственную среду, отбирая пробы в полиэтиленовом мешке, однако это может стать причиной сильного загрязнения, поскольку оператор может легко пролить пробу в мешок.
UCVD
Бутылки для вакуумного устройства Ultra Clean очищаются в соответствии с нормами ISO 11/9/4 и запечатываются. В отличие от других «бутылок высокой чистоты», здесь не требуется открывать крышку. Эту бутылку можно использовать вместе с пробоотборным зондом или игольчатым клапаном, что позволяет избежать использования откачивающего насоса для отбора проб. Оператор просто подсоединяет трубку от пробоотборного порта к бутылке и открывает клапан. По окончании отбора пробы необходимо закрыть клапан бутылки и установить на место крышку UCVD (см. рис. 16).
Маркировка точек отбора проб и самих проб
Неправильная идентификация точек отбора проб и самих проб — очень частая причина путаницы. Все точки отбора проб после идентификации должны быть надлежащим образом обозначены, как минимум, табличкой с подробным указанием кода точки отбора проб, определенного системой управления активами организации, а также марки и сорта масла (рис. 17).
Используйте этикетки, заранее напечатанные с помощью программного приложения для управления активами, LIMS или полученные от поставщика услуг.
Рис. 17: Правильно обозначенная точка отбора проб (материал предоставлен: Trico)
- Немедленно маркируйте пробы. Неправильно идентифицированные пробы — очень частая причина путаницы.
- По возможности используйте предварительно распечатанные этикетки активов из программного обеспечения (например, OilView, SpectroTrack) (рис. 18). Чем больше информации будет представлено на этикетках, тем более значимыми будут результаты анализа проб.
Что нужно и что нельзя делать при отборе проб:
- НЕОБХОДИМО производить отбор проб, когда машина работает или в течение 30 минут после работы.
- НЕОБХОДИМО всегда отбирать пробы из одной и той же точки.
- НЕОБХОДИМО немедленно маркировать пробу во избежание путаницы.
- НЕОБХОДИМО слить масло / воду / мусор из тупиковых участков перед отбором проб.
- НЕ ДОПУСКАЕТСЯ брать пробы сразу после замены или долива масла.
Рис. 18: Этикетки бутылок для проб масла, напечатанные с помощью приложения OilView (материал предоставлен: Emerson Process Management)
Частота отбора проб
Производители машинного оборудования часто указывают интервал отбора проб, но эти данные должны быть лишь приблизительным ориентиром. Владелец оборудования сам определяет оптимальные интервалы отбора проб. Перечень вопросов при определении интервала отбора проб включает:
- Угроза безопасности (например, смерть или потеря конечности в случае катастрофического отказа)
- Критичность оборудования (или отсутствие резервирования)
- Окружающая среда (влажная, сухая и т. д.)
- Условия эксплуатации (нагрузка, скорость)
- Какова история отказов?
- Насколько дорого обходится отказ? Какова стоимость ремонта? Каковы потери продукции? Ставится ли под угрозу жизнь и безопасность?
- Изменились ли условия эксплуатации с увеличением нагрузки на машину?
Как правило, для наиболее важного промышленного оборудования подходит ежеквартальный или ежемесячный интервал отбора проб, а на поршневых двигателях пробы обычно отбирают с более частым интервалом, в зависимости от времени работы на данном масле и наработки двигателя. Ответы на вышеперечисленные вопросы помогут решить, какой режим является более подходящим. В новой программе обычно рекомендуется начинать с месячного интервала, а затем продлевать его по мере получения данных. Наличие оборудования для анализа масла на месте эксплуатации позволяет пользователю самостоятельно определять и безопасно увеличивать интервалы по мере развития тенденций.
Дополнительные указания можно получить, проконсультировавшись с производителем оборудования и поставщиком масла. Ниже приводится информация, которую следует использовать в качестве руководства для определения правильных интервалов отбора проб.
