قبل از شروع فرایند انتخاب، درک درستی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روغن توربین در مقایسه با سایر روغن های روانکار بسیار مهم است.
توربین های بخار، گاز و هیدرولیک بر اساس گروهی از روغن های روانکار معروف به روغن های R&O (روغن ضد زنگ زدگی و اکسیداسیون) کار می کنند. هندسه تجهیزات توربین، چرخه های عملیاتی، روشهای نگهداری، دمای کارکرد و پتانسیل آلودگی سیستم، تقاضای منحصر به فرد روغن روانکاری در مقابل روغن های دیگر مانند روغن موتور بنزین و دیزل را ایجاد کرده است. ابعاد ظرفیت مخزن توربین گاز و بخار می تواند از 1000 تا 20000 گالن باشد که انگیزه اقتصادی روغن روانکاری با عمر طولانی را ایجاد می کند. بدون وجود مشکلات آلودگی قابل توجه در روغن، عمر روغن توربین عمدتا توسط پایداری اکسیداسیون تعیین می شود. ثبات اکسیداسیون تحت تاثیر گرما، آب، هوادهی و آلودگی ذرات می باشد. آنتی اکسیدان ها، بازدارنده های زنگ زدگی و سایر مواد افزودنی با روغن پایه با کیفیت برتر مخلوط می شوند تا عمر روغن توربین افزایش یابد. کولرهای روغنی، سیستم های حذف آب و فیلترها در سیستم های روغنکاری توربین به همین منظور نصب می شوند.
برخلاف اکثر روغن های موتور بنزین و دیزل، روغن توربین برای جدا شدن از آب فرموله شده و اجازه می دهد ذرات جامد در جاهایی که می توانند از طریق تخلیه مخزن یا سیستم های فیلتراسیون در حین کار خارج شوند، ته نشیند. برای کمک به جداسازی آلاینده ها، اکثر روغن های توربین با مقادیر بالای مواد شوینده یا پراکنده کننده که مواد آلودگی را تمیز و منتقل می کنند، تولید می شوند. روغن های توربین در معرض سوخت یا دوده نیستند و بنابراین نیازی به تخلیه و جایگزینی مکرر ندارند.
روغن توربین های بخار
روغن توربین بخار با سرعت مناسب و آرایش متوسط باید مدت بسیار طولانی دوام داشته باشد. وقتی روغن توربین بخار از طریق اکسیداسیون زود از کار می افتد، اغلب به دلیل آلودگی آب است. آب پایداری اکسیداسیون را کاهش می دهد و تشکیل زنگ را پشتیبانی می کند، که در میان سایر اثرات منفی، به عنوان یک کاتالیزور اکسیداسیون عمل می کند. مقدار زیادی از آب از طریق نشت آب بند، دائماً به سیستم روغن کاری توربین بخار وارد می شود. از آنجا که شفت (محور) توربین از محفظه توربین عبور می کند، برای به حداقل رساندن نشت بخار یا نشت ورود هوا به کندانسور خلا نیاز به آب بند بخار کم فشار است. آب یا بخار متراکم به طور کلی از سیستم روغن کاری دور می شود اما به ناچار، مقداری آب به داخل محفظه نفوذ می کند و وارد سیستم روغنکاری می شود.
در بسیاری از موارد، تأثیر جدایی ضعیف روغن و آب می تواند با ترکیب و کیفیت مناسب مواد افزودنی از جمله آنتی اکسیدان ها، مهارکننده های زنگ زدگی و بهبود دهنده های قابلیت تخریب جبران شود. آب اضافی نیز ممکن است به طور مداوم از طریق استفاده از تله های آب، سانتریفیوژها، خشک کن های فضای مخزن و غیره حذف شود. گرما همچنین از طریق افزایش اکسیداسیون باعث کاهش عمر روغن توربین می شود. در کاربردهای توربین بخار، معمولاً دمای یاتاقان 49 درجه سانتیگراد تا 71 درجه سانتیگراد و دمای مخزن روغن 49 درجه سانتیگراد است. تأثیر گرما به طور کلی دو برابر میزان اکسیداسیون برای هر 10 درجه بالاتر از 60 درجه سانتیگراد قابل درک است.
