Методы очистки масел: виды, способы и технологии регенерации

Промышленное масло не изнашивается — изнашиваются его свойства. Базовая нефтяная основа гидравлического, турбинного, компрессорного или индустриального масла способна работать десятилетиями; из строя её выводят вода, растворённые газы и механические примеси. Именно поэтому очистка масла в большинстве случаев экономически выгоднее полной замены: вы восстанавливаете рабочую жидкость, а не покупаете новую.

Ниже — разбор того, какие существуют методы очистки отработанного масла, чем они отличаются и в каких случаях применяются. Материал полезен главному инженеру, механику и энергетику, которые выбирают технологию обработки отработанного масла для своего производства.

Виды очистки масел: по чему их классифицируют

Все виды очистки масел удобно разделить по тому, какой именно загрязнитель они удаляют. В отработанном масле их три, и они принципиально разные по природе:

• Механические примеси — продукты износа металла, пыль, окалина, частицы уплотнений. Убираются фильтрацией и сепарацией.
• Вода — свободная, эмульгированная и растворённая. Убирается осушкой: вакуумной, центробежной или коалесцентной.
• Газы и лёгкие фракции — растворённый воздух, продукты окисления. Убираются только дегазацией под вакуумом.

Второй способ классификации — по глубине очистки. Здесь принято разделять грубую очистку масла (удаление крупных частиц, обычно от 25–100 мкм) и тонкую очистку масла (удаление частиц размером до 1–5 мкм). Эти два этапа не заменяют, а дополняют друг друга: грубая очистка защищает дорогие элементы тонкой очистки от быстрого забивания.

Механическая очистка масел: грубая и тонкая очистка

Механическая очистка масел — самый распространённый и самый простой метод. Масло прокачивается насосом через фильтрующий элемент, который задерживает твёрдые частицы. Разница между исполнениями — только в тонкости фильтрации и ресурсе картриджа.

Грубая очистка масла

Фильтр грубой очистки — это, как правило, сетчатый или щелевой элемент с ячейкой 40–100 мкм. Он ставится на входе установки и защищает насос и последующие узлы. Сам по себе он не даёт нужного класса чистоты, но без него ресурс тонких фильтров сокращается в разы.

Тонкая очистка масла

Фильтр тонкой очистки отработанных масел — прецизионный картридж из стекловолокна или целлюлозы с большой площадью поверхности, удерживающий частицы до 1 мкм. Именно тонкая очистка определяет итоговый класс чистоты по ISO 4406 — как расшифровать этот код, мы разбирали в отдельной статье.

Плюсы: дёшево, просто, работает на любом оборудовании.
Минусы: гидравлическая фильтрация масла не удаляет ни воду, ни растворённые газы. Если проблема в обводнении, замена фильтров не даст результата — масло останется мутным и продолжит окисляться.

Сепаратор для очистки масла (центробежная очистка)

Центробежный сепаратор для очистки масла разделяет среды по плотности: барабан раскручивается до нескольких тысяч оборотов, тяжёлая вода и шлам отбрасываются к стенке, чистое масло отводится из центра.

Метод хорошо справляется со свободной водой и крупным шламом при больших расходах, поэтому сепараторы часто применяют в судовой энергетике и на ТЭЦ. Ограничение существенное: центрифуга не удаляет растворённую и мелкодисперсную эмульгированную воду и совершенно не работает с растворёнными газами. Кроме того, сепараторы требовательны к обслуживанию — барабан нужно регулярно разбирать и мыть.

Осушка масла: удаление воды

Осушка масла — отдельная технологическая задача, потому что вода присутствует в масле в трёх формах, и удалять их приходится по-разному:

Отстаивание — самый примитивный вариант: масло просто выдерживают в ёмкости, и вода уходит вниз. Метод почти бесплатный, но занимает сутки и снимает только свободную воду. Коалесцентные фильтры укрупняют мелкие капли эмульсии до отделяемых, однако быстро теряют эффективность при высокой обводнённости и не берут растворённую влагу.

Установка осушки масла вакуумного типа работает иначе: при разрежении −0,08…−0,098 МПа вода закипает при температуре ниже 100 °С, поэтому испаряется вся влага — включая растворённую — без термического повреждения базового масла. Это единственный способ гарантированно выйти на показатель ≤ 80 ppm.

