Лучшее начало программы анализа масла – качественная проба.

Точность анализа пробы масла очень сильно зависит от двух факторов клиентского контроля: как взята проба и какая информация сопровождает пробу. Взятие пробы – вот где начинается весь аналитический процесс.
Все замысловатые инструменты анализа масла, технологии и диагностические процессы не будут значить ровным счётом ничего, если проба масла не отображает актуального состояния масла работающего в оборудовании.

Получение пробы - это используемые аксессуары, это процедуры, поясняющие, какая информативность будет  у пробы, насколько нужным может быть анализ. Вот почему так важно, чтобы проба была взята правильно. Если взятая проба не показательна, то результат этой пробы будет не точно отображать состояние компонента механической системы смазываемого этим маслом. Результатом может быть некорректный диагноз, основанный на некорректных данных анализа масла, потому что неправильно взяли пробу. Создание эффективной, удобной процедуры взятия пробы поможет построить программу анализа масла, которая будет ценной благодаря лучшим решениям по техническому обслуживанию.

В этой статье мы собираемся обсудить важность корректного взятия пробы и различные, используемые в настоящий момент, методы. Если мы хотим понять, что мы ищем в пробе масла, мы должны немного коснуться некоторых основных принципов гидродинамики.

Наука о жидкостях в движении называется гидродинамикой. Понимать гидродинамику в отношении взятия проб, значит понимать концепцию ламинарного и турбулентного потока. Слово «ламинарный» означает слоистый. Это присуще спокойному потоку жидкости. Жидкость состоит из отдельных слоёв, которые скользят друг относительно друга. Турбулентный, означает неравномерное движение жидкости,  характеризуемое маленькими завихрениями потока, называется вихревым потоком. Число Рейнольдса (Re) – безразмерная величина потока жидкости, используемая для определения точки перехода от ламинарного к турбулентному потоку.

Место отбора пробы – за и против.
	Турбулентное место, такое как изгиб гидравлической линии.		Застойные места.
	После подшипников, шестерён.		В районе ламинарного течения.
	Отбор пробы на работающей машине.		После фильтров.
	Отбор пробы при нормальных рабочих условиях.		На холодной, не работающей, машине.
	Отбор в проточных местах.

Турбулентный поток идеально подходит для отбора пробы, потому что жидкость в этом месте постоянно перемешивается. Это создает однородную среду микрочастиц различной формы и размеров, которые одинаково распределены в пробе. Наилучшее место для отбора пробы в машине – это высоко турбулентные места, где масло не течет по прямой линии, а перемешивается. Турбулентные места обычно находятся в местах, где жидкость меняет направление течения при высокой скорости, создавая высокое число Рейнольдса.

Как контраст, ламинарное течение совсем другое, в нём большие частицы имеют тенденцию течь в граничных слоях (где скорость наименьшая), а маленькие частицы стремятся к центру, где скорость жидкости наивысшая. Распространение больших частиц в масле зависит от их размеров и формы, таким образом, взятие пробы в месте с ламинарным течением не даст точного распределения частиц (частиц износа или загрязнений) для анализа.

Проще говоря, из-за того, что более тяжелые частицы находятся внизу, а более лёгкие стремятся к центру, частицы не распределяются в объёме масла равномерно. Когда вы берёте пробу масла для определения состояния компонентов гидравлической системы, важно, чтобы полученные данные были не только непротиворечивыми, но ещё и точными. Способ убедиться в этом состоит в выборе точки отбора пробы, в которой есть турбулентный поток для получения информативной пробы.

Теперь, вы должны спросить себя, зачем вся эта суета по поводу того как брать пробу? Процедуры присущие взятию пробы – это база для эффективной программы анализа масла. Без правильной процедуры взятия пробы, время и деньги будут потеряны, а из неверных данных будут сделаны  неверные выводы.  Это умаляет значение и, что более важно, подрывает доверие к программе анализа масла.

Так чего мы хотим? Мы хотим пробу масла, которая наглядно представляет масло, к которому мы предъявляем определённые требования, для того чтобы увеличить эффективность работы масла и оборудования.

Жизненно важные принципы взятия проб масла.
	Время – когда?
	Частота – как часто?
	Чистота, соответствующие инструменты
	Чистый порт(гнездо) для взятия проб.
	Сливать старое масло.
	Емкость для пробы заполнять на 75%
	Информация о пробе – возраст масла, возраст машины и так далее.