Обучение
Даже при наличии усовершенствованных портов для отбора проб и упрощенного доступа оператор по-прежнему несет ответственность за отбор надлежащих проб. В соответствии с передовыми методами работы в своей отрасли, организации должны иметь стандартные рабочие инструкции для каждого класса оборудования, а если точка отбора проб находится в ограниченном пространстве или близко к вращающимся компонентам, необходимо применять дополнительные меры безопасности, например ограждения и маркировку. Работник, имеющий опыт отбора проб масла, должен продемонстрировать обучаемому всю процедуру, дав ему советы по каждой машине, на которой будет производиться отбор проб. Работы должны выполняться в соответствии с методикой отбора проб с использованием необходимых инструментов.
Маршруты отбора проб и использование инструментов для анализа масла на месте эксплуатации
Анализ вибрации и термография по маршрутному листу являются стандартными методами контроля состояния оборудования и теперь возможны благодаря мониторингу состояния масла. Мониторинг состояния машинного масла дает полезную и важную информацию о состоянии оборудования и дополняет данные, полученные в результате анализа вибрации.
До сих пор в маршрутах осмотра оборудования не мог быть полноценно интегрирован мониторинг состояния масла. Для регистрации таких показателей управления смазкой, как количество добавленного масла или его уровень, использовались только портативные регистраторы данных. Фактический мониторинг состояния масла не проводился, так как не было доступной технологии, которая позволяла бы быстро и легко получать точную, значимую информацию. С помощью анализатора FluidScan Q1100 можно получить важные количественные параметры прямо в точке отбора пробы за одну минуту всего лишь из одной капли масла. В результате теперь можно реализовать рабочий процесс анализа состояния масла в машинном оборудовании по маршрутному листу (рис. 19).
Рис. 19: Операторы отбирают пробы и анализируют состояние масла в гидравлическом баке (материал предоставлен: Spectro scientific)
Анализатор FluidScan может загружать всю необходимую информацию (район/оборудование/точка, тип масла и наборы пределов аварийной сигнализации) из программы Emerson OilView для создания маршрута. Это экономит время и обеспечивает ввод правильных данных для каждой единицы оборудования. После завершения маршрута данные измерений, выполненных прибором FluidScan в каждой точке, отобранной на маршруте, импортируются в AMS, что позволяет поддерживать полную базу данных по всему оборудованию.
Анализ масла по маршрутному листу обеспечивает большую гибкость для программ анализа масла на месте эксплуатации и дает возможность упростить рабочие процессы в промышленных условиях с помощью простого в использовании измерительного прибора.
Заключение
Программы анализа масла эффективны только в том случае, если проба является репрезентативной для состояния оборудования, а методика и место отбора пробы неизменны. Хороший ввод обеспечивает хороший вывод. Владельцы новых и существующих программ имеют широкий спектр поддержки и современных технологий, чтобы гарантировать единообразие, легкость и надежность отбора проб.
Справочные материалы
Checkfluid.com, Fluid transfer systems.au, Schroeder Industries, Noria.com, Luneta.com, Pall Corp, Apex Oil Lab, Trico, Jenbacher, Emerson, Mecoil, Shell LubeAnalyst Barraclough T «Установление пределов содержания частиц износа с использованием теории состояния динамического равновесия (DEC) для прогнозирования режимов чрезмерного износа оборудования»
В настоящее время общепризнано, что результаты испытаний и физико-химического анализа (ФХА) трансформаторного масла (ТМ), в том числе и хроматографический анализ растворённых в нём продуктов разложения изоляции (ГХ-анализ), позволяют выявить до 60—70% развивающихся повреждений в высоковольтном маслонаполненном электрооборудовании (ВМНЭО). Процесс диагностики ВМНЭО на основе ФХА трансформаторного масла можно условно разделить на три этапа [1]:
• отбор пробы масла и транспортировка в лабораторию;
• проведение анализа и испытаний ТМ в лаборатории;
• интерпретация результатов анализа — выдача диагностического заключения.
К каждому из этих этапов предъявляются жёсткие требования, несоблюдение которых приводит к получению заведомо неверных диагностических заключений со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В статье рассматривается только первый этап — отбор проб ТМ из бака силовых трансформаторов и газов из газового реле. Правильный и грамотный отбор пробы ТМ является основой получения достоверных результатов испытаний и ФХА. Поэтому одной из основных задач является обеспечение представительности пробы, т.е. тождественность ТМ, содержащегося в ВМНЭО и пробоотборной ёмкости.
