Vesipitoisuuden ja TAN-arvojen alentaminen

Tämän aiheen tavoitteena on selittää RecondOilin Double Separation Technologyn (DST) toimintaperiaatteet vesipitoisuuden (water content) ja kokonaishappoluvun (TAN, Total Acid Number) alentamiseksi, kuvata mittaus- ja seuranta­käytännöt sekä havainnollistaa, miten nämä toimenpiteet vaikuttavat öljyn suorituskykyyn, komponenttikestävyyteen ja oljen elinkaaren pidentämiseen.

Oppimistavoitteet

• Ymmärtää DST:n pääperiaatteet veden ja happamien oksidaatiotuotteiden erottelussa ja poistossa.
• Tuntea öljyn vesipitoisuuden ja TAN-arvon mittausmenetelmät ja analysoinnin merkitys.
• Osata tulkita mittaustuloksia, asettaa sovelluspohjaisia tavoitetasoja ja määrittää korjaavat toimenpiteet.
• Arvioida vesipitoisuuden ja TAN-arvon vaikutuksia koneiston ja öljyn suorituskykyyn.

1. Taustaa: Miksi vesipitoisuus ja TAN ovat kriittisiä

• Vesipitoisuus (ppm-asteikolla mitattuna) edistää öljyn hapettumista, hydrolyysiä ja lakkamuodostusta, heikentää voitelukalvoa sekä lisää korroosiota ja mekaanista kulumista. Emulsiomuodossa oleva vesi on erityisen haitallista, koska se vaikeuttaa erottumista ja edistää lisäaineiden hajoamista.
• TAN kuvaa öljyssä olevien happojen määrää (mg KOH/g). Korkea TAN indikaoi edistynyttä hapettumista ja acidifikaatiota, mikä johtaa korroosioon, tiivistymien (varnish) muodostumiseen ja lisäaineiden kulumiseen. TAN:n nousu on usein indikaattori öljyn kemiallisesta degradaatiosta.

2. DST:n toimintaperiaatteet vesierottelussa

RecondOilin DST yhdistää mekaanisen ja kemiallisen erottelun (”Double Separation”) seuraavasti:

• Kemiallinen vaihe (coagulation/attraction):

  • DST käyttää ns. boosteria tai kemiallisia prosesseja, jotka edistävät pienhiukkasten (nanopartikkelien) ja polaaristen hapettumistuotteiden aggregoitumista suuremmiksi flokkeleiksi.
  • Tämä prosessi heikentää emulsioita ja vapauttaa veteen sitoutunutta tilaa, jolloin erottuminen helpottuu.

• Mekaaninen vaihe (suodatus / erottelu):

  • Aggregoituneet hiukkaset ja lakkatuotteet poistetaan mekaanisilla suodattimilla. Mekaaninen suodatus toimii laminaarivirtauksen olosuhteissa, jolloin myös hienoimmat partikkeleiksi muodostuneet flokat saadaan erotettua.
  • Samanaikaisesti järjestelmä mahdollistaa vapaan veden erottumisen ja poistamisen (free and entrained water) ja vähentää emulsiomuotoisen veden määrää.

• Tuloksena:

  • Veden määrä öljyssä voi laskea sadoista ppm-arvoista alle vaadittujen kohdearvojen (riippuen sovelluksesta, usein <100 ppm tai jopa <50 ppm tavoitetasoksi hydraulijärjestelmissä).
  • Polaariset hapettumistuotteet ja lakkia edeltävät yhdisteet poistuvat, mikä heijastuu TAN‑arvon pienenemisenä ja alhaisempana MPC‑ (membrane patch colorimetry) arvoina.