Так что конкретно мы имеем в виду под плотностью информации и неточной информацией? Проба должна быть взята таким образом, чтобы в ней было как можно большая концентрация информации на один миллилитр масла, то есть максимизировать плотность информации. Взятие пробы, в которой плотность информации максимальна и минимизирована возможность получения неточной информации, есть жизненно важная необходимость при выборе места взятия пробы.

Однако максимизация плотности информации зависит от природы данных. Например, если вы хотите
Вычислить эффективность фильтров гидравлической системы, то вы должны взять пробу до и после фильтрации. Разница между двумя пробами будет в различном количестве частиц. В зависимости от результата, принимается решение оставить или изменить существующую фильтрацию системы.

В этом примере максимизация плотности требуемой информации получена лаборантом из двух представительных проб взятых в определенном месте, чтобы получить нужную информацию. Различные цели требуют различных процедур взятия проб. Цель должна влиять на процедуру взятия пробы.

Вышеприведенный пример относится к изменяющимся свойствам, таким как подсчет частиц (износ и загрязнения). Изменяющиеся свойства зависят от того в каком месте была взята проба. Для сравнения гомогенные свойства, такие как вязкость, TAN (Общее кислотное число) или TBN (Общее щелочное число) имеют тенденцию оставаться постоянными во всём объёме масла. Изменяющиеся свойства относятся к состоянию оборудования и загрязнениям, тогда как гомогенные свойства относятся к состоянию масел и присадок. Намного труднее получить максимально полную информацию для изменяющихся параметров и, по этой причине, эффективное взятие пробы изменяющихся параметров важно, если мы хотим получить точные и надежные данные.

Искажение данных происходит во время забора, подготовки и анализа пробы масла. Забор пробы с неработающего оборудования, когда масло имеет температуру меньше рабочей и недостаточно перемешано, есть наиболее частая причина искажения данных. В идеале, во время отбора пробы, оборудование должно работать при нормальной нагрузке и скорости, в его типичной окружающей среде, иначе микрочастицы и влага могут осаждаться во время взятия пробы, искажая реальную картину.

Использование грязного пробоотборного оборудования и хранение открытыми пробников и крышек также нарушает представительность данных. Наиболее распространенный пример, это когда чистят пробоотборное оборудование бензином или растворителями. Даже небольшое количество топлива, оставшееся после такой очистки, может быть определено большинством лабораторий по анализу масла, и ошибочно диагностировано как проблема системы питания двигателя.

Зная о потенциальном источнике помехи для данного метода или месте взятия проб, диагност может наблюдать за этими ловушками, уменьшая вероятность того, что результаты анализа масла будут испорчены. Это особенно важно, когда место отбора пробы, или сам процесс отбора, не такие как нужно, из-за месторасположения оборудования или производственных условий. В случае пробоотборной бутыли, очищенной соляркой, простое сообщение от человека взявшего пробу, могло бы предотвратить некорректную реакцию на топливо, найденного в образце.

Проба масла должна быть взята таким способом, чтобы информация об образце была типичной, основательной и представительной. Важно убедиться, что образец не был загрязнен в течение процесса пробоотбора. Чтобы быть уверенным в качестве данных и в минимальной погрешности, надо обратить внимание на следующие факторы: место взятия пробы, процедура взятия пробы, устройства для взятия пробы и пробоотборник (бутылочка).

Как в недвижимости, один из наиболее важных аспектов взятия пробы – это месторасположение, месторасположение, месторасположение. Не все места для взятия пробы масла приведут к одинаковым результатам. В некоторых, проба будет более информативной. Некоторые машины оборудованы несколькими точками для взятия проб для решения специфических задач, связанных с работой данного оборудования.

Есть три основных способа взятия пробы масла: через сливное отверстие, при помощи вакуумного насоса и трубки и через  специальный клапан для отбора проб.

Все три метода могут дать представительные пробы, но клапан для пробоотбора всё-таки предпочтительнее.  Взятие представительной пробы, в районе слива или через специальную трубку для пробоотбора, должно производиться со знанием потенциально возможных ошибок в процессе такого взятия проб.

Даже несмотря на большой выбор средств для взятия проб, сливное отверстие и трубка для пробоотбора  не считаются лучшим выбором, поскольку потенциальная опасность погрешности, объясняемая человеческим фактором, выше.

