ASTM D6786 Zliczanie cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych za pomocą automatycznych optycznych liczników cząstek

Norma „ASTM D6786 Standardowa metoda badania zliczania cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych przy użyciu automatycznych optycznych liczników cząstek”, opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metodę badania służącą do określania stężenia cząstek i rozkładu wielkości cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych. Metoda ta nadaje się do badania olejów o lepkości od 6 do 20 mm²/s w temperaturze 40°C. Ta metoda badania jest specyficzna dla automatycznych analizatorów cząstek cieczy, które wykorzystują zasadę gaszenia światłem.

Cząsteczki w oleju izolacyjnym mogą mieć niekorzystny wpływ na właściwości dielektryczne cieczy, w zależności od ich wielkości, stężenia i struktury. Cząsteczki te mogą pochodzić z zanieczyszczeń zewnętrznych, produktów ubocznych degradacji oleju lub materiałów wewnętrznych, takich jak metale, węgiel lub włókna celulozowe.

Liczba cząstek stałych stanowi ogólny wskaźnik poziomu zanieczyszczenia i może być przydatna do oceny stanu niektórych rodzajów urządzeń elektrycznych. Liczba cząstek stałych może być również wykorzystywana do określania wydajności filtrowania podczas przetwarzania oleju.

Jeśli potrzebne są bardziej szczegółowe informacje o strukturze cząstek, należy przeprowadzić inne badania, takie jak analiza metalu lub identyfikacja i liczenie włókien.

Oleje izolacyjne chłodzą i izolują elektrycznie transformatory, kondensatory wysokiego napięcia i inne urządzenia elektryczne. Nawet cząsteczki w tych cieczach, nawet jeśli są zbyt małe, aby można je było dostrzec gołym okiem, mogą obniżyć wydajność i żywotność oleju oraz uszkodzić drogie komponenty systemu. Ta metoda badawcza określa liczbę i rozkład cząstek w cieczach izolacyjnych. Za pomocą automatycznego optycznego licznika cząstek, testy określają liczbę cząstek w następujących klasach wielkości: minimum 4 µm, 6 µm, 10 µm, 14 µm, 21 µm, 38 µm i 70 µm.

Próbki są przechowywane w odpowiednich fiolkach do analizy cząstek. Fiolka z próbką jest wstrząsana w celu rozprowadzenia cząstek w oleju, a następnie olej jest umieszczany w automatycznym liczniku cząstek, gdzie liczba cząstek i rozkład wielkości są określane z wykorzystaniem zasady tłumienia światła.

Gdy cząstki przechodzą przez obszar pomiarowy instrumentu, ilość światła docierającego do detektora jest blokowana. Sygnał ten jest konwertowany na równoważną średnicę łuku odbitego w oparciu o kalibrację z użyciem cieczy zgodnej z normami NIST.

Podczas testu mogą wystąpić różne zakłócenia:

• Zanieczyszczone warunki środowiskowe i nieprawidłowe techniki postępowania mogą łatwo zanieczyścić próbkę. Należy zadbać o to, aby wnikanie cząstek stałych nie wpłynęło na wyniki badań.
• Pęcherzyki powietrza w oleju można zaliczyć do cząsteczek powodujących fałszywie dodatnie wyniki. Wzburzenie lub potrząsanie próbką wprowadza pęcherzyki powietrza do oleju. Są one rozpraszane za pomocą próżni lub łaźni ultradźwiękowej.
• Zawieszona lub wolna woda w oleju może mieć wpływ na liczbę cząstek.
• Nadmierne stężenie cząstek w oleju może powodować błędy nakładania się lub nasycenia elektronicznego, bądź oba te zjawiska. Limity są określone w normie ISO 11171 i zazwyczaj podawane przez producenta przyrządu.

Dokładne pobieranie próbek ma kluczowe znaczenie dla analizy cząstek. Próbkę cieczy przeznaczonej do badania należy pobrać zgodnie z normą ASTM D923.

Norma ASTM D6786 określa standardową procedurę określania stężenia i rozkładu wielkości cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych. Ta metoda badawcza ma kluczowe znaczenie dla oceny jakości i wydajności olejów izolacyjnych stosowanych w urządzeniach elektrycznych, takich jak transformatory, gdzie zanieczyszczenie cząstkami stałymi może znacząco wpływać na właściwości dielektryczne.

Niniejsza norma określa metodę pomiaru stężenia i rozkładu wielkości cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych o lepkości od 6 mm²/s do 20 mm²/s w temperaturze 40°C. Badanie to jest przeznaczone dla automatycznych analizatorów cząstek cieczy, które wykorzystują zasadę tłumienia światła i zapewniają dokładne i powtarzalne wyniki.

Cząsteczki w oleju izolacyjnym, takie jak zanieczyszczenia zewnętrzne, produkty uboczne degradacji oleju lub materiały wewnętrzne (np. metale, węgiel lub włókna celulozowe), mogą niekorzystnie wpływać na właściwości dielektryczne oleju. Obecność, rozmiar i stężenie tych cząstek mogą negatywnie wpływać na działanie urządzeń elektrycznych. Norma ASTM D6786 stanowi ogólną miarę poziomu zanieczyszczeń, przydatną do:

• Ocena stanu sprzętu: Liczba cząstek pomaga ocenić stan konkretnego sprzętu elektrycznego i zidentyfikować potencjalne problemy spowodowane zanieczyszczeniem.
• Ocena skuteczności filtracji: Metoda ta określa, jak skutecznie systemy filtracji usuwają cząstki stałe podczas przetwarzania oleju.
• Kierowanie dalszą analizą: Podczas gdy liczba cząstek zapewnia ogólny obraz zanieczyszczeń, w celu szczegółowej charakterystyki cząstek zaleca się przeprowadzenie bardziej szczegółowych testów, takich jak analiza metali lub identyfikacja włókien.

