Экология/4. Промышленная экология и медицина труда

Ермолаева Н.В., д.т.н. Голубков Ю.В., асп. Аунг Кхаинг Пью

Московский Государственный технологический университет «Станкин»

Минимизация воздействия масляных смазочно-охлаждающих жидкостей на здоровье человека

Угроза здоровью человека и его благосостоянию, связанная с загрязнением окружающей среды, является в настоящее время одной из самых актуальных проблем. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, загрязнение окружающей среды обуславливает во всем мире примерно 25% всех болезней, при этом на долю детей приходится более 60% заболеваний, вызванных этой причиной .

Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС), подавляющее большинство которых составляют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), являются неотъемлемым элементом технологических процессов современных металлообрабатывающих производств. К СОЖ на масляной основе предъявляется ряд требований . В частности, они не должны вызывать выраженного биологического действия на кожу и органы дыхания работника, при воздействии на слизистые оболочки оказывать минимальный раздражающий эффект, обладать низкой способностью к образованию масляного тумана, не содержать 3,4-бензпирен и некоторые другие опасные вещества.

Основным фактором риска для здоровья работающих с масляными СОЖ является поступление в дыхательные пути аэрозоля масла, формальдегида, акролеина и других продуктов термоокислительной деструкции. Установлено, что даже при соблюдении ПДК в рабочей зоне по акролеину, бензолу, формальдегиду, 3,4-бензпирену, ацетальдегиду, индивидуальный пожизненный канцерогенный риск при двадцатилетнем производственном стажеможет достигать 9* 10 -3 , а при тридцатилетнем стаже – 1,3* 10 -2 , что значительно выше приемлемого (1* 10 -3 ) для профессиональных групп . Несмотря на то, что практически для всех компонентов, входящих в состав СОЖ и продуктов их термоокислительной деструкции, имеются ПДК, СОЖ,являясь сложными смесями, способны оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Поскольку на основе теоретического анализа это воздействие достоверно прогнозировать затруднительно, обязательным этапом определения степени опасности СОЖ является их токсикологическая оценка, при которой определяется LD 50 , LC 50 , способность раздражать кожу и слизистые, сенсибилизирующие и мутагенные свойства, класс опасности.

Чаще всего масляные СОЖ изготавливают на основе индустриаль ных масел. Поэтому п редставляет значительный интерес определение молекулярного состава индустриальных масел с целью нахождения отдельных соединений – потенциальных загрязнителей окружающей среды. Такие данные необходимы для разработки и принятия мер по реализации активных методов защиты персонала и окружающей среды от вредных компонентов масляных СОЖ.

В данной работе нами хромато-масс-спектрометрическим методом исследован молекулярный состав некоторых марок масляных СОЖ (МР-3, МР-3К, СП-4) и индустриального масла (И-40А). В результате проведенных исследований установлено, что наиболее вредными для человека и окружающей среды веществами в СОЖ марки МР-3 являются гомологи бензола – этилбензол и м-ксилол, присутствующие в количестве от 2,4 до 3,3 нг/г. Также установлено, что в СОЖ марки МР-3К присутствуют полициклические ароматические углеводороды: 3-метилфенантрен,9- и 2-метилантрацен в количестве от 6,0 до 21,2 нг/г.Показано, что наиболее вредными веществами в СОЖ марки СП-4 являются галогеносодержащие органические соединения, содержащиеся в количестве от 0,3 до 1,0 мкг/г.

Практически все органические вещества представляют опасность для окружающей среды. Наиболее сильными канцерогенами в нефтяных маслах являются ароматические углеводороды (ПДК 0,01..100 мг/м³), олефины (1…10 мг/м³), а также соединения серы, азота и кислорода. В настоящее время трудно выделить самые вредные для окружающей среды вещества, так как многие из них, в том числе и алкилфенолы, имеют структуру, подобную половым гормонам, и оказывают влияние на репродуктивное здоровье людей, вызывают рост раковых заболеваний. Например, случайно было открыто канцерогенное действие нонилфенола, ускоряющего развитие раковых клеток .

Одним из принципов научно-учебного комплекса «Инженерная экология, безопасность труда и жизнедеятельности» МГТУ «Станкин» является приоритетность минимизации воздействия на окружающую среду и человека перед управлением этим воздействием. Реализация этого принципа заключается в том, что необходимо уменьшить воздействия на окружающую среду и человека непосредственно в источнике, а не принимать затем меры по управлению этим воздействием посредством строительства очистных сооружений разных типов, утилизации отходов, их нейтрализации и т.п.

Перечислим возможные методы очистки индустриального масла И-40А и упомянутых масляных СОЖ от вредных компонентов. Гидроочистка – наиболее эффективный методудаления сернистых соединенийвсехтипов изнефтепродуктов. Адсорбция на естественных глинах и других адсорбентах - универсальный метод очистки. Эту работу, на наш взгляд, следует проводить на заводе-изготовителе СОЖ.

