CC BY
107УДК 665.765
А.А. Мухин, к.х.н., начальник лаборатории масел и смазочных материалов Центра компрессорных станций и энерготехнологического оборудования, e-mail: A_Mukhin@vniigaz.gazprom.ru; С.Ю. Поляков, к.т.н., заместитель начальника лаборатории масел и смазочных материалов Центра компрессорных станций и энерготехнологического оборудования; А.Е. Скрябина, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории масел и смазочных материалов Центра компрессорных станций и энерготехнологического оборудования, ООО « Газпром ВНИИГАЗ»; А.З. Шайхутдинов, к.т.н., заместитель начальника Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа; М.Е. Сидорочев, заместитель начальника Управления по транспортировке газа и газового конденсата Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа; Д.В. Сасин, главный технолог Управления по транспортировке газа и газового конденсата Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа, ОАО «Газпром»
Технические требования к смазочным маслам для газоперекачивающих агрегатов
Одним из направлений обеспечения надежного функционирования единой системы газоснабжения является повышение надежности работы газоперекачивающих агрегатов (ГПА), зависящее от эксплуатационных свойств используемых масел. Поставляемые в настоящее время смазочные масла, используемые в системах смазки ГПА, для нужд ОАО «Газпром» вырабатываются в соответствии с нормативной документацией различного уровня и принадлежности (ГОСТ, ТУ, ОСТ, СТО предприятий-изготовителей). При этом технические требования, заложенные в нормативную документацию, не всегда удовлетворяют требованиям эксплуатации газоперекачивающего оборудования, т.к. смазочные материалы разрабатывались без учета специфики эксплуатации в ОАО «Газпром». В настоящее время имеется тенденция к расширению ассортимента смазочных материалов, выпускаемых по СТО различных предприятий-изготовителей под собственными торговыми марками.
Ключевые слова: технические требования, смазочные масла, уровень теплонапряженности, газоперекачивающий агрегат.
Проведенный анализ требований нормативной документации на основные марки смазочных масел, поставляемых в ОАО «Газпром», позволил выявить следующее:
• технические требования к основным свойствам не в полном объеме соответствуют реальным условиям эксплуатации ГПА, и в то же время требования по некоторым показателям являются избыточными;
• предельные значения отдельных показателей качества смазочных масел не являются оптимальными;
• отсутствует системный подход и унификация по используемым методам испытаний смазочных масел. В данных условиях является актуальной разработка единых технических требований к турбинному маслу для ГПА,оптимизированных с учетом требований разработчиков газоперекачивающего оборудования, а также эксплуатационных особенностей. Это позволит унифицировать технические требования к смазочным маслам и ориентировать производителей смазочных масел на достижение этих требований
при постановке на производство новых продуктов.
Для формирования обобщенных технических требований ОАО «Газпром» в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» была введена новая классификация смазочных масел. Следует отметить, что воспользоваться уже существующей классификацией, предлагаемой стандартами ГОСТ 28549.6-90 [1], ISO 6743-5:2006 [2], ISO 8068:2006 [3], не представляется возможным, поскольку данные документы не отражают специфических требований, характерных для смазочных масел,применяемых в ГПА.
OIL AND GAS TRANSPORTATION, STORAGE AND PROCESSING
Таблица 2. Основные требования к уровню физико-химических и эксплуатационных показателей качества для масел I группы
Таблица 1. Соответствие смазочных масел для ГПА предлагаемой классификации ГПА предлагаемой классификации
Группа Марка масел Нормативная документация
Группа I, класс А МС-8П ОСТ 38.01163-78
МС-8ГП ТУ 0258-003-40065452-97
СГТ ГОСТ 10289-79
Группа I, класс Б Тп-22С ТУ 38.101821-2001
Группа I, класс В Тп-32Р ТУ 0253-001-85622387-2008
Группа II, класс А Петрим ТУ 38.401-58-245-99
Лукойл МГК-8гп СТО 79345251-041-2012
Группа II, класс Б ВНИИНП 50-1-4ф ГОСТ 13076-86