3. DST:n vaikutus TAN‑arvoihin — mekanismit

• Suora poisto: kemialliset/adsorptiiviset elementit DST-prosessissa voivat sitoa tai poistaa polaarisia happoja ja hapettumisvälituotteita öljystä, mikä alentaa mitattavaa TAN-arvoa.
• Indirektiivinen vaikutus: veden ja katalyyttisten partikkeleiden poistaminen hidastaa jatkumoista hapettumista ja uusien happojen muodostumista, mikä pysäyttää tai hidastaa TAN:n nousua jatkossa.
• Vähentynyt lakan muodostuminen (varnish) ja alhaisempi MPC-arvo liittyvät usein myös lakan ja happojen täyden poiston myötä mitattaviin TAN‑arvon alenemisiin.

4. Mittaaminen ja seuranta

Keskeiset analyysit ja suositellut käytännöt:

• Vesipitoisuus

  • Menetelmä: Karl Fischer ‑titraus (esim. ASTM D6304 tai vastaava standardi) on teollisuuden yleisin ja tarkin tapa.
  • Näytteenotto: kontaminoitumattomat näytteet, suljetut putkibonnetit, näytteenottokohdan yläosa (matalavirtauksen hetki), toistettavuus.
  • Tavoitetasot (esimerkkejä, sovelluskohtaista): hydrauliikka ~<100 ppm (usein <50–100 ppm), vaihteistot ja turbokoneet tiukemmat — tavoitteena mahdollisuus päästä alle 50 ppm.

• TAN (Total Acid Number)

  • Menetelmä: potentiometrinen titraus (ASTM D664) tai muut standardoidut menetelmät (ASTM D974 mainitaan myös).
  • Tulosten tulkinta: absoluuttinen arvo ja muutos uuteen öljyyn verrattuna. Yleinen käytäntö on seurata TAN:n muutosta — jatkuva nousu viittaa aktiiviseen hapettumiseen.
  • Esimerkki kontekstista: DST:n käytön seurannassa TAN‑arvo laski vaiheittain (esim. 1,57 → 0,65 mg KOH/g), mikä osoittaa sekä hapettumistuotteiden poistumista että estynettä uutta hapettumista.

• Varnish / MPC sekä partikkelit

  • MPC (membrane patch colorimetry) mittaa lakkipotentiaalia; DST-prosessilla on havaittu merkittäviä MPC‑arvon laskuja (usein kymmenistä yksiköistä alle 20 tai vielä alemmaksi).
  • Partikkelilaskenta (ISO 4406) ja gravimetrinen analyysi täydentävät tilannetta; puhtaustasojen parantuminen on usein samaan aikaan mitattavissa.

• Seurantataajuus

  • Alussa tiheä (esim. viikoittain–kuukausittain) prosessin optimoinnin aikana.
  • Vakaa toiminta: kuukausittain tai prosessin riskiprofiilin mukaan (kriittiset kohteet tiheämmin).

5. Käytännön tavoitetasot ja arviointiperusteet

• Tavoitetasoja on asetettava sovelluskohtaisesti; lähtökohtaisesti:

  • Vesipitoisuus: tavoite alle 100 ppm (hyvin usein <50 ppm kriittisissä järjestelmissä).
  • TAN: pysyminen lähellä uuden öljyn arvosta; liiallinen nousu (esim. >0,3–0,5 mg KOH/g) vaatii toimenpiteitä.
  • MPC ja ISO 4406: puhtaustason kohoaminen useilla luokilla parantaa laakeri- ja hammaspyöräkomponenttien käyttöikää.

• Case‑esimerkki (kontekstista)

  • Hydrauliikkasäiliö, 15 000 L: TAN 1,57 → 0,65 yli suodatusjakson; MPC ja partikkelit laskivat merkittävästi; vesipitoisuus saatiin alas ja öljyn kemiallinen kunto todettu hyväksi. Tästä seurasi myös huoltokustannusten ja öljynvaihtojen harventuminen.