Зачем делать анализ масла?
	Состояние масла Химические свойства Физические свойства Контроль загрязнений
	Состояние оборудования Нормальный/ненормальный износ Показатели неисправности
	Уровень загрязнений Пыль/вода/другие масли и др.
Ваша стратегия взятия проб (место, испытания, частота) должна отражать ваши цели.

Взятие проб со сливного отверстия

Взятие пробы с нижней части гидравлического бака покажет высокую и не соответствующую действительности концентрацию придонного осадка и воды как соответствующую взятию пробы в гидравлической линии. Первая проблема с этим методом состоит в том, если такой не утверждён официально, что аналитик будет думать, что была измерена общая концентрация, а не с придонного участка гидравлического бака. Это может привести к лишним и ненужным мероприятиям с диагностической точки зрения. По этой причине очень важно информировать лабораторию и аналитика, какой метод взятия проб использовался.

Метод взятия пробы с нижней части гидравлического бака наименее предпочтителен, так как есть большая вероятность того, что загрязнения со сливной пробки и придонного слоя масла попадет в пробник, и сделает результат анализа хуже, чем есть на самом деле.

Однако, если другого пути нет, то необходимо предпринять все меры, чтобы проба была показательной и, насколько возможно, минимизировать искажение данных. Первый шаг состоит в том, чтобы убедиться, что масло имеет рабочую температуру. Это избавит нас от присутствия водного конденсата. Очистить район сливного отверстия, чтобы удалить грязь, которая может загрязнить пробу. Удалите пробку и дайте стечь примерно литру масла. Это поможет предотвратить попадание придонных загрязнений гидравлического бака в пробу. Заполните пробник на три четверти, оставив достаточно места для взбалтывания пробы в лаборатории. Убедитесь, что слитое масло удалено экологически чистым способом.

За

•  Требуется только пробник (и может быть аптечка, если вы прольёте горячее масло себе на руки).

Против

• Есть опасность обжечь руку во время взятия пробы, т.к. рабочая температура может быть и 100°С
• Высока вероятность получения непоказательной пробы из-за загрязнений в нижней части гидравлического бака.
• Просто огромная вероятность того, что проба будет взята холодной, чтобы не обжечься горячим маслом.

Взятие проб при помощи вакуумного насоса / Экстракционного насоса / Пробоотборного устройства

Пробоотборное устройство является простейшим вакуумным насосом. Пробоотборная трубка присоединяется к насосу, работает он как велосипедный насос, только наоборот, и может быть использован для взятия пробы. Пробоотборник также присоединяется к пробоотборному устройству и масло может быть извлечено через трубку в пробоотборник.

Ещё раз убедитесь, что у масла рабочая температура. Вставьте трубку в пробоотборник. Откачайте небольшое количество масла, которое будет взято для пробы, в запасную тару, для прочистки пробоотборной трубки от находящегося там масла от предыдущей пробы. Присоедините пробоотборник к насосу и наполните её на три четверти. Во время взятия пробы, постарайтесь, чтобы пробоотборная трубка не касалась дна бака. Закругление окончания трубки поможет в этом.

В идеале, для обеспечения согласованных данных, пробы должны браться каждый раз с одной глубины. Это может быть достигнуто путём измерения длины пробоотборной трубки. Применение трубки соответствующей длины гарантирует также, что трубка не свернётся и поднимется выше уровня масла в баке.  В основном тонкие пробоотборные трубки используются для маловязких жидкостей, таких как моторные и гидравлические масла, и толстые трубки, для густых, высоковязких жидкостей, таких как редукторные масла. В продаже имеются одноразовые пробоотборные трубки и, хотя это получается дороже, гарантируют, что не произойдёт взаимного занрязнения, когда берётся больше чем однеа проба за один раз.

Рис. 1. Пробоотборное устройство (WISP).

За

• Просто и дёшево.
• Один насос может использоваться для взятия разных проб.
• Поток масла легко контролируется.
• Не требуется никаких дополнительных модификаций оборудования.

Против

• Погружаемую в масло трубку трудно контрлировать. После того как отпустишь, трудно предугадать где окажется трубка, в результате отбор пробы может браться в разных местах бака.
• Всегда есть риск, что трубка окажется близко ко дну бака, где поднимет частицы износа и донный осадок.
• Есть возможность взаимного загрязнения пробоотборной трубки при взятии разных проб за один раз.