Группа III, класс А ИПМ-10 ТУ 38.1011299-2006
Газпромнефть ИПМ-12гп СТО 84035624-087-2012
Группа III, класс Б ВНИИ НП 50-1-4у ТУ 38.401-58-12-91
Наименование показателя Класс А Класс Б Класс В
Кинематическая вязкость при 50 0С, мм2/с 8,0-9,6 20,0-24,0
Кинематическая вязкость при 40 0С, мм2/с - 28,8-35,2
Температура застывания, 0С, Не выше -40 Не выше -15
Температура вспышки в закрытом (ТЗТ) / открытом тигле (ТОТ), 0С Не ниже 150 (ТЗТ) Не ниже 200 (ТОТ)
Кислотное число, мг КОН/г Не более 0,1 Не более 0,5
Трибологические характеристики: • критическая нагрузка, Рк, Н • показатель износа при нагрузке 196Н, Ди, мм Не менее 490 Не более 0,5 Не менее 416 Не более 0,8 Не менее 490 Не более 0,5
Испаряемость при 175 0С, потери от испарения, % Не более 25,0 Не более 5,0
Термоокислительная стабильность при 150 0С: • относительный прирост кинематической вязкости, % • кислотное число, мг КОН/г • массовая доля осадка,% • коррозия стали/меди/алюминия, мг/см2 Не более 25 Не более 0,25 Не более 0,10 0тс./±0,2/0тс. Не более 25 Не более 0,25 Не более 0,10 Отс./±0,2/Отс Не более 25 Не более 0,7 Не более 0,10 Отс./±0,2/Отс
Склонность к пенообразованию. Объем пены после 5 мин. продувки / 10 мин. отстаивания, мл: • при 24±0,5 0С • при 93,5±0,5 0С • при 24±0,5 0С (повторно) Не более 400/0 Не более 50/0 Не более 400/0
В предлагаемой ООО «Газпром ВНИИ-ГАЗ» классификации смазочные масла поделены на три основные группы в зависимости от уровня теплонапряжен-ности масляных систем ГПА, в которых они применяются (температуры оценки термоокислительной стабильности - 150, 175 и 200 0С соответственно). В каждой группе установлены классы смазочных масел, которые выделяются по таким характерным признакам, как
уровень кинематической вязкости, компонентный состав или специфические эксплуатационные свойства (рис.). Соответствие смазочных масел для ГПА предлагаемой классификации представлено в таблице 1. Следует отметить, что данная классификация позволила унифицировать методологию проведения испытаний смазочных масел, изначально созданных для различных областей применения,
например масел для паровых турбин и авиационных масел для ГТД. Это позволило сформировать общие требования к физико-химическим и эксплуатационным показателям для каждого класса и группы смазочных масел (табл. 2-4). В дополнение к представленным в таблицах 2-4 физико-химическим и эксплуатационным свойствам предлагается определение следующих показателей: • класс чистоты;
Таблица 3. Основные требования к уровню физико-химических и эксплуатационных показателей качества для масел II группы
Наименование показателя Класс А Класс Б
Кинематическая вязкость при 100 0С, мм2/с 3,0-5,5
Температура застывания, 0С, Не выше -40
Температура вспышки в открытом тигле, 0С Не ниже 175 Не ниже 204
Кислотное число, мг КОН/г Не более 0,1 Не более 0,2
Трибологические характеристики: • критическая нагрузка, Рк, Н • показатель износа при нагрузке 196Н, Ди, мм Не менее 519 Не более 0,45 Не менее 735 Не более 0,45
Испаряемость при 175 0С, потери от испарения, % Не более 15,0 Не более 5,0
Термоокислительная стабильность при 175 0С: • относительный прирост кинематической вязкости,% • кислотное число, мг КОН/г • массовая доля осадка,% • коррозия стали/меди/алюминия, мг/см2 Не норм. Не более 0,4 Не более 0,15 0тс./±0,2/0тс. Не норм. Не более 0,4 Не более 0,15 ±0,1/±0,2/±0,1
Склонность к пенообразованию. Объем пены после 5 мин. продувки / 10 мин. отстаивания, мл: • при 24±0,5 0С • при 93,5±0,5 0С • при 24±0,5 0С (повторно) Не более 400/0 Не более 50/0 Не более 400/0
Таблица 4. Основные требования к уровню физико-химических и эксплуатационных показателей качества для масел III группы
Наименование показателя Класс А Класс Б Класс В
Кинематическая вязкость при 50 0С, мм2/с 3,0-5,5 4,9-5,4
Температура застывания, 0С, Не выше -40
Температура вспышки в открытом тигле, 0С Не ниже 204 Не ниже 246
Кислотное число, мг КОН/г Не более 0,1 Не более 0,25 Не более 1,0
Трибологические характеристики: • критическая нагрузка, Рк, Н • показатель износа при нагрузке 196Н, Ди, мм Не менее 675 Не более 0,45 Не менее 784 Не более 0,5