Metoda badawcza zgodna z normą ASTM D6786 obejmuje następujące kroki:

• Pobieranie próbek: Próbki pobierane są do wolnych od cząstek stałych butelek nadających się do analizy zgodnie z normą „ASTM D923 Standard Practices for Sampling Electrical Insulating Liquids” w celu zapobiegania zanieczyszczeniom zewnętrznym.
• Przygotowanie próbki: Wstrząsnąć butelką z próbką, aby równomiernie rozprowadzić cząsteczki w oleju.
• Analiza cząstek: Olej jest analizowany za pomocą automatycznego licznika cząstek, który wykorzystuje zasadę ekstynkcji światła. Cząsteczki blokują światło przechodząc przez strefę detekcji, a spadek natężenia światła jest przeliczany na ekwiwalentną średnicę pola rzutowanego. Pomiar ten jest kalibrowany za pomocą cieczy zgodnej z normą NIST, takiej jak zawiesina pyłu testowego ISO.
• Kalibracja: Licznik cząstek jest kalibrowany przy użyciu cieczy zgodnej z normą NIST lub próbki wtórnej przygotowanej zgodnie z normą ISO 11171, co gwarantuje dokładność pomiaru.

Norma ASTM D6786 jest szeroko stosowana w branżach zajmujących się konserwacją urządzeń elektrycznych, zwłaszcza transformatorów, gdzie jakość oleju izolacyjnego ma kluczowe znaczenie. Monitorując zanieczyszczenie cząstkami stałymi, operatorzy mogą:

• Może zapobiegać przebiciom dielektrycznym wywoływanym przez nadmierną ilość cząstek stałych.
• Umożliwia optymalizację harmonogramów konserwacji poprzez określenie, kiedy konieczna jest filtracja lub wymiana oleju.
• Może zapewnić zgodność z normami przemysłowymi dla płynów izolacyjnych.

Norma ASTM D6786 jest ważna, ponieważ ma bezpośredni wpływ na wydajność, niezawodność i bezpieczeństwo urządzeń elektrycznych, takich jak transformatory, które wykorzystują mineralne oleje izolacyjne. Główne powody jej znaczenia to:

• Zapewnia właściwości dielektryczne: Cząsteczki takie jak brud, metal, węgiel lub włókna celulozowe w oleju izolacyjnym mogą zmniejszyć jego wytrzymałość dielektryczną, zwiększając ryzyko wystąpienia łuku elektrycznego lub awarii. Norma ta mierzy stężenie i wielkość cząstek, aby zapewnić, że olej zachowuje swoje właściwości izolacyjne, które są kluczowe dla niezawodności urządzeń.
• Monitoruje stan sprzętu: Liczba cząstek stałych wskazuje poziom zanieczyszczeń w sprzęcie elektrycznym, co może świadczyć o jego zużyciu, degradacji lub awarii. Wysoka liczba cząstek stałych może wskazywać na problemy, takie jak zużycie podzespołów wewnętrznych lub degradacja oleju, umożliwiając operatorom zajęcie się nimi, zanim doprowadzą do kosztownych awarii.
• Ocena skuteczności filtracji: Norma ta ocenia skuteczność systemów filtracji w usuwaniu zanieczyszczeń podczas przetwarzania ropy naftowej. Zapewnia to skuteczność procesów konserwacyjnych, takich jak odzysk ropy, wydłużając żywotność sprzętu i skracając przestoje.
• Zapobiega kosztownym awariom: Zanieczyszczony olej może powodować awarie transformatorów, co wiąże się z kosztownymi naprawami lub wymianą. Regularne zliczanie cząstek zgodnie z tą normą pomaga wcześnie wykryć zanieczyszczenia, umożliwiając konserwację zapobiegawczą i zapobieganie katastrofalnym awariom urządzeń.
• Zgodność ze standardami branżowymi: Standaryzowana metoda zapewnia spójne i powtarzalne wyniki we wszystkich branżach, ułatwiając zachowanie zgodności z przepisami i wymogami kontroli jakości dla olejów izolacyjnych stosowanych w zastosowaniach wysokiego napięcia.
• Umożliwia dalszą analizę: liczba cząstek zapewnia przegląd zanieczyszczeń, podkreślając jednocześnie potrzebę przeprowadzenia konkretnych testów (np. analizy metali lub identyfikacji włókien), co umożliwia opracowanie ukierunkowanych strategii konserwacji.

Krótko mówiąc, utrzymanie jakości mineralnych olejów izolacyjnych ma kluczowe znaczenie dla ochrony sprzętu elektrycznego, optymalizacji konserwacji i zapewnienia bezpieczeństwa operacyjnego oraz wydajności w branżach zależnych od systemów wysokiego napięcia.

W rezultacie norma ASTM D6786 jest podstawową normą do oceny zanieczyszczeń cząstkami stałymi w mineralnych olejach izolacyjnych oraz zapewnienia niezawodności i bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych. Zapewniając spójną metodę zliczania cząstek, pomaga ona przemysłom w produkcji wysokiej jakości olejów izolacyjnych i optymalizacji wydajności urządzeń.

Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, przeprowadza testy, pomiary i analizy w szerokim zakresie dziedzin dla firm z każdej branży, dysponując wykwalifikowanym zespołem i rozbudowaną infrastrukturą. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodnie ze standardową metodą pomiaru cząstek w mineralnych olejach izolacyjnych ASTM D6786 z wykorzystaniem automatycznych optycznych liczników cząstek.