Взятие пробы через клапан

Использование пробоотборного клапана для взятия проб более предпочтительно, так как этот способ легок, обеспечивает необходимую чистоту и прост. Если вы используете лёгкий, чистый и простой способ, вы увеличиваете вероятность того, что всё будет сделано правильно. Это также лучший способ избежать загрязнения проб. Оборудование должно работать во время взятия пробы, и проба должна браться каждый раз в одном месте. Как и в первых двух методах пробоотбора, масло должно иметь рабочую температуру. Снимите крышку, которая предохраняет клапан от попадания в него пыли, очистите наконечник клапана и присоедините коннектор, который открывает клапан и позволяет маслу течь. Слейте пол литра масла. Это поможет очистить пробоотборную трубку от предыдущего остатка. Присоедините пробоотборник. Наполните бутылочку, помня о необходимости оставить свободное место. Где должен быть установлен пробоотборный клапан? Золотое правило: после рабочих узлов, но перед фильтром. Клапаны бывают разных размеров, с различными коннекторами, с опциями для высокого давления.

Рис.2.  Клапан для пробоотбора (WVEB).

Рис.3. Трубка для пробоотбора с креплением (WVCE).

За

• Более репрезентативные результаты, т.к. проба берётся на работающем оборудовании и всегда в одном месте.

Против

• Требуется доработка оборудования, если клапан не смонтирован.
• Современные программы анализа включают испытания, на которые могут влиять загрязнения из окружающей среды, попадающие в пробоотборник в течение процесса пробоотбора. Это такие испытания как подсчёт частиц и элементная спектроскопия. В случаях, когда во время взятия пробы в окружающей среде присутствуют значительные загрязнения, должны быть приняты меры, чтобы не загрязнить пробу. Места с высоким риском загрязнения из окружающей среды это: рудники, металлургия и довольно много там, где есть пустыни.

Это может выглядеть как перебор, но эксперименты по влиянию загрязнений из окружающей среды показывают, что показатели по ISO вырастают на 2-3 класса, когда пробоотборник просто был оставлен открытым на несколько минут. Так как же вы возьмёте пробу, не открыв при этом пробоотборник? Я уверяю вас, это возможно.

Этот метод называется «проба чистого масла» и включает в себя использование пакетика с замком «zip-lock». Закрытый пробоотборник помещают в такой пакет и закрывают его, отделяя окружающий воздух от бутылочки. Эту часть процесса желательно проводить в чистом, закрытом помещении. Сопутствующее пробоотборное оборудование, такое как вакуумный насос и устройства для взятия проб, также должны быть упакованы до того момента, как не настанет момент взятия пробы, чтобы избежать загрязнений из окружающей среды.

Когда будете готовы брать пробу масла, убедитесь, что клапан для взятия пробы или вакуумный насос хорошо очищены. Открутите крышку бутылочки без открывания пакета, отложите её в сторону внутри пакета. Теперь расположите горлышко пробоотборника таким образом, чтобы оно находилось с другой стороны от замка «zip-lock», помня, что нельзя открывать замок пакета. Прикрутите бутылочку к пробоотборному устройству (коннектору клапана или насосу), позволяя пластиковой трубке проткнуть пакет.

Далее проба берётся как обычно, пока масла не наберётся сколько нужно. Для завершения процесса, зажмите бутылочку внутри пакета и открутите её от насоса. К освободившейся бутылочке, которая всё ещё внутри пакета, и аккуратно прикручиваем крышку обратно. Теперь можно открыть пакет и извлечь пробоотборник. Не используйте повторно этот пакет для следующих проб. Этот простой процесс позволяет эффективно взять пробу, не подвергая масло дополнительным атмосферным загрязнениям. Этот метод минимизирует риск попадания загрязнений в пробоотборник.

Таблица.

Лучший способ взятия проб в загрязнённой окружающей среде
1.Поместите закрытую бутылочку в чистый пакет с замком «zip-lock».
2.Перед взятием пробы, не открывая пакет, снимите крышку.
3.Присоедините бутылочку к пробоотборному устройству.
4.Проткните пакет трубкой для взятия пробы.
5.После взятия пробы, не открывая пакета, оденьте крышку.
6.Извлеките бутылочку из пакета и промаркируйте, если это необходимо.