Испаряемость при 175 0С, потери от испарения, % Не более 5,0 Не более 2,0
Термоокислительная стабильность при 200 0С: • относительный прирост кинематической вязкости, % • кислотное число, мг КОН/г • массовая доля осадка,% • коррозия стали/меди/алюминия, мг/см2 Не норм. Не более 8,0 Не более 0,15 Отс./±0,2/Отс. Не норм. Не норм. Не более 0,15 ±0,1/±0,4/±0,1 Не норм. Не норм. Не норм. ±0,1/±0,2/±0,1
Склонность к пенообразованию. Объем пены после 5 мин. продувки / 10 мин. отстаивания, мл: • при 24±0,5 0С • при 93,5±0,5 0С • при 24±0,5 0С (повторно) Не более 400/0 Не более 50/0 Не более 400/0 Не более 25/0 Не более 25/0 Не более 25/0
• эксплуатационные свойства (по СТО Газпром 2-2.4-134-2007 [4]);
• содержание металлов;
• совместимость с другими смазочными маслами;
• коррозионное воздействие на металлы;
• совместимость с резинами;
• прогнозируемый срок хранения;
• деаэрирующие свойства;
• склонность к образованию высокотемпературных отложений;
• гигроскопичность и гидролитическая стабильность (только для масел класса «Б» II группы и классов «Б», «В» III
OIL AND GAS TRANSPORTATION, STORAGE AND PROCESSING
Таблица 5. Марки резиновых смесей для проведения оценки совместимости со смазочными маслами
Марка резиновой смеси Группа 1 Группа 2 Группа 3
Класс А Класс Б Класс В Класс А Класс Б Класс А Класс Б Класс В
Нитрильные (6-я группа по ТУ 38.0051166)
В-14 + + + + - - - -
ИРП1078 + + + + - - - -
ИРП1078А + + + + - - - -
НО 68-1 + + + + - - - -
51-1683 + + + + - - - -
Фторкаучуковые (4-я группа по ТУ 38.0051166)
ИРП1287 + + + + + + + +
ИРП1316 + + + + + + + +
51-1698 + + + + + + + +
Фторсилоксановые (3-я группа по ТУ 38.0051166)
51-1570 + + + + + + + +
51-1434 + + + + + + + +
Таблица 6. Марки металлов и сплавов для оценки коррозионного воздействия смазочных масел
Марка металла/сплава нд
Медь М-1 ГОСТ 859
Серебро Ср 99,9 ГОСТ 6836
Сталь 10/сталь 20/сталь 45 ГОСТ 1050
Алюминиевый сплав АЛ-4 ГОСТ 1583
Магниевый сплав МЛ-5 ГОСТ 2856
Латунь Л 63 ГОСТ 15527
Латунь ЛС 59-1 ГОСТ 15527
Бронза БрО10С10 ГОСТ 613
Бронза БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 18175
Свинец С1 ГОСТ 3778
группы, т.е. содержащих более 50% эфиров в своем составе). При отсутствии норм по определяемым показателям полученные результаты испытаний сравнивают с данными по товарным маслам, относящимся к той же группе и близкого состава. При разработке настоящих технических требований особое внимание уделялось перечням марок резин и металлов/сплавов для испытаний по оценке совместимости с маслом и оценке коррозионного воздействия.Оба перечня сформированы с учетом конструкционных материалов, используемых в ГПА, и представлены в таблицах 5 и 6. В настоящее время разработанные технические требования сведены в единый нормативный документ СТО Газпром 2-1.16-777-2014 «Масло турбинное для теплонапряженных газоперекачивающих
Рис. Классификация смазочных масел для ГПА
агрегатов. Технические требования» [5], который будет введен в действие с февраля 2015 г. Данный стандарт является одним из ключевых элементов в системе контроля качества масел, смазок и специальных жидкостей, используемых в ОАО «Газпром», и органично взаимодействует с другими уже разработанными или планируемыми к разработке нормативными документами в этой области. Технические требования планируется использовать:
• при формировании технических заданий промышленности на разработку новых марок смазочных масел для ГПА;
• при экспертизе и согласовании нормативной документации на смазочные масла для ГПА, разработанные в инициативном порядке;
• при проведении квалификационных испытаний опытно-промышленных партий смазочных масел по программам квалификационных испытаний периодических испытаний товарных партий
масел в случае возникшей необходимости;
• при согласовании с разработчиками ГПА эксплуатационной документации в части, касающейся применения смазочных масел.
Введение разработанных единых технических требований к смазочным маслам для ГПА повысит надежность эксплуатации газоперекачивающего оборудования за счет повышения качества применяемых смазочных материалов.