Литература:

1. Онищенко Г.Г., Зайцева Н.В., Уланова Т.С. Контроль содержания химических соединений и элементов в биологических средах: Руководство. – Пермь: Книжный формат, 2011. – 520 с.

2. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: Справочник / Под общ. ред. Л.В. Худобина.- М.: Машиностроение, 2006. - 544 с.

3. Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 323 с.

Эксплуатация турбинных масел со временем приводит к его старению. Это неизбежный процесс, ведь данным маслам приходится работать в достаточно тяжелых условиях, поскольку масляные системы турбогенераторов находятся под постоянным воздействием целого ряда неблагоприятных факторов.

Факторы, воздействующие на турбинное масло

Влияние высоких температур

При нагреве масла в присутствии воздуха происходит усиленное окисление нефтепродукта. Параллельно изменяются также и другие характеристики масел. Испарение легкокипящих фракций приводит к увеличению вязкости, уменьшению температуры вспышки, ухудшению деэмульсионной способности и т.д. Наибольший нагрев турбинных масел наблюдается в подшипниках турбины (от 35-40 до 50-55 ºС). Нагрев масла происходит за счет трения в масляном слое подшипника и частично за счет передачи тепла по валу от более нагретых частей.

Чтобы получить представление о текущей температуре подшипника производят замер температуры масла в сливной линии. Но даже относительно низкая температура не исключает местного перегрева масла за счет несовершенства конструкции подшипника, его некачественного изготовления или неправильной сборки. Местные перегревы приводят к ускоренному старению турбинных масел, что является следствием резкого возрастания окисляемости из-за увеличения температуры выше 75-80 ºС.

Также масло может нагреваться в картерах подшипников и системах регулирования.

Разбрызгивание масла

К разбрызгиванию масла приводит наличие в составе паровых турбин таких составных частей, как зубчатые колеса, муфты, уступы, гребни на валу, заточки вала, регулятор скорости и т.п. При этом масло распыляется в кратерах подшипников и колонках центробежных регуляторов скорости. Такой нефтепродукт имеет большую площадь контакта с воздухом, который практически всегда присутствует в картере. В результате происходит смешивание масла с кислородом и последующее окисление нефтепродукта. Интенсифицирует данный процесс большая скорость частиц турбинного масла относительно воздуха.

Воздух в картерах подшипников появляется из-за несколько пониженного местного давления за счет подсасывания в зазор по валу.

Наибольшая интенсивность разбрызгивания масла наблюдается у подвижных муфт с принудительной смазкой. Поэтому с целью уменьшения окисляемости масел муфты окружают металлическими кожухами, которые ограничивают разбрызгивание масла.

Влияние воздуха, содержащегося в масле

Воздух может пребывать в турбинном масле в виде пузырьков различного размера, а также в растворенном состоянии. Попадает он туда за счет захвата в местах наиболее интенсивного перемешивания масла с воздухом, а также в сливных маслопроводах, где не наблюдается заполнение маслом всего сечения трубы.

При прохождении воздухсодержащего масла через главный масляный насос воздушные пузырьки быстро сжимаются. В крупных образованиях температура резко возрастает. Поскольку сжатие происходит очень быстро, воздух не успевает отдать тепло окружающей среде – процесс является, по сути, адиабатическим. Тепла выделяется очень мало и сам процесс выделения длится быстро. Однако, даже этого достаточно для существенного ускорения процесса окисления турбинного масла. После прохождения через насос происходит постепенное растворение сжатых пузырьков, а также переход в масло примесей, содержащихся в воздухе – пыли, золы, водяного пара и т.п. В результате нефтепродукт загрязняется и обводняется.

Старения масла из-за содержащегося в нем воздуха наиболее заметно в крупных турбинах, что объясняется большим давлением масла после главного маслонасоса.

Влияние воды и конденсационного пара

В турбинах старых конструкций основным источником обводнения масла является пар, выбивающийся из лабиринтовых уплотнений и подсасывающийся в корпус подшипника. Также обводнение может возникать вследствие неисправности парозапорной арматуры вспомогательного турбомаслонасоса. Также вода может попадать в масло из воздуха в результате конденсации и через маслоохладители.

Наиболее опасным считается обводнение масла после контакта с горячим паром. При этом нефтепродукт не только вбирает влагу, но еще и нагревается, что приводит к ускорению процесса его старения.

Наличие воды способствует образованию шлама. При попадании в линию смазки подшипников он может закупоривать отверстия в дозирующих шайбах, установленных на нагнетательных линиях. Это чревато перегревом или даже выплавлением подшипника. Проникновение шлама в систему регулирования нарушает нормальную работу золотников, букс и других элементов турбины.

Также в результате контакта турбинного масла с горячим паром образуется масловодяная эмульсия. Она может попадать в систему смазки и регулирования, резко ухудшая качество их работы.

Влияние металлических поверхностей

При циркуляции по маслосистеме турбинное масло практически всегда контактирует с различными металлами: сталью, чугуном, баббитом, бронзой, что также способствует окислению. При воздействии на металлические поверхности кислот образуются продукты коррозии, которые могут попадать в масло. Также некоторые металлы могут обладать каталитическим воздействием на процессы окисления нефтепродуктов.