Дегазация масла: удаление растворённых газов

Растворённый воздух — самый недооценённый загрязнитель. В гидравлическом масле может содержаться до 9–12 % воздуха по объёму, и именно он вызывает кавитацию насосов, «мягкий» ход штока пресса, шум в гидросистеме и ускоренное окисление масла.

Дегазация масла возможна только в разрежении. Нагретое масло подаётся тонкой плёнкой в вакуумную камеру: чем больше площадь поверхности, тем полнее выходят газы. В современных установках для этого применяют технологию трёхмерного flash-испарения — масло распыляется по многоуровневым тарелкам, а не просто стекает по стенке.

Камера для дегазации масла — ключевой узел любой вакуумной установки; за ней обязательно идут конденсатор и вакуумный насос, отводящие пары воды и газов из контура. Подробнее о том, как устроен этот процесс →

Физико-химические методы регенерации масла

Когда речь идёт о глубокой переработке сильно деградировавшего масла, применяют физико-химические способы регенерации масел:

• Адсорбционная очистка — масло пропускают через слой отбеливающей глины, силикагеля или активного оксида алюминия. Удаляет продукты окисления, кислоты и смолы, восстанавливает цвет и кислотное число. Применяется преимущественно для трансформаторных масел.
• Коагуляция — введение реагента, укрупняющего коллоидные загрязнения до фильтруемого размера.
• Сернокислотная очистка и дистилляция — заводские методы глубокой переработки отработки в базовое масло. Это уже не обслуживание оборудования, а промышленная регенерация и утилизация масел на специализированном производстве.

Для эксплуатирующего предприятия физико-химические методы почти всегда означают вывоз масла с площадки, что убивает главное преимущество регенерации — отсутствие простоя.

Вакуумная регенерация — комплексный метод

Вакуумная технология объединяет всё перечисленное в одну непрерывную линию и работает сразу с тремя видами загрязнений. Процесс регенерации масла в вакуумной установке выглядит так:

1. Грубая фильтрация — снятие крупных механических частиц на входе.
2. Нагрев до 45–65 °С — снижение вязкости для лучшего отделения воды и газов.
3. Вакуумная камера — одновременная осушка и дегазация масла.
4. Конденсация — отведение паров воды в ресивер, без выбросов в цех.
5. Тонкая фильтрация — доведение до класса чистоты по частицам до 1 мкм.

Ключевое отличие от всех прочих методов: масло после регенерации по контролируемым параметрам соответствует характеристикам нового, при этом оно ни разу не покидает объект заказчика. Это и есть очистка масла на объекте — то, ради чего технологию выбирают производственные предприятия.

Сравнение методов очистки масел

Как проводят очистку масел на практике

Типовой порядок работ на предприятии выглядит так:

1. Отбор пробы и анализ. Определяют содержание воды, класс чистоты по ISO 4406, кислотное число. От результата зависит выбор технологии и число прогонов.
2. Выбор схемы подключения. Очистка в режиме циркуляции (установка подключается к работающему баку) или в режиме перекачки «бак — бак».
3. Прогон масла. Объём прогоняется через установку от одного до трёх раз в зависимости от исходной обводнённости.
4. Контрольный анализ. Повторный отбор пробы, подтверждение параметров, оформление акта.

Для 1000 л при однопрогонной очистке на установке производительностью 20 л/мин работа занимает около четырёх часов. Сильно обводнённое масло потребует 2–3 прогонов.

Оборудование для очистки масла: установки и станции

На рынке оборудование для очистки масла представлено в трёх основных форматах, и разница между ними — не в технологии, а в мобильности и производительности:

• Стационарная станция очистки масла — встраивается в маслохозяйство цеха, работает постоянно. Оправдана при большом парке оборудования на одной площадке.
• Мобильная установка очистки масел — рама на колёсах или прицепе, перевозится между объектами. Наиболее универсальный вариант: одна мобильная станция очистки масла обслуживает десятки единиц оборудования.
• Комплексная установка очистки масла — линия с расширенным набором ступеней, включая адсорбционный блок, для задач глубокой регенерации.

Мы поставляем вакуумные маслоочистители серии TYA производительностью от 1 200 до 6 000 л/ч — это мобильные установки, объединяющие грубую и тонкую фильтрацию, осушку и дегазацию в одном корпусе. Сравнение моделей по производительности →