UDC 665.765
A.A. Mukhin, Candidate of Sciences (Chemistry), Head of the Laboratory for Oils and Lubricants of the Centre for Compressor Stations and Energotechnological Equipment, e-mail: A_Mukhin@vniigaz.gazprom.ru; S.Yu. Polyakov, Candidate of Sciences (Engineering), Deputy Head of the Laboratory for Oils and Lubricants of the Centre for Compressor Stations and Energotechnological Equipment; A.Ye. Skryabina, Candidate of Sciences (Engineering), Senior Research Associate of the Laboratory for Oils and Lubricants of the Centre for Compressor Stations and Energotechnological Equipment, Gazprom VNIIGAZ LLC; A.Z. Shai-khutdinov, Candidate of Sciences (Engineering), Deputy Head of the Department for Transportation, Underground Storage and Use of Gas; M.Ye. Sidorochev, Deputy Head of the Directorate for Transportation of Gas and Gas Condensate of the Department for Transportation, Underground Storage and Use of Gas; D.V. Sasin, Chief Process Engineer of the Directorate for Transportation of Gas and Gas Condensate of the Department for Transportation, Underground Storage and Use of Gas, GAZPROM JSC
Technical requirements to lubrication oils for gas pumping units
One of the directions to ensure reliable functioning of the unified gas supply system is enhancement of operation reliability of gas pumping units (GPU) depending on operating properties of applied oils. The lubrication oils currently supplied and used in lubrication systems of GPU, for the needs of GAZPROM JSC are manufactured in accordance with regulatory documents of various level and identity (GOST, TU, OST, STO of manufacturers). Moreover, the technical requirements set out in the regulatory documents do not always meet the requirements of the gas pumping equipment operation since the lubricants were developed without regard to operation specifics at GAZPROM JSC. There is currently a tendency to extension of the line of lubricants manufactured according to STO of various manufacturers under own trademarks.
Keywords: technical requirements, lubrication oils, level of thermal stress, gas pumping unit. References:
1. GOST 28549.6-90 (ISO 6743-5-88) «Smazochnye materialy, industrial'nye masla i rodstvennye producty (klass L). Klassifikatsiya. Gruppa T (turbiny)» (Lubricants, industrial oils and related products. (Class L). Classification. Family T (turbines). - Moscow: Standartinform, 2005. - 4 p.
2. ISO 6743-5:2006 «Materialy smazochnye, promyshlennye masla I soputstvuyutshie produkty (klass L). Klassifikatsiya. Chast'5. Semeistvo T (turbiny)» (Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Classification - Part 5: Family T (Turbines). - 2009. - 4 p.
3. ISO 8068:2006 «Materialy smazochnye, industrial'nye masla i rodstvennye produkty (klass L). Semeistvo T (turbiny). Spetsifikatsii na smazochnye masla dlya turbin» (Lubricants, industrial oils and related products (class L). Family T (Turbines). Specification for lubricating oils for turbines). - 2009. - 16 p.
4. STO Gazprom 2-2.4-134-2007 «Documenty normativnye dlya proektirovaniya, stroitel'stva i ekspluatatsii ob'ektov OAO «Gazprom». Metodika otsenki ekspluatatsionnykh svoistv smazochnykh masel» («Regulatory documents for designing, construction and operation of the facilities of GAZPROM JSC. Procedure for evaluation of lubrication oils operating properties»). - Moscow: GAZPROM JSC, 2007. - 14 p.
5. STO Gazprom 2-1.16-777-2014 «Maslo turbinnoe dlya teplonapryazhennykh gazoperekachivayutshikh agregatov. Tekhnicheskie trebovaniya» («Turbine oil for heat-stressed gas pumping units. Technical specifications»). - Moscow: GAZPROM JSC, 20014. - 41 p.
Литература:
1. ГОСТ 28549.6-90 (ИСО 6743-5-88) «Смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты (класс L). Классификация. Группа Т (турбины)». - М.: Стандартинформ, 2005. - 4 с.
2. ISO 6743-5:2006 «Материалы смазочные, промышленные масла и сопутствующие продукты (класс L). Классификация. Часть 5. Семейство T (турбины)». - 2009. - 4 с.
3. ISO 8068:2006 «Материалы смазочные, индустриальные масла и родственные продукты (класс L). Семейство T (турбины). Спецификации на смазочные масла для турбин». - 2009. - 16 с.
4. СТО Газпром 2-2.4-134-2007 «Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром». Методика оценки эксплуатационных свойств смазочных масел». - М.: ОАО «Газпром», 2007. - 14 с.
5. СТО Газпром 2-1.16-777-2014 «Масло турбинное для теплонапряженных газоперекачивающих агрегатов. Технические требования». - М.: ОАО «Газпром», 20014. - 41 с.