Существует множество причин, которые на практике могут привести к нарушению представительности отобранной пробы. Например, небрежный отбор проб или отбор в загрязнённые пробоотборные устройства может привести к ошибочным заключениям в отношении качества ТМ, что в свою очередь приводит к ошибочному диагностическому заключению о состоянии ВМНЭО и в конечном итоге — к неоправданным затратам. Согласно данным, приводимым американской сервисной компанией Doble Engineering Company, расходы, связанные с некачественным отбором пробы трансформаторного масла на ГХ-анализ (непредставительные пробы), оцениваются как в литературе [2]. При отборе одной пробы стоимость ГХ-анализа составляет лишь небольшую часть от общей суммы расходов, связанных с отбором и анализом проб (табл. 1).
Конечно, приведённые цифры могут различаться для различных энергосистем и лабораторий сервисных служб, однако эти данные показывают, что в большинстве случаев затраты на анализ составляют лишь около 17% от стоимости всего процесса отбора, анализа и оценки полученных данных. Если же доставленные в лабораторию пробы являются непредставительными, расходы увеличиваются в соответствии с данными табл. 2.
Аналогичная ситуация наблюдается и для других видов ФХA ТМ.
При этом если результаты анализа первоначальной пробы сразу не были признаны плохими, то дальнейшие расходы, связанные с этой пробой, могут быть ошеломляющими. Например, по результатам анализа «плохой» пробы эксплуатирующая исследуемое оборудование организация может предпринять меры для улучшения состояния ТМ, провести дегазацию ТМ или даже регенерацию или замену. В конечном счёте эти расходы могут достигать 10 и даже 30 тыс. долл. США. По этой причине в случае несоответствия показателей ТМ нормированным значениям всегда рекомендуется осуществлять повторный отбор пробы и её анализ для подтверждения результатов первой пробы. Если результаты анализов первой и второй проб совпадают, то можно принимать решения по дальнейшим действиям в отношении ВМНЭО. Если же результаты анализов первой и второй проб отличаются, то необходимо провести ещё один контрольный анализ.
Следует учитывать также и другие факторы, приводящие к неправильной интерпретации результатов ФХА, например случайную подмену проб или их неправильную идентификацию.
В настоящее время отбор проб жидких диэлектриков, в том числе и ТМ, как у нас в стране, так и за рубежом осуществляется в соответствии с действующими в каждой стране нормативными документами. Так, пробоотбор из электрических аппаратов и других ёмкостей должен осуществляться в соответствии с требованиями отечественных стандартов [3, 4]. Процедура отбора пробы нормируется также стандартом МЭК [5] или соответствующими национальными стандартами, например американским стандартом [6].
Для проведения хроматографического анализа газов, растворённых в изоляционных жидкостях, отбор проб необходимо осуществлять в соответствии с требованиями [7—9].
Как было показано выше, важнейшей задачей при отборе пробы ТМ из ВМЭО является обеспечение представительности пробы. Для этого необходимо соблюдение ряда требований, как к устройствам и приспособлениям для отбора, так и к технологии проведения отбора пробы ТМ. Рассмотрим некоторые из них.
Требования к ёмкостям
для отбора, транспортировки и хранения проб
Можно выделить 3 основных требования к ёмкостям для отбора, транспортировки и хранения проб ТМ.
1. Объём ёмкости для отбора проб ТМ должен быть достаточным для проведения соответствующего анализа.
2. Материал и конструкция ёмкости должны исключать попадание инородных веществ, которые могут привести к изменению анализируемых параметров. Кроме того, должны предотвращаться потери или появление газов или других веществ, на содержание которых проводится анализ.
3. Материал и конструкция ёмкости должны исключать влияние солнечного света. Объём проб, необходимых для проведения различных видов ФХА, примерно одинаков в требованиях стандартов различных стран и колеблется от 10 до 400 мл. При этом следует иметь в виду, что отборы проб должны производиться с небольшим запасом, составляющим 10—15% от анализируемого объёма. Существующие в настоящее время ёмкости для отбора проб ТМ условно можно разделить на две категории.