Перечисленные выше факторы как по отдельности, так и все вместе вызывают старение турбинных масел. Под старением обычно понимается изменение физико-химических свойств в сторону ухудшения эксплуатационных качеств.

Признаками старения турбинных масел в процессе эксплуатации можно считать:

увеличение вязкости;
увеличение кислотного числа;
снижение температуры вспышки;
появление кислотной реакции водной вытяжки;
появление шлама и механических примесей;
уменьшение прозрачности.

Но наличие даже всех перечисленных признаков еще не означает, что турбинное масло не годно к эксплуатации.

Для использования в паровых турбинах допускаются нефтепродукты, отвечающие следующим требованиям :

кислотное число не превышает 0,5 мг КОН на 1 г масла;
вязкость масла не отличается от первоначальной более чем на 25%;
температура вспышки понизилась не более чем на 10°С от первоначальной;
реакция водной вытяжки – нейтральная;
масло прозрачно и не содержит воды и шлама.

Если один из параметров или характеристика масла не соответствует нормированному значению и не подлежит восстановлению, то такой продукт нужно заменить в кратчайшие сроки.

Установки для очистки турбинных масел

Как мы убедились выше, старение турбинного масла может привести к целому ряду негативных последствий. Выход из строя турбин, их простаивание и ремонт обходятся очень дорого. Да и само турбинное масло – продукт недешевый. Поэтому целесообразно вкладывать деньги в мероприятия, направленные на замедление процессов старения и восстановления свойств масел, уже побывавших в эксплуатации.

Установка СММ-4Т

На практике для решения таких задач компании GlobeCore . С помощью данного оборудования проводится комплексная очистка турбинных масел от воды и различных примесей. Системы очистки могут работать в режимах фильтрации и нагрева, а также фильтрации, осушки и дегазации масла. Результатом обработки является улучшение эксплуатационных характеристик турбинных масел до нормированных значений и существенное продление срока их службы.

Турбинные масла представляют собой смазочные масла с широкой областью применения – кроме использования в качестве смазочного материала для подшипников и редукторов в паровых турбинах и гидротурбинах, качестве рабочего масла тормозной системы, они также применяются в компрессорах, вентиляторах и пр. механизмах. Как правило, турбинные масла состоят из базовых парафиновых масел высокой степени очистки, к которым добавляются различные комбинации присадок, придающие маслам необходимые эксплуатационные характеристики.

Существует 2 вида турбинных масел – с присадками и без присадок, классифицируются японской системой промышленных стандартов по стандарту K 2213.

9-1 Необходимые свойства, которыми должны обладать турбинные масла

У турбинных масел достаточно широкое предназначение, и, поскольку они должны выполнять роль смазочного материала для подшипников, зубчатых передач, компрессоров и пр. механизмов при различных условиях, к ним предъявляются следующие требования:

(1) Обладать степенью вязкости, соответствующей (подходящей) температурным условиям эксплуатации

(2) Обладать антиоксидантными свойствами и стабильностью к термоокислению

(3) Обладать высокими антикоррозийными свойствами

(4) Обладать высокой деэмульгирующей способностью и обеспечивать хорошую водоотделяющую способность

(5) Обладать высокими противоизносными свойствами

(6) Обладать высокими антипенными свойствами.

Степень вязкости

Так как обычно смазочный процесс в турбинах происходит при высоких скоростях, необходима та или иная степень вязкости масла (большая или меньшая), соответствующая температуре эксплуатации. Как правило, для прямоприводных турбин, турбовентиляторов, турбинных насосов, гидравлики предназначается турбинное масло с классом вязкости ISOVG 32, для редукторов, гидротурбин, закрытых зубчатых передач, поршневых компрессоров подходит масло класса вязкости ISOVG 46–68, а для таких же, только крупногабаритных агрегатов подходит турбинное масло класса вязкости ISOVG 83.

Стабильность к термоокислению и антиоксидантные свойства

Температура поверхности подшипников в гидротурбинах по сравнению с паровыми турбинами, невысокая, в паровых же турбинах, вследствие применения горячего пара высокого давления, температура подшипника может превышать 100°С. Однако, из-за того, что турбинное масло используется в длительном непрерывном режиме, оно подвергается термоокислению, и, кроме этого, из-за воздействия воды, смешивания с воздухом, контакта с металлическими поверхностями одновременно также происходит и процесс окисления, поэтому турбинные масла в особенности должны обладать антиоксидантными свойствами.

Антикоррозийные качества

Из-за попадания воды в турбинах часто образуется ржавчина. Базовые масла высокой степени очистки отличаются низкой сопротивляющейся способностью к образованию ржавчины, поэтому присадки, предотвращающие образование ржавчины, придают турбинным маслам антикоррозийные свойства.

Деэмульгирующая способность

Если турбинное масло обладает плохими водотделяющими свойствами, то происходит износ подшипников, повышение температуры (нагрев), ускоряется окисление и пр.

