TOST (Turbine Oil Oxidation Stability Test) và cơ chế đánh giá suy thoái dầu theo TOST lần đầu tiên được phát triển bởi Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) vào năm 1943, với phương pháp hiện tại được phê duyệt vào năm 2004. TOST được xây dựng để buộc chất lỏng thuỷ lực (dầu Turbine, dầu thuỷ lực) bị hỏng bởi một quy trình thử nghiệm cụ thể liên quan đến các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, nhiễm nước và tiếp xúc với không khí đáng kể.
Thử nghiệm TOST (ASTM D943)
Mỗi chất phản ứng và chất xúc tác đều được phóng đại: dầu thử nghiệm được trộn với thêm 17% nước, đun nóng đến 95°C (203°F) và được khuấy động bởi dòng oxy, với sự có mặt của chất xúc tác sắt và đồng. Trong điều kiện này, dầu thuỷ lực sẽ bị oxy hóa hoặc thủy phân, làm tăng độ acid hoặc lượng acid của nó. Do đó, trị số acid (TAN) là thước đo được sử dụng để đo độ ổn định oxy hóa. Tuổi thọ của dầu được đo bằng thời gian để đạt được TAN là 2 mgKOH/g. Nếu chất bôi trơn liên tục tiếp xúc với ô nhiễm nước, nhiệt độ cao và sự hấp dẫn không khí trong điều kiện sử dụng, TOST có thể được sử dụng như một chỉ số tiềm năng về tuổi thọ của dầu turbine hay dầu thuỷ lực.
ASTM D943, thường được gọi là Thử nghiệm ổn định oxy hóa dầu Turbine (TOST), được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu nhớt để đánh giá độ ổn định oxy hóa của các chất dầu nhớt công nghiệp khác nhau khi có nước, môi trường ẩm. Nó có thể là một chỉ báo đầy đủ về sự ổn định oxy hóa cho turbine hơi nước và một số loại dầu tuần hoàn, thuỷ lực (chống gỉ và oxy hóa hoặc ức chế R&O), liên tục hoạt động với môi trường nhiễm bẩn nước. Tuy nhiên, dữ liệu thử nghiệm TOST không nên bị hiểu sai như một chỉ số chung về tuổi thọ dầu đang hoạt động, đặc biệt là đối với dầu thủy lực. Kiểm soát nhiễm bẩn và tuổi thọ tổng thể của dầu phải là đánh giá về hiệu suất phù hợp hơn cho tuổi thọ dầu thủy lực đang hoạt động.
Theo ExxonMobil, dữ liệu phân tích dầu đã qua sử dụng cho thấy hơn 90% cảnh báo dầu thủy lực, khuyến nghị thay dầu, là do nhiễm bẩn: nước, đất cát, kim loại.. Dựa trên gần 50.000 mẫu dầu thủy lực đã sử dụng của ExxonMobil, khi thử nghiệm đã tạo ra các cảnh báo xác định chúng là ranh giới hoặc không phù hợp để sử dụng tiếp tục, chỉ có 2,5% có liên quan đến quá trình oxy hóa. Không có cảnh báo nào chỉ là do quá trình oxy hóa. Hơn nữa, trong số 2,5% mẫu cảnh báo về quá trình oxy hóa, theo thống kê không có mẫu nào dầu hỏng về số lượng acid cao (tiêu chí sử dụng theo TOST).
Kết quả thử nghiệm TOST không tương đương với tuổi thọ dầu thủy lực Dầu thủy lực đang hoạt động do dầu suy thoái vì quá trình oxy hóa, chứ đừng nói đến các điều kiện không thực tế của thử nghiệm TOST (do điều kiện trong phòng thí nghiệm) … Do đó, thử nghiệm TOST không phải là một chỉ số chính xác về độ ổn định oxy hóa trong sử dụng thực địa hoặc tuổi thọ cho dầu thủy lực. Như được định nghĩa trong phần “Ý nghĩa và Sử dụng” của ASTM D943-04, “[TOST] được sử dụng rộng rãi cho mục đích đặc điểm kỹ thuật và được coi là có giá trị trong việc ước tính độ ổn định oxy hóa của chất lỏng thuỷ lực, đặc biệt là những chất dễ bị ô nhiễm nước. Tuy nhiên, cần phải công nhận rằng mối tương quan giữa kết quả của phương pháp này và độ ổn định oxy hóa của chất bôi trơn trong sử dụng tại hiện trường có thể thay đổi rõ rệt theo điều kiện làm việc và với các loại bôi trơn khác nhau.