Ёмкости категории «А» необходимы для отбора проб ТМ на определение растворённых в нём газов и воды. Как показал опыт, наиболее приемлемым является пробоотборник в виде цельностеклянного шприца с индивидуально притёртым поршнем, обеспечивающим наибольшую газоплотность. В Российской Федерации этому вопросу уделялось достаточное внимание [1, 10—12], и проведённые исследования показали, что при использовании специализированных пробоотборников (рис. 1) срок сохраняемости пробы ТМ может составить от нескольких дней до нескольких недель и более.
Указанные пробоотборники могут быть использованы для отбора проб ТМ практически для всех видов ФХА, за исключением испытания на пробивное напряжение ТМ (требуется не менее 300 мл ТМ) и для определения влагосодержания ТМ по ГОСТ 7822-75 (не менее 170 мл ТМ). В то же время необходимо отметить, что ёмкости категории «А» являются наиболее дорогостоящими. По этой причине экономически целесообразно применять их только для отбора проб на проведение анализа газов и воды в ТМ.
Ёмкости категории «В» необходимы для остальных видов ФХA и могут быть изготовлены из цветного стекла, пластика или металла. Стеклянные ёмкости, несмотря на широкое применение, неудобны при транспортировке, имеют относительно большой вес и хрупки. Поэтому в последнее время многие сервисные службы для отбора, транспортировки и хранения ТМ применяют металлические бесшовные ёмкости соответствующего объёма, изготовленные из алюминия или нержавеющей стали. Допускается также применение металлических ёмкостей со сварным швом, который, в отличие от паяного шва, практически не влияет на физико-химические и электрические свойства пробы ТМ.
Однако, на наш взгляд, наиболее перспективным является применение пластиковых ёмкостей для отбора и транспортировки ТМ. Их неоспоримое преимущество заключается прежде всего в маленьком весе, который на порядок меньше по сравнению со стеклянными ёмкостями. Кроме того, как и металлические ёмкости, они не разбиваются. Использование пластиковых ёмкостей из темной пластмассы позволяет защищать пробы ТМ от солнечных лучей. При этом необходимо отметить, что не все виды пластмасс являются совместимыми с трансформаторным маслом, поэтому ёмкости должны быть изготовлены из материалов, совместимых с ТМ.
Существенными недостатками пластиковых ёмкостей до последнего времени были их относительно низкие барьерные свойства. Это связано с тем, что структура полимеров во многих случаях не является препятствием, например, для газов и даже воды, имеющих относительно небольшие размеры молекул. Для устранения этого недостатка ёмкости категории «В» должны изготавливаться с применением специальных технологий и материалов, обеспечивающих высокие барьерные свойства. В настоящее время уже реализованы многослойные технологии, когда между слоями основного полимера находится слой другого полимера, обеспечивающего достаточную газоплотность.
Важным достоинством пластиковых ёмкостей является то, что они могут применяться как одноразовые. Если расходы на мытье и сушку стеклянных или металлических ёмкостей многоразового применения сопоставимы со стоимостью пластиковых, то целесообразность отказа от мытья и сушки в условиях лаборатории очевидна. При этом исключается возможный риск применения некачественно промытых и высушенных ёмкостей, влияющих на представительность пробы.
Определённый интерес вызывает и применение специализированных ёмкостей с гибкой оболочкой для отбора пробы ТМ и газов (рис. 2).
Специализированные ёмкости с гибкой оболочкой для отбора и транспортировки проб ТМ на ФХА выпускаются трёх объёмов, определяемых видом ФХА. Минимальный объём пакетов составляет 100 мл, максимальный — 650 мл. Этот объём позволяет провести два параллельных анализа на определение пробивного напряжения трансформаторного масла.