Несколько золотых правил:

• Всегда берите пробу с работающего оборудования, избегайте взятия проб из холодных систем и помните, что вам необходимо путем взятия пробы получить «снимок» системы работающей под нормальной нагрузкой и в естественных условиях.
• Промойте пробоотборную трубку маслом из системы, пробу из которой вы будете брать. Не промывайте пробоотборное оборудование водой, бензином или растворителем. Современные лаборатории используют оборудование, которое может точно измерять концентрации воды меньше 0,01% и топлива меньше 2%. Любое нахождение воды или топлива в пробе масла будет оказывать влияние на конечный результат. Если для чистки пробоотборного оборудования использовался бензин или растворитель, убедитесь потом, что это оборудование промыто маслом из системы, в которой будет браться проба.
• Убедитесь, что пробы берутся с надлежащей частотой. При определении частоты взятия проб принимаются во внимание такие факторы как: условия эксплуатации (загрязненность окружающей среды, нагрузки, температура), возраст оборудования, стоимость отказа оборудования (стоимость простоя и ремонта/замены). Жизненно важной частью анализа масла является получение информации об изменении контролируемых показателей с течением времени, определение тенденций изменения износа и загрязнения. В этом случае можно построить на графике представительную историю изменений, по существу механическую биографию узлов оборудования. Такая история позволяет аналитику определять потенциальное отклонение от нормы и предупредждать заказчика. Сложно построить такую представительную историю, если частота взятия проб непостоянна.
• Проба должна браться до фильтра, но после рабочих узлов оборудования. Фильтры предназначены для удаления из гидравлической системы нежелательных продуктов износа, поэтому если вы возьмёте пробу масла после фильтра, все важные данные об износе и загрязнениям будут потеряны. Исключением этого является взятие пробы до и после фильтра для определения эффективности фильтрации.
• Убедитесь, что всё пробоотборное оборудование (клапаны, вакуумный насос) были тщательно вымыты перед взятием пробы. Не используйте грязное пробоотборное оборудование, или бывшее использовании, с несмытым остатком масла от предыдущей пробы. В этом случае, будет смешение загрязнений от разных проб. Очистка – важная задача, выполнение которой, должно быть проконтролировано. Плохо очищенное место для забора пробы может быть причиной искажения данных. Для получения представительных данных, перед взятием пробы, инструменты для отбора пробы должны быть тщательно очищены. Обычно это достигается путём использования запасной бутылочки для слива туда загрязненного масла. Важно промыть пять-десять раз пустой объём, прежде чем брать пробу. Пробоотборное оборудование, с которыми масло вступает в контакт, считают пустым объёмом и оно должно быть промыто.
• Сразу отправляйте пробу масла в лабораторию. Не ждите больше 24-х часов, чтобы отправить пробу. Помните, вам нужно получить «снимок» масла именно в это время. Состояние узлов оборудования и масла может измениться в очень короткий промежуток времени. Чем раньше будет выявлена проблема, тем меньше вероятность возникновения неисправностей. Анализ масла – это форма прогнозирующего обслуживания. Весь смысл в определении потенциальных проблем до их появления.

*return of investment - коэффициент окупаемости инвестиций

В начале этой статьи я сделала заявление о том, как точность анализа масла зависит от двух моментов: от того как взята проба и от сопровождающей пробу информации. Тут есть одна тонкость – анализ масла это холистический процесс.

Значение слова «холистический» можно определить как «целостный», подчёркивающий связь между частями и целым. То, что вы берёте пробу масла и прилагаете сопроводительную информацию, есть части одного процесса – анализа масла.

Отправлять пробу масла в лабораторию без сопроводительной информации, всё равно, что отправлять неидентифицированную пробу крови  в диагностическую лабораторию, и ожидать, что там будут знать что с ней делать и что искать. Отправлять неправильно взятую пробу в лабораторию по анализу масла, это всё равно, что взять пробу крови у первого встречного и ожидать, что в клинике по ней вам поставят правильный диагноз.

Проще говоря, мой анализ будет настолько точен, насколько правильно была взята проба и точно и полно мне предоставлена сопроводительная информация. Надеюсь, что из этой статьи вы увидите, что создание и эффективное выполнение пробоотборных процедур, есть наиважнейшая часть успешной программы по анализу масла.  Правило: что внутрь поместите, то обратно и достанете.

Удачного взятия проб!