Nhiễm bẩn, tác nhân gây hỏng chính của dầu thủy lực chiếm hơn 90% cảnh báo dầu thủy lực, nhiễm bẩn trong hệ thống bôi trơn với nước, bụi bẩn và các hạt khác là chính. Cho dù dầu thủy lực có ổn định oxy hóa đến đâu, nếu nó không thể kiểm soát bẩn xâm nhập từ bên ngoài và giữ cho hệ thống sạch sẽ, tuổi thọ dầu của nó sẽ bị ảnh hưởng.
Độ bền dầu vượt trội(kháng oxy hoá), khả năng kiểm soát nhiễm bẩn (tách bụi, nước hay bọt khí..) và giữ cho hệ thống luôn sạch sẽ của dầu, đồng thời bảo vệ thiết bị hoạt động ổn định, là cần thiết để đạt được tuổi thọ dầu dài trong sử dụng cho các hệ thống dầu thủy lực.
Trong một số lĩnh vực sử dụng dầu thuỷ lực trong điều kiện nhà xưởng khô ráo như thiết bị/máy ép nhựa thì sự hư hỏng dầu thuỷ lực được cho là có hỏng hóc về đường ống của thiết bị gây nên rò rỉ dầu thuỷ lực hay sự lão hoá các ống có thể gây vỡ, tổn thất dầu thuỷ lực. Quan sát của ESKA, trong điều kiện sạch sẽ như nhà xưởng, TOST có thể được dùng là tiêu chí để đánh giá thời gian sử dụng của dầu thuỷ lực theo một cách có thử nghiệm thực tế. Tất cả dầu thuỷ lực của ESKA như Pure Flow HLP 68 hay Hydraulic AW68 đều có chỉ số TOST (liên hệ với ESKA để có thông tin chi tiết về TOST).
Trong điều kiện công trình ngoài trời với điều kiện khắc nghiệt, đánh giá thời gian sử dụng dầu thuỷ lực thông thường không dựa theo thời gian TOST mà sử dụng theo thời gian thực tế, liên quan đến hiệu suất của máy công trình (giảm), các vị trí lọc dầu bôi trơn và quan trọng là tính nhiễm bẩn bên ngoài như bụi, ẩm hay nước..v.v. Sự tăng áp suất đột ngột gây nên vỡ ống làm tổn hay dầu thuỷ lực thông thường liên quan đến các vị trí lọc bị tắt do ẩm, bùn bị oxy hoá hay bụi bẩn.
Tất cả những đánh giá về dầu thuỷ lực được nêu trên chỉ áp dụng cho dầu thuỷ lực sản xuất với dầu gốc và phụ gia tiêu chuẩn. Một số loại dầu thuỷ lực sử dụng dầu gốc độ nhớt thấp và phụ gia EPDM để tăng độ nhớt thì sự oxy hoá sinh cặn bùn trong hệ thống dưới tác nhân độ ẩm và tuần hoàn không khí xảy ra rất nhanh.
Kết luận
- Mặc dù TOST là một thử nghiệm có giá trị để chỉ ra sự ổn định oxy hóa của dầu tuabin hơi nước và các loại dầu R&O (như dầu tuần hoàn, thuỷ lực) khác dễ bị ô nhiễm nước/hơi ẩm, nhưng nó không chỉ ra tuổi thọ dầu đang hoạt động của dầu thủy lực.
- Nhiễm bẩn là chế độ hỏng hóc chính của chất lỏng thủy lực; do đó, kiểm soát nhiễm bẩn và giữ hệ thống sạch đáp ứng chỉ số hiệu suất hàng đầu cho tuổi thọ/độ bền của dầu thủy lực.
- Quan tâm đến các chi tiết như lọc hay bộ phận tách nước tăng cường khả năng bảo vệ hệ thống thủy lực (độ sạch của hệ thống) và tuổi thọ dầu trong sử dụng.
- Dầu thủy lực ESKA Pure Flow HLP cho thấy hiệu suất tuyệt vời trong ổn định TOST, tách nước và độ sạch NAS 6. (Xem theo NAS: độ sạch của dầu thuỷ lực)
Theo ESKA Singapore, 2/4/2023
