Medidor de humedad de aceite

Medidor de humedad de aceite es un dispositivo que se utiliza para determinar la cantidad de agua en los aceites industriales: de transformador, lubricante, de turbina, de transmisión, etc. En este artículo, consideramos los temas más importantes relacionados con la humedad del aceite:

• como el agua entra en el aceite;
• en qué formas puede estar el agua en el aceite;
• cuál es el peligro de la presencia de agua en el aceite;
• cómo determinar de forma fiable la cantidad de agua en el aceite;
• medidor de humedad de aceite ТОR-1.

Cómo ingresa el agua al aceites industriales

Las vías de entrada de agua en el aceite se pueden dividir condicionalmente en dos tipos. El primer tipo es operativo, cuando el agua se forma directamente durante la operación de un equipo lleno de aceite o ingresa durante la operación debido a una fuga de los sellos. Esto se debe principalmente a las altas cargas y temperaturas extremas, bajo la influencia de las cuales se producen reacciones químicas con la formación de agua. Por ejemplo, en los transformadores, el agua se forma debido al envejecimiento y la oxidación de la celulosa. Y en las instalaciones de turbinas, debido a la condensación del vapor, que comienza a liberarse a altas temperaturas.

El segundo tipo son los factores no operativos. El agua puede ingresar al aceite desde el aire durante el transporte o el almacenamiento en contenedores en un almacén. Por lo tanto, también debe usarse medidor de humedad de aceite antes de llenar el equipo con aceite.

Formas en las que el agua puede estar en aceite

El agua puede estar en los aceites en tres formas diferentes:

• agua disuelta;
• agua emulsionada;
• agua libre.

El agua disuelta es agua asociada a sustancias activas que aparecen durante el proceso de envejecimiento del aceite, así como agua adsorbida por impurezas mecánicas que se encuentran suspendidas en el aceite.

El agua emulsionada son glóbulos de agua suspendidos en aceite. El tamaño de los glóbulos está determinado por el «punto de rocío» y la temperatura real del agua-aceite emulsionado.

Agua libre – aparece en el aceite como resultado de la entrada directa al tanque.

En los nuevos aceites de transformadores, con un bajo contenido de hidrocarburos aromáticos, prácticamente toda la humedad está disuelta. El agua disuelta forma una solución en los aceites y prácticamente no afecta el cambio en las características aislantes, es decir, no reduce la rigidez dieléctrica del dieléctrico líquido. Pero cuando la temperatura se cae, el agua se forma en forma de condensado, que luego pasa al agua emulsionada, lo que aumenta la pérdida dieléctrica del aceite. En los aceites de transformadores envejecidos, la mayor parte de la humedad está unida.

Medidor de humedad de aceite debe proporcionar la información más completa y precisa independientemente de la forma en que se encuentre el agua en el aceite. Las unidades utilizadas para medir el contenido de humedad del aceite son gramos por tonelada (ppm) o porcentaje en peso.

Por qué el agua es peligrosa para el aceite

El agua es una impureza peligrosa para cualquier aceite industrial. Al entrar en el aceite del transformador, el agua deteriora las propiedades aislantes, lo que conduce a la ruptura dieléctrica. El mayor peligro para el transformador existe cuando la temperatura fluctúa. En este caso, la humedad disuelta perjudica las propiedades dieléctricas del aislamiento y conduce a su destrucción.

Además, el agua promueve la oxidación de los aceites industriales, cambia su viscosidad y provoca la formación de espuma. La fuerza de la película de aceite disminuye, lo que acelera el desgaste de las piezas que se frotan.

El uso de aceite de motor diluido es peligroso debido al aumento de los procesos de oxidación y corrosión. Esto hace que el acero sea frágil y aumenta el riesgo de daños a partes del motor de combustión interna.

Además, si el aceite contiene aditivos, el mayor contenido de agua puede provocar su pérdida y el deterioro de las propiedades de rendimiento del aceite.

Además, el agua es una impureza insidiosa, porque no solo puede afectar negativamente las propiedades del aceite en sí, sino que también aumenta la influencia negativa de otros factores.

Límites de contenido de humedad en aceites

Como dieléctrico se utilizan aceites de diversos orígenes: mineral, silicona y éteres. La tecnología para la obtención de estos aceites difiere, ya que difieren sus propiedades, incluida la tendencia a disolver el agua.

Las moléculas de hidrocarburos son hidrófobas, por lo tanto, los aceites minerales tienen una baja solubilidad en agua de 30 a 60 ppm (g / t). Los aceites y ésteres de silicona tienen un límite de saturación más alto, que es de 150 a 300 ppm y de 300 a 2600 ppm, respectivamente.

El contenido de agua en el aceite, que se vierte en transformadores con protección de película o nitrógeno, bujes sellados y transformadores de medición sellados, no debe exceder las 10 ppm (10 g / t). Los transformadores de potencia sin película protectora y bujes con fugas deben llenarse con aceite de transformador con un contenido de agua de no más de 25 ppm. El aceite con un contenido de agua de menos de 10 ppm se considera seco, pero al momento de la entrega, el contenido de humedad del aceite puede llegar a 35 ppm, lo que requiere procesos de secado (vacío térmico o uso de zeolitas). Pero la decisión de realizar el secado se toma solo cuando medidor de humedad de aceite muestra que el parámetro excede el valor permitido.