6. Käytännön toimenpiteet ja optimointi

• Asennus- ja prosessiasetukset

  • Varmista riittävä läpivirtaus ja oikea sijoittelu suhteessa säiliöön ja kierron reititykseen (laminaarinen poisto, ei suoraan imuun epätasaisesta virtauksesta).
  • Optimoi booster/kemiallisen vaiheen annostelu ja suodatin­materiaalivalinnat sovelluskohtaisesti (vesipitoisuuden ja varnish‑riskin mukaan).

• Näytteenotto ja analytiikka

  • Standardisoi näytteenottomenetelmät ja analyysipaketit (esim. vesipitoisuus, TAN, MPC, ISO 4406, viskositeetti).
  • Integroi analytiikka suorituskyvyn seurantaan (esim. RecondOil analyysipalvelut ja ohjelmistorajapinnat).

• Korjaavat toimenpiteet, jos arvot eivät laske riittävästi

  • Tarkista veden lähteet (vuodot, huonot tiivisteet, säiliön ilmansuodattimet).
  • Lisää DST‑kapasiteettia tai käytä lisämoduuleja (esim. voimakkaampi kemiallinen adsorptio).
  • Jos TAN pysyy korkeana ja öljy on kemiallisesti heikentynyt, harkitse öljyn uusiokäsittelyä tai vaihtoa tilanteen mukaan.

7. Turvallisuus ja ympäristönäkökulma

• Poistetut vesi- ja lakkajätevirrat tulee käsitellä ja hävittää voimassa olevien ympäristö- ja jätelainsäädäntöjen mukaisesti.
• DST:n käyttöönotto voi merkittävästi vähentää öljynvaihtojen tarvetta ja siten CO2-päästöjä sekä jäteöljyn määrää, mikä tukee kiertotalouden tavoitteita (IVL:n elinkaarianalyysin mukaiset hyödyt, kuten merkittävä CO2‑pienennys verrattuna perinteiseen öljykiertoon).

8. Hyötyvaikutukset öljyn suorituskykyyn ja komponenttien kestävyyteen

• Vesipitoisuuden ja TAN:n lasku johtavat:
  • Vähemmän korroosiota ja komponenttivaurioita.
  • Pienempi lakan ja varnishin muodostuminen (alempi MPC).
  • Pidempi öljyn käyttöikä ja pidemmät huoltovälit.
  • Parantunut laakeri- ja hammaspyöräkomponenttien suorituskyky ja kesto.
• Taloudelliset vaikutukset: suoria säästöjä öljyhankinnassa, pienentyneitä huoltokustannuksia ja tuotannon häiriöiden vähenemistä. Esimerkkinä eräissä kohteissa huoltokulut laskivat merkittävästi RecondOil‑ratkaisun käyttöönoton jälkeen.

9. Yhteenveto — toimintasuositukset koulutettavalle henkilöstölle

• Mittaa vesipitoisuus ja TAN säännöllisesti käyttämällä standardoituja menetelmiä (Karl Fischer, ASTM D664).
• Käytä DST:tä korjaamaan sekä vettä että polaarisia hapettumistuotteita poistamalla ne sekä kemiallisesti että mekaanisesti.
• Aseta sovelluskohtaiset tavoitetasot (vesi ppm, TAN muutoksen raja ja ISO‑puhtausluokka) ja reagoi nopeasti poikkeamiin (vesilähteet, suodatin­kapasiteetti, kemiallinen modulointi).
• Dokumentoi analyysit ja hyödynnä trenditutkimuksia: TAN:n ja vesipitoisuuden laskeva trendi yhdessä puhtaustason parantumisen kanssa on vahva indikaattori onnistuneesta DST‑käsittelystä.
• Muista ympäristö- ja turvallisuusvaatimukset käsiteltäessä poisto‑ ja jätevirtoja.

Lisätietoihin suositellaan sisällytettäväksi käsittelycaseja ja laboratorioanalyysiraportteja, joiden avulla osallistujat voivat harjoitella tulosten tulkintaa käytännön esimerkkien kautta (esim. kontekstissa esitetyt TAN‑ ja MPC‑arvojen muutokset ja vesipitoisuuden laskut).