روغن توربین های گازی
برای بیشتر واحدهای بزرگ توربین گازی، دمای عملکرد بالا دلیل اصلی خرابی زودرس روغن توربین است. انگیزه برای بهره وری بیشتر توربین ها و دمای شلیک در توربین های گازی انگیزه اصلی روند به سمت روغن های توربین با مقاومت بیشتر است. واحدهای بزرگ امروزی با دمای یاتاقان در محدوده 71 درجه سانتیگراد تا 121 درجه سانتیگراد کار می کنند. واحدهای جدیدتر حتی با دماهای بالاتری سر و کار دارند. یک روغن معدنی معمولی در دمای بالاتر از 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتیگراد) شروع به اکسیداسیون سریع می کند. بیشتر یاتاقان های ژورنالی قلع با قلع در 250 درجه فارنهایت (121 درجه سانتیگراد) شروع به خرابی می کنند که بسیار بالاتر از حد دمای روغنهای معمولی توربین است. آنتی اکسیدان های با کیفیت بالا می توانند اکسیداسیون حرارتی را به تأخیر بیندازند اما برای بدست آوردن عمر طولانی روغن توربین باید گرما و آب اضافی به حداقل برسد.
روغن توربین مناسب
صرف نظر از نوع روغن توربین، کیفیت روغن پایه و مواد افزودنی عامل اصلی در ماندگاری آن خواهد بود. روغن پایه با کیفیت بالا با درصد اشباع بالاتر، مواد آروماتیک کمتر و سطح گوگرد و نیتروژن پایین تر مشخص می شود. عملکرد مواد افزودنی باید به طور گسترده آزمایش شود. آنها همچنین باید در روشی کاملاً کنترل شده در روغن مخلوط شوند. مشخص شده است که برخی از ترکیبات روغن توربین داده های آزمایشگاهی خوبی را ارائه می دهند ، اما به دلیل افت افزودنی و اکسیداسیون روغن پایه، می توانند اکسیداسیون زودرس را تجربه کنند.
باز هم، تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی روغن می تواند از تلاش شما برای تعیین طول عمر روغن توربین پشتیبانی کند، اما تجربه مستقیم میدانی باید اولویت داشته باشد. توجه داشته باشید، تأمین کنندگان روغن توربین برای کمک به ارزیابی عملکرد پیش بینی شده، داده های آنالیز روغن را ارائه می دهند. از داده ها استفاده می شود زیرا روغن های روانکاری به دلیل تغییرات جزئی موجود در روغن پایه، کمی از دسته ای به دسته دیگر تغییر می کنند.
روغن های توربین بخار و گاز سودمند می توانند بر پایه مواد معدنی معمولی (گروه 1) یا پردازش های هیدرو پروسس (گروه 2) باشند. روغنهای مرسوم با پایه معدنی با کیفیت بالا بیش از 30 سال در خدمات توربین بخار و گاز عملکرد خوبی داشته اند. گرایش به سمت بهره وری بالاتر توربین های گازی که به صورت سیکلی کار می کنند، باعث توسعه روغن های توربین فرآوری شده از نوع گروه 2 شده است.
اکثر روغن های توربین فرآوری شده دارای عملکرد اولیه بهتر از روغن های توربین معمولی هستند. این عملکرد پایداری اکسیداسیون باعث می شود این روغن ها برای کاربردهای توربین گاز مناسب باشند. مزایای عملکرد اکسیداسیون روغن توربین فرآوری شده ممکن است در بسیاری از کاربردهای توربین بخار و گاز که تقاضای کمتری دارند لازم نباشد. شناخته شده است که روغنهای معمولی مبتنی بر مواد معدنی دارای حلالیت بهتری نسبت به روغنهای فرآوری شده با آب هستند که می تواند ماندگاری بهتری در سیستم افزودنی و افزایش توانایی در حل کردن محصولات اکسیداسیون ایجاد کند که در غیر این صورت می تواند منجر به لاک و لجن شود.