Обычно базовые масла высокой степени очистки обладают хорошими деэмульгирующими способностями, однако при добавлении антикоррозийной присадки способность к деэмульгированию понижается, поэтому очень важно соблюдать нужный баланс.

Противоизносные свойства

Главный турбинный вал вращается с большой скоростью в течение длительного времени, поэтому необходимо, чтобы масло отличалось высокими противоизносными свойствами. К тому же редукторный механизм турбины, понижая высокую скорость вращения главного вала, работает с высокой выходной мощностью, поэтому наряду с главным валом также нуждается в защите от износа. Масла с противоизносными характеристиками обеспечивают точность работы механизмов.

Антипенные свойства

Современные турбинные масла эксплуатируются в условиях высоких скоростей в режиме принудительной циркуляционной смазки. В силу этих обстоятельств легко происходит соединение масла с воздухом, и существуют условия для образования воздушной пены.

Воздушная пена, являясь причиной окисления масла, также наносит вред процессу смазки и приводит к избыточным потерям масла из масляного бака, поэтому важно и необходимо, чтобы масло обладало антипенными свойствами. И обычно в качестве такой присадки добавляется гаситель пены силиконового происхождения, который быстро гасит образующуюся пену.

Смазка турбины

Смазка подшипников

Подшипники, применяющиеся в турбинах, несут небольшую нагрузку, но они вращаются с очень высокой скоростью – свыше 3,500 оборотов в минуту. Следовательно, они нуждаются в смазке, снижающей трение. В больших турбинах применяется в основном метод принудительной циркуляционной смазки, а в средних и малых турбинах используется в основном метод кольцевой смазки. В крупных турбинах за счет водяного охлаждения температура масла поддерживается ниже 70 °С, а в средних и малых турбинах используется воздушное охлаждение, поэтому температура масла в них достигает 110-120 ° С.

Так как турбины эксплуатируются в течение длительного времени, то этот фактор усиливает окисление масла.

Смазка редукторного механизма

Процесс снижения скорости вращения турбины при помощи редукторного механизма происходит с высокой выходной мощностью. Существует два вида редукторов – с зубчатой передачей и электроприводной.

На судах преимущественно применяются турбины, оборудованные редукторами с зубчатыми передачами, для смазки главных (ведущих) подшипников турбины, редуктора, подшипников, наружных колец подшипников и зубчатых колес используется одно и то же турбинное масло с присадками.

Из-за того, что по мере увеличения мощности судовых турбин и с уменьшением их размеров нагрузка на редукторную передачу увеличилась и стала достаточно высокой, возникла необходимость добавить дополнительно турбинным маслам присадку «экстремальных нагрузок» и масла с такими присадками обозначаются как «турбинное масло для экстремальных нагрузок» (EXTREME PRESSURE)

Регулятор частоты вращения турбины

Регулятор частоты вращения турбины работает от давления в механизме регулирования скорости и выходной мощности турбины, турбинное масло используется как рабочее. Следовательно, так как существует необходимость быстрой и реальной передачи давления масла, турбинное масло должно отличаться хорошими характеристиками вязкости (коэффициент вязкости, текучесть при низких температурах).

Ухудшение параметров турбинного масла (разложение масла) и нормы его замены

Ранее уже упоминалось о негативном влиянии на свойства турбинных масел таких факторов, как высокая температура эксплуатации масла, воздух, вода, контакт с металлами, посторонние примеси и пр. Турбинные агрегаты последнего поколения поддерживают при помощи системы охлаждения температуру около 70°С, увеличилось использование турбин в длительном непрерывном режиме.

Следовательно, процесс разложения масла происходит　постепенно, шаг за шагом. Этот процесс выражается в изменении цвета от красного к красно-коричневому и затем к черному, и появлением раздражающего запаха. На этой стадии увеличивается кислотное число, образуются шламы, и понижаются антипенные, антикоррозийные, деэмульгирующие свойства.

Так как в некоторой степени можно контролировать процесс разложения масла, уделяя внимание тех. состоянию системы смазки в обычном рабочем режиме турбины, ниже указываются несколько моментов, на которые нужно обращать внимание при периодических проверках состояния системы смазки.

Масляный охладитель

Эффективность охлаждения масла снижается по причине накопления шлама на внутренней поверхности охладительных труб либо загрязнений и осадков, образующихся на поверхности труб со стороны водяного охлаждения. В результате этого повышается температура масла, что становится причиной ускорения окисления, поэтому очень важно содержать в порядке охладитель масла

Наличие в системе смазки посторонних (чужеродных) веществ.

Попадание посторонних веществ в систему смазки препятствует нормальной циркуляции масла, в зависимости от свойств и структуры этих веществ ускоряется процесс износа и образование шламов, также ухудшается процесс водоотделения. Мелкие частицы в виде песка, а также частицы ржавчины становятся причиной преждевременной изнашиваемости подшипников, химических соединения с металлами (особенно с ржавчиной) влияют на ускорение окисления масла. Твердые частицы создают помехи в нормальной работе регулятора частоты вращения турбины.