Требования к проведению
отбора проб
Методика проведения отбора проб ТМ на проведение ФХА и испытаний подробно описана в нормативной документации, на которую даны ссылки в этой статье, а также в некоторых инструкциях по эксплуатации приборов и пробоотборных устройств. Тем не менее для обеспечения представительности пробы на некоторые важные аспекты технологии отбора проб ТМ из ВМНЭО необходимо обратить особое внимание. В общем случае должны соблюдаться следующие требования:
• отбор пробы должен быть максимально унифицирован, т.е. пробы ТМ должны отбираться одинаковым способом;
• пробоотбор должен производиться с применением соответствующих инструментов и принадлежностей, таких как промывной контейнер, трубки, этикетки для идентификации пробы, перчатки из маслостойкого материала. Для обеспечения экологической безопасности рекомендуется применять специальный поддон и абсорбирующий материал для предотвращения разлива ТМ;
• отбор проб из ВМНЭО должен производиться при обычном режиме работы или сразу после его отключения;
• перед отбором пробы необходимо слить достаточное количество масла в промывной контейнер для удаления загрязнений, которые могут находиться в коммуникациях;
• трубки должны быть изготовлены из специального материала, не имеющего «память», т.е. не адсорбирующего анализируемые компоненты. В особо ответственных случаях трубки должны быть использованы только один раз. Не рекомендуется применение трубок из таких материалов, как натуральный каучук или ПВХ, которые могут загрязнить пробу;
• обеспечить наполнение каждой ёмкости категории «В» не менее чем на 95% её вместимости;
• плотно закрывать пробоотборную ёмкость сразу после её заполнения;
• проверить правильность и полноту маркировки этикетки;
• восстановить первоначальный вид пробоотборной точки.
Усовершенствование метода отбора проб из газового реле
силовых трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих реакторов
В настоящее время отбор проб газов из газового реле производится в соответствии с СО 153-34.46.502 «Инструкция по определению характера внутренних повреждений трансформаторов по анализу газа из газового реле» и РД 34.035.518- 2001 «Инструкция по эксплуатации газовой защиты».
В обоих документах регламентируется в качестве пробоотборного устройства использование прибора, состоящего из стеклянной пипетки вместимостью 500 мл, уравнительной склянки с затворной жидкостью и соединительной резиновой трубки; прибор для отбора проб газов размещается в деревянном футляре. Громоздкая конструкция прибора разработана более 30 лет назад, отбор с его помощью требует участия двух человек.
Следует отметить, что отбор пробы газа из газового реле производится для проверки на горючесть и далее для определения химического состава. При этом действующим нормативным документом предписывается отбирать не менее 450—500 см3. Горючесть отобранного газа должна определяться сразу же в помещении, поскольку на открытом воздухе ветер или дождь могут препятствовать возгоранию.
В связи с появлением и активным внедрением в энергосистемы Российской Федерации газоплотных пробоотборных устройств существующая методика отбора проб газов из газового реле может быть пересмотрена. Вместо громоздких и плохо приспособленных для перемещения проб газов на большие расстояния устройств в соответствии с РД 34.035.518-2001 целесообразно применение специализированных газоплотных пробоотборных пакетов «ЭЛХРОМ» (рис. 3).
В этом случае упрощается процедура отбора проб газов из газового реле; сокращается время отбора; обеспечивается представительность пробы и отсутствует необходимость специальной подготовки персонала.
Важно отметить, что для качественного отбора как жидкой, так и газообразной пробы необходимы специальные переходники, позволяющие повышать качество пробоотбора (рис. 4).
В дополнение к сказанному представляется интересным применение индикаторных трубок (ИТ) для оценки наличия горючих газов в газовом реле.
Применение ИТ позволяет получить первичную информацию при минимуме затрат на её получение. В ряде случаев первичной информации бывает достаточно для принятия решения. Например, если при помощи ИТ не обнаруживаются горючие газы в газовом реле силового трансформатора, то отбор пробы газа для проведения хроматографического анализа в лаборатории становится невостребованным. Таким образом, достигается экономия средств и времени на перенос образцов в лабораторию и выполнение анализа. К другим преимуществам газового анализа с применением ИТ относятся малый вес и габариты, достаточная чувствительность и точность анализа, простота подготовки и выполнения анализа, что позволяет проводить газовый анализ лицам без специальной подготовки.
