RPVOT คืออะไร และฉันควรใช้งานอย่างไร?
น้ำมันทุกชนิดจะเสื่อมสภาพ (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) เมื่อใช้งาน โมเลกุลของน้ำมันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในระหว่างกระบวนการออกซิเดชัน ทำให้เกิดสารที่ไม่ละลายน้ำและส่วนประกอบที่เป็นกรด อัตราการออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 10 องศาเซลเซียสที่ มากกว่า 60ที่ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 1 องศาเซลเซียส (ตามกฎอัตราของอาร์เรเนียส) แต่ยังเร่งขึ้นได้ด้วยน้ำ อากาศที่ปนอยู่ และโลหะที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารหล่อลื่นมักมีสารต้านอนุมูลอิสระ (ฟีนอลและอะมิโน) ที่ช่วยชะลอการเกิดปฏิกิริยา เมื่อสารเหล่านี้ถูกใช้ไป อัตราการเกิดออกซิเดชันก็จะเร่งขึ้น
การทดสอบการออกซิเดชันในภาชนะความดันหมุน (Rotating Pressure Vessel Oxidation Test หรือ RPVOT) ซึ่งเดิมเรียกว่า Rotating Bomb Oxidation Test (RBOT) เป็นการทดสอบที่วัดความเสถียรต่อการออกซิเดชันของน้ำมัน RPVOT วัดความต้านทานต่อการออกซิเดชันของน้ำมัน ในขณะที่การทดสอบอื่นๆ ตรวจจับผลพลอยได้จากการออกซิเดชันของน้ำมันที่เกิดขึ้นแล้ว
ข้อดี:
ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบคุณภาพระหว่างล็อตการผลิตได้
ช่วยให้สามารถติดตามแนวโน้มการเสื่อมสภาพของน้ำมันระหว่างการใช้งานได้
ให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วกว่าการทดสอบเครื่องแก้วแบบอื่น เช่น TOST (ASTM D943) ซึ่งอาจใช้เวลานานหลายเดือนหรือหลายปี
ข้อเสีย:
ไม่สามารถวัดปริมาณสารที่ไม่ละลายน้ำ กรด ตะกอน คราบน้ำมัน ฯลฯ ผลิตภัณฑ์จากการออกซิเดชันและสารที่ไม่ละลายน้ำของคาร์บอนเหล่านี้สามารถเกาะติดกับพื้นผิวได้เมื่อเวลาผ่านไป และทำให้ระยะห่างที่สำคัญลดลงอย่างมาก
ความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบอยู่ที่ 22% ดังนั้น ผลลัพธ์ RPVOT ที่ 2,000 นาที จึงควรแสดงด้วยช่วงค่าระหว่าง 1,560-2,440 นาทีจะเหมาะสมที่สุด
RPVOT ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่ากังหันทั่วไปมาก โดยมีการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเข้าไปด้วย ดังนั้นจึงเป็นการจำลองที่ไม่แม่นยำนักเมื่อเทียบกับน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในกังหันจริง
การทดสอบนี้มีราคาแพง
การทดสอบ RPVOT ดำเนินการอย่างไร? (ASTM D2272)
นำน้ำมันใช้แล้วและน้ำกลั่น 5 กรัม ชั่งใส่ลงในภาชนะปฏิกิริยาสำหรับการทดสอบ ใส่ขดลวดทองแดงขัดเงาลงในส่วนผสมเพื่อเร่งปฏิกิริยา จากนั้นยึดภาชนะให้แน่นในภาชนะสแตนเลส ใช้มาโนมิเตอร์วัดความดันภายในภาชนะ และเติมออกซิเจนบริสุทธิ์ลงในอุปกรณ์จนได้ความดัน 620 กิโลปาสคาล
ขดลวดทองแดงและส่วนผสมน้ำมัน-น้ำถูกหมุนภายใต้แรงดันที่ 150ที่เซลเซียส เป็นเวลา 60 รอบ การให้ความร้อนในตอนเริ่มต้นทำให้ความดันภายในภาชนะเพิ่มขึ้น สภาวะสุดขั้ว (ออกซิเจนและทองแดง น้ำ อุณหภูมิ ฯลฯ) เร่งกระบวนการออกซิเดชันซึ่งจะใช้ออกซิเจนภายใน ทำให้ความดันลดลง ตัวแปรที่วัดได้คือระยะเวลาจนกว่าความดันภายในจะลดลง 175 กิโลปาสคาลจากค่าสูงสุด ระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นแสดงถึงความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่มากขึ้น
ควรตีความผลลัพธ์ของ RPVOT อย่างไร?
มาตรฐาน ASTM D4378–97 (มาตรฐานการปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบน้ำมันหล่อลื่นกังหันแร่สำหรับกังหันไอน้ำและกังหันก๊าซในระหว่างการใช้งาน) ระบุว่า การลดลงของค่า RPVOT 75% เหลือ 25% ของค่าน้ำมันใหม่ เป็นขีดจำกัดเตือนภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีค่าความเป็นกรด (AN) เพิ่มขึ้นด้วย
ผู้ผลิตกังหันมักจะทำให้เรื่องนี้ง่ายขึ้นและกำหนดขีดจำกัดไว้ที่ 25% ของค่า RPVOT เริ่มต้น โดยไม่กล่าวถึงมาตรฐาน AN บางรายระบุขั้นต่ำไว้ที่ 100 นาที น้ำมันที่ถึงระดับ RPVOT ขั้นต่ำที่อนุญาตแล้วควรเปลี่ยนใหม่ วิธี "ระบายและเติมใหม่" สำหรับการฟื้นฟูน้ำมันกังหันสามารถใช้เป็นมาตรการชั่วคราวเพื่อยืดอายุการใช้งานของน้ำมันได้ แต่ควรใช้ความระมัดระวัง น้ำมันพื้นฐานที่อิ่มตัวจะเกิดตะกอนและคราบเหนียวได้ง่ายมาก ดังนั้นการเติมสารเพิ่มคุณภาพอาจนำไปสู่ปัญหาอื่นๆ ได้
ค่า RPVOT ที่สูงขึ้น บ่งชี้ถึงคุณภาพน้ำมันหล่อลื่นกังหันที่สูงขึ้นหรือไม่?
การทดสอบ RPVOT ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้เปรียบเทียบสารหล่อลื่นตั้งแต่แรก เหตุผลหนึ่งก็คือ มันเป็นการจำลองที่ไม่แม่นยำของน้ำมันหล่อลื่นสำหรับกังหันที่ใช้งานจริง ตัวอย่างเช่น การทดสอบนี้เร่งการเสื่อมสภาพของน้ำมันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง ดังนั้นผู้ผลิตน้ำมันหล่อลื่นสำหรับกังหันจึงสามารถ "โกง" การทดสอบได้โดยการเพิ่มปริมาณสารเร่งปฏิกิริยาทองแดงในสูตร ซึ่งไม่มีประโยชน์ในทางปฏิบัติในการใช้งานจริง
ควรใช้ RPVOT อย่างไร?
ในโลกอุดมคติ RPVOT ควรเป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ การทดสอบวิเคราะห์น้ำมันที่ใช้แล้ว ซึ่งจะถูกนำมาวิเคราะห์ร่วมกัน โดยการติดตามแนวโน้มของ RPVOT, MPC, UC, FTIR, ICP, RULER และผลลัพธ์อื่นๆ จะสามารถสร้างภาพรวมของสภาพโดยรวมของกังหันได้ ซึ่งจะช่วยให้สามารถระบายน้ำมันออกได้ในเวลาที่เหมาะสม