Métodos para medir el contenido de humedad en aceite

Los métodos utilizados para medir la humedad en el aceite del transformador se dividen en tres grupos:

• métodos basados ​​en extracción de agua y mediciones mediante reacciones químicas. Este grupo incluye la valoración coulométrica de Karl Fischer y el método del hidruro de calcio. Con el método del hidrocalcio, se mide el volumen de gases liberados como resultado de la interacción del hidruro de calcio (СаН2) y el agua contenida en el aceite. El método Karl Fischer permite la determinación de agua mediante valoración culombimétrica automática. La esencia de la determinación cuantitativa del contenido de humedad en el aceite consiste en la medición automática de la cantidad de electricidad consumida para la electrólisis del agua en el reactivo de Karl Fischer;
• métodos basados ​​en extracción física hasta el nivel de equilibrio y mediciones mediante cromatógrafo de gases y emisión fotoacústica;
• método de un sensor capacitivo, con la ayuda del cual se realizan mediciones indirectas de la saturación relativa de un aceite mediante un cambio en la conductividad de una película sensible.

Los métodos de análisis de aceite en el laboratorio, aunque precisos, toman mucho tiempo, son difíciles de realizar y requieren mayores medidas de seguridad.

Los instrumentos para trabajar cerca de transformadores son voluminosos y algunos de ellos están desactualizados. Sin información oportuna y precisa sobre el estado del aceite aislante, no se puede garantizar la confiabilidad de los equipos de alta tensión. Esto requiere instrumentos compactos, precisos, rápidos, fiables y fáciles de usar.

Cómo tomar muestras de aceite de transformador correctamente

Para una medición informativa y correcta de la humedad en el aceite de transformador, es importante no solo contar con buenos instrumentos, sino también tomar muestras correctamente. Si la muestra es de mala calidad y penetra humedad en el aceite en la etapa de muestreo, esto conducirá a resultados falsos y, como resultado, decisiones incorrectas para corregir el programa de mantenimiento del transformador.

Para el muestreo, es mejor contratar a un especialista calificado que debe trabajar con buen tiempo (sin precipitaciones, viento fuerte, etc.). El muestreo se realiza únicamente en recipientes secos y limpios, y cada recipiente debe llenarse al menos al 95% de su capacidad. Inmediatamente después del llenado, el recipiente se cierra herméticamente con un tapón. Además, las muestras se almacenan en un lugar oscuro hasta que se realiza la prueba de contenido de la humedad en el aceite del transformador.

Medidor de humedad TOR-1 de la compañía GlobeCore

GlobeCore ha desarrollado el dispositivo TOR-1. Está diseñado para determinar la fracción másica de humedad en aceites aislantes, incluso en pequeñas cantidades. Además del contenido de humedad absoluta en ppm, el instrumento también mide la temperatura del aceite. La precisión y estabilidad de las mediciones se logran mediante el uso de un sensor capacitivo que no es sensible a los contaminantes que pueden estar contenidos en el aceite aislante.

El dispositivo mide la actividad y la temperatura del agua. Con estos valores, el medidor TOR-1 calcula el contenido de humedad (ppm) en el aceite mineral del transformador. El cálculo del contenido de humedad en aceites de transformadores no minerales y aceites lubricantes es posible solo después de cargar los parámetros específicos de estos aceites en el dispositivo.

Medidor de humedad de aceite TOR-1 es fácil de transportar debido a su compacidad: su altura no supera los 38 centímetros, y su largo y ancho son 18 centímetros.

El diseño del dispositivo es simple y su operación no requiere personal de servicio altamente calificado. Después de presionar el botón para iniciar las mediciones, los valores de contenido de humedad y temperatura aparecen en los indicadores. El resultado más preciso, disponible en diez minutos. Entonces puede comenzar a probar la siguiente muestra de aceite.

La clase de protección del dispositivo permite probar el aceite aislante cerca de los transformadores en cualquier clima, y ​​el sensor funciona a temperaturas ambiente de -40 a +60 grados Celsius. La confiabilidad de la operación se logra mediante el uso de botones de metal resistentes al vandalismo, protección de metal del elemento sensible, fuente de alimentación estabilizada y protección incorporada de equipos eléctricos.

Por lo tanto, el dispositivo TOR-1 ahorra tiempo y reduce la complejidad de las mediciones en cualquier condición de funcionamiento. Se puede utilizar tanto de forma independiente como como parte de laboratorios móviles para el análisis de aceite en línea en el campo.

Teniendo la información confiable y oportuna sobre el contenido de humedad en el aceite del transformador, es posible corregir el programa de mantenimiento del equipo a tiempo y prevenir consecuencias graves: accidentes y reparaciones costosas.

Cómo secar aceites industriales

Hay varias formas de eliminar el agua de los aceites industriales: centrifugación, secado al vacío térmico y pasando por una capa de zeolita. Aunque la centrifugación como método de secado es simple, pero está físicamente desactualizado. Un método más moderno es el secado al vacío térmico, cuando el aceite se calienta por primera vez, después de lo cual los vapores de agua y gas se evaporan de su superficie y se eliminan mediante vacío. El secado con zeolita se distingue por su alta eficiencia y simplicidad. El sorbente de zeolita tiene una gran capacidad para absorber agua y retenerla en sus gránulos. Después de la saturación, las propiedades del absorbente deben reactivarse, después de lo cual la zeolita se puede reutilizar para secar el aceite.