Onsite additive depletion monitoring in turbine oils by FTIR spectroscopy

Význam tématu

Monitoring spotřeby antioxidantů v turbínových olejích je klíčový pro zajištění bezporuchového provozu energetických a průmyslových plynových či parních turbín. Včasná detekce poklesu ochranných látek předchází nadměrnému oxidačnímu poškození, vzniku nánosů a předčasnému únavovému selhání ložisek či těsnění. Onsite analýza antioxidantů pomáhá optimalizovat údržbu a prodloužit životnost maziv.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikované studie je demonstrovat schopnost přístrojové soupravy Agilent 5500t FTIR spektrometru provádět rychlé, snadné a bezpřípravné měření fenolických a aminických antioxidantů přímo v provozních podmínkách. Studie představuje metodiku sledování časového vývoje koncentrací těchto antioxidantů a související tvorby oxidačních vedlejších produktů, včetně varovných úrovní pro včasnou údržbu.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá ve Fourierově transformaci infračervené spektroskopie (FTIR), která identifikuje charakteristické pohlcovací pásy fenolických a aminických antioxidantů (tzv. finger­print pásy). Systém automaticky porovnává spektrum provozního vzorku s referenčním spektr­em nového oleje a kvantifikuje obsah antioxidantů v hmotnostních procentech. Žádné přípravy vzorku, kalibrace či elektrody nejsou zapotřebí.

Použitá instrumentace

• Agilent 5500t FTIR spektrometr
• Vysoce citlivý optický systém pro pásma antioxidantů
• Integrovaný software pro automatické porovnání a varování na prahových úrovních

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza termicky urychlené oxidace oleje ISO 32 ukázala, že:

• Fenolický antioxidant rychle klesá na cca 40 % původní hodnoty již v počáteční fázi.
• Aminický antioxidant si dlouho udržuje vyšší než 80 % koncentrace a po dosažení kritické úrovně fenolu nastupuje prudký pokles ve třech etapách.
• Vzájemný vztah spotřeby antioxidantů a tvorby oxidačních produktů je přímo sledovatelný a prismyslení software automaticky vykazuje žluté (monitorovat často) a červené (vyměnit okamžitě) výstrahy.
• Srovnání s voltametrickými metodami potvrzuje vyšší rychlost, nulovou potřebu přípravy a vyšší reprodukovatelnost měření FTIR.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá onsite detekce poklesu antioxidantů bez zdržení laboratořemi.
• Prodloužení intervalů údržby díky včasné detekci kritických mezí.
• Sledování vlhkosti, nitrace a přítomnosti kontaminantů v jednom měření.
• Snadná obsluha bez speciálních chemikálií a údržby elektrod.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace FTIR systémů do prediktivní údržby a IoT platforem pro nepřetržitý sběr dat.
• Rozšíření metodiky na syntetické, esterové nebo vodou ředitelné oleje a maziva.
• Vývoj pokročilých chemometrických modelů pro simultánní kvantifikaci více aditiv a degradantů.
• Miniaturizace optiky a přenosných zařízení pro plošné nasazení v terénu.

Závěr

Agilent 5500t FTIR spektrometr poskytuje spolehlivou, rychlou a snadnou metodu pro nezávislé měření fenolických a aminických antioxidantů v turbínových olejích. Díky onsite analýze bez přípravy vzorku a bez údržby elektrody lze včas detekovat kritické body oxidačního cyklu a optimalizovat údržbu pro zajištění kontinuálního provozu zařízení.

Reference

• Higgins F. Onsite additive depletion monitoring in turbine oils by FTIR spectroscopy: Fast, easy antioxidant measurement. Agilent Technologies; 2008–2011. Publication Number 5990-7801EN.