Перед заливкой масла, путем промывки или продувки необходимо удалять посторонние вещества, также важно предпринимать меры по защите от проникновения посторонних веществ снаружи через воздушную вентиляционную систему.

Конечно, невозможно совсем избежать попадания в систему смазки посторонних веществ, поэтому важно регулярно　извлекать из системы смазки пробные образцы, либо производить регулярный техосмотр фильтров и моющего оборудования, а также важно производить чистку системы.

Вентиляция

Когда минеральное масло окисляется, то, как правило, образуются органические кислоты, и испарения некоторых видов этих кислот ускоряют процесс коррозии. Особенно подвержены этому влиянию металлические поверхности, располагающиеся над уровнем масла, поэтому необходимо выпускать образующиеся пары наружу за пределы системы смазки через отверстия воздушной вентиляции.

Технические факторы

Долговечность и эксплуатационные качества турбинных масел могут колебаться в зависимости от технических факторов, конструктивных особенностей турбин в которых они применяются.

Например, если во внутреннюю насосную часть системы поступает воздух, то масло начинает пениться, при недостаточной герметичности уплотнителей происходит соединение с водой и паром, если масляный трубопровод соприкасается с участками с высокой температурой, то температура масла будет повышаться, если концы труб, по которым возвращается масло находятся выше уровня масла, то происходит примешивание воздуха, и любой из этих факторов ускоряет ухудшение эксплуатационных параметров турбинных масел, поэтому расположению трубопровода и конструкции турбины нужно уделять достаточное внимание.

Сроки замены турбинных масел

Относительно сроков замены турбинных масел не существует четких и определенных предписаний, но обычно за показатели, указывающие на необходимость замены масла, принимают следующие параметры:

Турбинные масла находят широкое применение при смазывании и охлаждении подшипников в различных турбогенераторах - паровых и газовых турбинах, гидротурбинах, турбонасосах. Их же используют в качестве рабочей жидкости в системах регулирования турбоагрегатов и промышленном оборудовании.

Какие имеет свойства?

Турбина представляет собой сложный механизм, с которым нужно бережно обращаться. Используемые турбинные масла должны отвечать целому ряду характеристик:

обладать антиокислительными свойствами;
защищать детали от отложений;
обладать деэмульгирующими свойствами;
быть стойкими к воздействию коррозии;
обладать низкой вспениваемостью;
быть нейтральными к деталям из металлов и неметаллов.

Все эти характеристики турбинных масел достигаются при производстве.

Особенности производства

Производство турбинных масел ведется из глубокоочищенных нефтяных дистиллятов, в которые добавляются присадки. Благодаря антиокислительным, антикоррозийным, противоизносным присадкам улучшаются их эксплуатационные характеристики. Из-за всех этих добавок важно выбирать масла в соответствии с инструкцией по эксплуатации конкретного агрегата и рекомендациями самого производителя. Если турбинное масло будет некачественным, агрегат попросту может выйти из строя. Для достижения высокого качества при производстве составов используются сорта нефти высокого качества, применяется глубокая очистка при переработке и введении композиций присадок. Все это в сочетании способно улучшить антиокислительные и антикоррозионные свойства масел.

Основные требования

Правила технической эксплуатации различных насосных станций и сетей говорят о том, что турбинное масло не должно содержать воду, видимый шлам и механические примеси. Согласно инструкции, также требуется контролировать противоржавейные свойства масла - для этого используются специальные индикаторы коррозии, расположенные в маслобаке паровых турбин. Если все-таки в масле появляется коррозия, необходимо ввести в него специальную присадку против появления ржавчины. Предлагаем обзор популярных марок турбинных масел.

ТП-46

Это масло используется для смазки подшипников и других механизмов различных агрегатов. Масло турбинное 46 показывает хорошие антиокислительные свойства. Для его создания используется сернистая парафинистая нефть глубокой селективной очистки. Использовать состав можно на судовых паросиловых установках и в любых вспомогательных механизмах. ТП-46 служит надежной защитой поверхностей деталей от коррозии, отличается высокой стабильностью против окисления и не выделяет осадков при длительной эксплуатации турбин.

ТП-30

Масло турбинное 30 вырабатывается на основе минеральных базовых масел, куда добавляются присадки для улучшения эксплуатационных свойств состава. ТП-30 специалисты советуют использовать в турбинах любого типа, в том числе газовых и паровых. Причем эксплуатация масла доступна даже в суровых климатических условиях. Среди отличительных особенностей ТП-30 можно отметить отличную антиокислительную способность, хороший уровень минимальную кавитацию, отличную термическую стабильность.

Т-46

Турбинные масла Т-46 создаются из малосернистых беспарафинистых сортов нефти высокого качества без содержания присадок, за счет чего обеспечивается доступность его стоимости при сохранении всех эксплуатационных характеристик. Качественное сырье, используемое для производства, позволяет достигать определенного уровня вязкости для масла, что делает его очистку проще и удобнее. Использование данного состава целесообразно в судовых турбинах, паротурбинных агрегатах.