ИТ могут быть приспособлены для работы с пробоотборным устройством (рис. 5). Предлагаемое диагностическое обеспечение позволяет снизить стоимость анализа, т.к. в этом случае отпадает необходимость применять специальные аспираторы для прокачки исследуемого газа через ИТ и, следовательно, отбора проб газа из газового реле силовых трансформаторов, а вместо аспираторов используются газоплотные шприцы «ЭЛХРОМ», применяемые для отбора проб ТМ.
Примерный порядок работы с индикаторными трубками (ИТ):
• надрезаются и обламываются концы ИТ;
• в шприц набирается порция исследуемого вещества;
• с помощью гибкой трубки шприц присоединяется к ИТ;
• исследуемое вещество пропускается через ИТ;
• измеряется длина переокрашенных зон;
• с помощью формул или по цвету переокрашенных зон определяется содержание исследуемых веществ.
ВЫВОДЫ
1. Повышение качества отбора проб ТМ из бака силовых трансформаторов и газов из газового реле является актуальной задачей, требующей современного приборно-методического и аналитического обеспечения и корректировки существующей нормативно-технической документации.
2. Для обеспечения представительности проб при отборе, хранении и транспортировке в лабораторию для выполнения анализа предлагается применение одноразовых ёмкостей в виде пластиковых бутылок или специализированных ёмкостей с гибкой оболочкой.
3. Использование ИТ для предварительной оценки состава газов из газового реле трансформаторов позволяет оперативно в полевых условиях определить наличие горючих газов в газовом реле, повысить надёжность, а также снизить трудоёмкость определения состава газов. Экономический эффект от применения предложенной методики отбора пробы из газового реле силовых трансформаторов достигается за счёт повышения представительности пробы, отсутствия необходимости доставки в лабораторию и выполнения ГХ-анализа всех проб, сокращения времени и численности персонала, задействованного в процессе отбора пробы.
ЛИТЕРАТУРА
1. L.A. Darian, J.S.Sung. Influence of the gas tight samplers of insulating oil on the accuracy of GC analysis / 13 International Symposium on High Voltage Engineering. Netherlands 2003, Smit (ed) 2003 Millpress, Rotterdam, ISBN 90-77017-79-8.
2. Lance R. Lewand SAMPLING OF DIELECTRIC LIQUIDS Doble Engineering Company, USA.
3. ГОСТ 6433.5-84. «Диэлектрики жидкие. Отбор проб».
4. ГОСТ 2517-85. «Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб».
5. «IEC 60475: Method of sampling liquid dielectrics», International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembe, Geneva, Switzerland, 1974.
6. «ASTM D 923: Standard Practice for Sampling Electrical Insulating Liquids» in Electrical Insulating Liquids and Gases; Electrical Protective Equipment, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 10.03, ASTM, West Conshohochen, PA, 2001.
7. РД 34.46.303-89 «Методические указания по подготовке и проведению хроматографического анализа газов, растворённых в масле силовых трансформаторов».
8. «IEC 60567: Guide for the Sampling of Gases and of Oil from Oil-? lled Electrical Equipment and for the Analysis of Free and Dissolved gases», International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembe, Geneva, Switzerland, 1992.
9. «ASTM D 3613: Standard Practice for Sampling Electrical Insulating Oils for Gas analysis and Determination of Water Content» in Electrical Insulating Liquids and Gases; Electrical Protective Equipment, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 10.03, ASTM, West Conshohochen, PA, 2001.
10. Дарьян Л.А. Пробоотборники «ЭЛХРОМ» для хроматографического анализа газов, растворённых в трансформаторном масле. В сб. «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11». — С-Петербург: ПЭИПК, 2000, с. 234—237.
11. Дарьян Л.А., Коробейников С.М. «Анализ качества устройства отбора проб, применяемых для хроматографического анализа газов, растворённых в изоляционных жидкостях». Электричество, 2006, № 12, с. 62—64.
12. Патент № 48065. Жидкостный пробоотборник. /Дарьян Л.А. // Зарегистрирован 10.09.2005 г., бюл. № 25.