ТП-22С

Масло турбинное ТП-22С позволяет смазывать и охлаждать подшипники, вспомогательные механизмы паровых турбин, которые работают на высоких оборотах, а также его можно использовать как и уплотняющую среду в системах уплотнения и регулирования. Среди преимуществ данного масла можно выделить:

отличные эксплуатационные свойства за счет глубокоочищенной минеральной основы и эффективной композиции присадок;
отличные деэмульгирующие свойства;
превосходную стабильность против окисления;
высокий уровень вязкости;
минимальную кавитацию.

Применяется это масло в турбинах разного назначения - от паровых и газовых до газовых турбин электростанций.

ТП-22Б

Турбинное масло ТП-22Б вырабатывается из парафинистых сортов нефти, причем очистка выполняется селективными растворителями. Благодаря присадкам достигается хороший уровень стойкости к коррозии, окислению. Если сравнивать ТП-22Б с ТП-22С, то первое меньше образует осадка при работе оборудования, оно более долговечно в использовании. Его особенность в отсутствии аналогов среди отечественных сортов турбинных масел.

"ЛукОйл Торнадо Т"

В данной серии предлагается большой выбор турбинных масел высокого качества. В их основе лежат вырабатываемые по специальной синтетической технологии с использованием присадок беззольного типа высокой эффективности. Масла разрабатываются в соответствии с новейшими требованиями к составам подобного рода. Их целесообразно применять в паровых и с редукторами и без них. Отличные антиокислительные, антикоррозионные и противоизносные свойства способствуют минимальному образованию отложений. Масло специально адаптировано под современные высокопроизводительные турбинные установки.

Особенности состава

Современные турбинные масла создаются на основе специальных парафиновых сортов нефти, обладающих определенными вязкостно-температурными характеристиками, а также антиоксидантов и ингибиторов коррозии. Если масло планируется использовать на турбинах с зубчатыми коробками передач, то они должны обладать высокой несущей способностью, а для этого в состав добавляются противозадирные присадки.

Для получения базовых масел используется экстракция или гидрирование, а очистка и гидроочистка под высоким давлением позволяют достичь таких характеристик турбинного масла, как окислительная стабильность, водоотделение, деаэрация, которые, в свою очередь, сказываются на ценообразовании.

Для турбин разного типа

Для современных газовых и паровых турбин используются масла турбинные (ГОСТ ISO 6743-5 и ISO/CD 8068). Классификацию этих материалов, в зависимости от общего назначения, можно представить следующим образом:

Для паровых турбин (в том числе и с зубчатыми передачами при нормальных условиях нагрузки). В основе этих смазочных материалов лежат очищенные минеральные масла, дополненные антиоксидантами и ингибиторами коррозии. Применение масел целесообразно на индустриальных и судовых приводах.
Для паровых турбин с высокой несущей способностью. Такие турбинные масла дополнительно обладают противозадирными характеристиками, что обеспечивает смазку зубчатых передач при эксплуатации оборудования.
Для газовых турбин: такие масла производятся из очищенных минеральных составов, куда добавляются антиоксиданты,

Особенности очистки

Внутренние детали любого механизма со временем приходят в негодность из-за естественного износа. Соответственно, в самом смазочном масле также по мере его эксплуатации скапливаются механические примеси в виде воды, пыли, стружки, начнет образовываться абразив. Сделать эксплуатацию оборудования полноценной и более длительной можно постоянным контролем и очисткой турбинного масла для устранения из него механических включений.

Отметим, что современные масла дают возможность оптимизировать и увеличивать эффективность производственного процесса за счет полноценной защиты деталей и комплектующих оборудования. Качественная очистка турбинного масла - залог надежной работы турбоагрегатов в течение длительного срока без отказов и неисправностей самого оборудования. Если использовать некачественное масло, функциональная надежность оборудования будет под вопросом, а значит, произойдет его преждевременный износ.

Восстановленное после очистки масло можно использовать повторно. Именно поэтому целесообразно использовать методы непрерывной очистки, так как в этом случае можно увеличить срок работы масла, не нуждаясь в его перезаливке. Турбинные масла можно очищать разными методами: физическими, физико-химическими и химическими. Опишем все методы подробнее.

Физические

Данные методы очищают турбинное масло без нарушения его химических свойств. В числе самых популярных методов очистки:

Отстаивание: масло очищается от шлама, воды, механических примесей через специальные баки-отстойники. В качестве отстойника может использоваться масляный бак. Недостаток метода в малой производительности, что объясняется длительным этапом расслаивания.
Сепарация: очистка масла от воды и примесей выполняется в специальном барабане сепаратора центробежных сил.
Фильтрация: при данном методе масло очищается от примесей, которые в нем не могут раствориться. Для этого масло пропускается через пористую фильтровальную поверхность через картон, войлок или мешковину.
Гидродинамическая очистка: этот метод позволяет очистить не только масло, но и все оборудование. При работе остается целостной масляная пленка между металлом и маслом, на металлических поверхностях не появляется коррозия.

Физико-химические

При использовании данных методов очистки химический состав масла меняется, но незначительно. Данные методы предполагают:

Адсорбционную очистку, когда содержащиеся в масле вещества поглощаются твердыми высокопористыми материалами - адсорбентами. В этом качестве используются окись алюминия, эмали с отбеливающим эффектом, силикагель.
Промывку конденсатом: данный метод применяется, если в составе масла есть низкомолекулярные кислоты, растворимые в воде. После промывки улучшаются эксплуатационные свойства масла.

Химические методы

Очистка химическими методами предполагает использование кислот, щелочей. Щелочная очистка используется, если масло сильно изношено, а остальные методы очистки не действуют. Щелочь влияет на нейтрализацию органических кислот, остатков серной кислоты, удаление эфиров и других соединений. Очистка выполняется в специальном сепараторе под воздействием горячего конденсата.

Самый эффективный способ очистки турбинных масел - использование комбинированных агрегатов. Они предполагают проведение очистки по специально проработанной схеме. В промышленных условиях можно использовать универсальные установки, благодаря которым очистка может вестись отдельным методом. Какой бы метод очистки ни применялся, важно, чтобы конечное качество масла было на высоте. А это повысит срок стабильной эксплуатации самого оборудования.

Воздействие вредных веществ (трансформаторное масло);

Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»:
1. Характеристика объекта исследования (вещество, материал, прибор, алгоритм, методика, рабочая зона) и области его применения	Объектом исследования являются горные породы, разных видов. Основное оборудование для исследования; Зарядное устройство, генератор импульсных напряжение (ГИН), камера для создания высоких давлении (7 МПа). Методика исследования; на горные породы будет подаваться импульсное напряжение 250 – 300 кВ. Максимальное давление, приложенное на горные породы 7МПа Рабочей зоной является лаборатория №11 ИФВТ ТПУ. Исследования и экспериментальные работы ведутся высоковольтном зале.
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:
1. Производственная безопасность 1.1. Анализ выявленных вредных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения в следующей последовательности: - физико-химическая природа вредности, её связь с разрабатываемой темой; - действие фактора на организм человека; - приведение допустимых норм с необходимой размерностью (со ссылкой на соответствующий нормативно-технический документ); - предлагаемые средства защиты; - (сначала коллективной защиты, затем – индивидуальные защитные средства). 1.2. Анализ выявленных опасных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения в следующей последовательности: - механические опасности (источники, средства защиты; - термические опасности (источники, средства защиты); - электробезопасность (в т.ч. статическое электричество, молниезащита – источники, средства защиты); - пожаровзрывобезопасность (причины, профилактические мероприятия, первичные средства пожаротушения).	Вредные факторы: содержание летучих органических примесей (трансформаторное масло), электромагнитное излучение в широком спектре, шум, неблагоприятные условия микроклимата рабочей зоны. Опасные факторы: электрический ток, пожар, работа с повышенным давлением.
2. Экологическая безопасность: - защита селитебной зоны - анализ воздействия объекта на атмосферу (выбросы); - анализ воздействия объекта на гидросферу (сбросы); - анализ воздействия объекта на литосферу (отходы); - разработать решения по обеспечению экологической безопасности со ссылками на НТД по охране окружающей среды.	Негативное воздействие на окружающую среду отсутствует. Все материалы, используемые в сборочных работах, является экологически безопасными
3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: - перечень возможных ЧС при разработке и эксплуатации проектируемого решения; - выбор наиболее типичной ЧС; - разработка превентивных мер по предупреждению ЧС; - разработка действий в результате возникшей ЧС и мер по ликвидации её последствий.	Возможные чрезвычайные ситуации при выполнении проекта являются: замыкание остаточных зарядов, воспламенение рабочей жидкости. Превентивные меры по предупреждению ЧС: применение изоляции, недоступность токоведущих частей, изоляция электрических частей от земли. Действия в результате возникшей ЧС и ликвидации ее последствий должны быть описаны в каждой инструкции охраны труда.
4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности: - специальные (характерные при эксплуатации объекта исследования, проектируемой рабочей зоны) правовые нормы трудового законодательства; - организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны.	Расстояния между рабочими зонами, параметры освещения и микроклимата соответствуют нормам. Эффективный и безопасный труд возможен только в том случае, если производственные условия на рабочем месте отвечают всем требованиям международных стандартов в области охраны труда.

Задание выдал консультант:

Задание принял к исполнению студент:

Введение

В данном разделе будет рассматриваться безопасность и экологичность исследования процессов разрушения горных пород импульсным напряжением при давлении до 7 МПа.

На данный момент наблюдается увеличение объемов работ горнорудной и нефти газовой промышленности. Возникает необходимость поиска совершенно нового способа бурение, который должен быть экономичнее и эффективнее, по сравнению с традиционными способами бурения. Многим критериям эффективного способа разрушения горных пород и руд отвечает электроимпульсных способ, использующий для разрушения твердых диэлектрических и полупроводящих материалов энергию импульсного электрического разряда при их непосредственном электрическом пробое. При углубление буровой коронки, давление на его конце будет увеличивается. В связи с этим ведутся работы по изучению разрушения горных пород, на импульсным напряжение при повышенных давлениях.

Объектом исследования является горные породы разных видов (песчаник, гранит, известняк). На горные породы будут приложены импульсное напряжения, максимальное давлении 7 МПа. Амплитуда напряжения 250 – 300 кВ. Структурная схема оборудовании необходимых для исследования указанный на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема оборудовании для провидения исследования.

Для того чтобы канала разряда внедрился в твердо тело, поверхность твердого тела (образца) должна быть заполнена жидким диэлектриком. В качестве такого диэлектрика был взято трансформаторное масло.

Рабочей зоной является Высоковольтный зал, лабораторий №11, ИФВТ.

Камера для проведения исследования показана на рисунке 2. Камера будет находится под давлением 7 МПа, и будет наполнена трансформаторным маслом.

Рисунок 2. Камера для проведения испытании

1 Высоковольтный ввод; 2 Корпус; 3 Платформа для образцов; 4 Экранирующая сетка и поликарбонатная защита;

Техногенная безопасность

1.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения в следующей последовательности:

Воздействие вредных веществ (трансформаторное масло);

Электромагнитное поле;

Повышенный уровень шума;

Неблагоприятные условия микроклимата рабочей зоны;

Воздействие вредных веществ (трансформаторное масло);

Трансформаторное масло - очищенная фракция нефти, получаемая при перегонке, кипящая при температуре от 300 ° С до 400 ° С. В зависимости от происхождения нефти обладают различными свойствами и эти отличительные свойства исходного сырья отражаются на свойствах масла. Оно имеет сложный углеводородный состав со средним весом молекул 220-340 а.е., и содержит основные компоненты, приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Основные компоненты трансформаторного масло

Из основных характеристик масла отметим, что оно горючее, биоразлагаемое, практически не токсичное, не нарушающее озоновый слой. Плотность масла обычно находится в диапазоне (0.84-0.89) ×10 3 кг/м 3 .

Вредное воздействие от трансформаторного масло проявляется в том, что при замене образцов исследования, которые пропитаны трансформаторным маслом (все это происходит вручную) могут пропитается в ткань, кровеносные сосуды человека.

Для защиты человека от вредных факторов, применяется средства индивидуальной защиты; перчатки (ПЕР107).

Таблица 2. Характеристики перчаток ПЕР107

Маслобензостойкие перчатки обладают отличной стойкостью к нефти и нефтепродуктам. Рекомендуются для использования при переноске жирных и покрытых маслами предметов, обслуживании техники. Обеспечивают хороший захват на промасленных поверхностях. Изготавливаются из высококачественного двухслойного ПВХ на трикотажной основе.

Электромагнитное поле

Последствиями воздействия электромагнитного излучения на организм человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, продолжительное время находившиеся в зоне электромагнитного излучения, имеют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, расстройства сна.

Гигиенические нормативы пребывания в электрическом поле, установленные исходя из непосредственного (биологического) воздействия на человека, приведены в таблице 3

Таблица 3. Гигиенические нормативы пребывания в электрическом поле СанПиН 2971-84

Создание безопасных условий для проведения исследовательских работ в условиях влияния действующих электромагнитных полей сводится к обеспечению допустимых уровней напряженности электрического поля и наведенного напряжения на рабочих местах; ограничению времени пребывания в зоне повышенной напряженности; соблюдению нормируемых расстояний до элементов, которые могут оказаться под опасным потенциалом; устройству защитного заземления; применению средств коллективной и индивидуальной защиты.

Так как источник электромагнитных полей находится в металлическом корпусе (Рисунок 2; 2), также изолирован металлической сеткой и поликарбонатным слоем (Рисунок 2; 4), являющимся защитным экраном от электромагнитного поля. В связи с этим величина электромагнитного излучения незначительна Е ≤ 5 кВ/м, нет необходимости в использовании дополнительных средств коллективной и индивидуальной защиты.

Повышенный уровень шума

Вредное воздействие шума не ограничивается влиянием только лишь на органы слуха. Повышенный шумовой раздражитель негативно влияет на нервную систему человека, сердечно – сосудистую систему, вызывает сильное раздражение. Повышенный шум может стать причиной бессонницы, быстрого утомления, агрессивности, влиять на репродуктивную функцию и способствовать серьезному расстройству психики.

Основным источником шума является ГИН, и камера для исследования. Характер шума тональный, в спектре шума имеются явно выраженные дискретные тона. Уровень шума превышает предельно допустимы уровень шума на рабочем месте, L доп ≤ 150 дБА . В качестве индивидуальной защиты применяется наушники champion (С1002), которая находится на балансе лабораторий №11, ИФВТ

Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.