Tuabin hơi hiếm khi hỏng vì thiếu dầu. Phần lớn sự cố bôi trơn đến từ việc chọn cấp nhớt theo thói quen rồi giữ nguyên cấp đó suốt vòng đời tổ máy, trong khi nhiệt độ ổ trục, khe hở bạc và hệ tuần hoàn đã đổi sau mỗi lần đại tu. Shell Turbo T có bốn cấp ISO VG là 32, 46, 68 và 100; ba cấp đầu là nhóm dùng phổ biến ở nhà máy nhiệt điện và thủy điện. Bài này đặt số liệu ba cấp cạnh nhau, lấy trực tiếp từ tờ thông tin kỹ thuật Shell Turbo Oil T 32, T 46 và T 68, để trả lời một câu hỏi: tổ máy đang chạy phù hợp với cấp nhớt nào.

Ba cấp nhớt Shell Turbo T đặt cạnh nhau

Số liệu dưới đây đọc nguyên từ tờ thông tin sản phẩm của từng cấp:

Shell Turbo Oil T 32: độ nhớt động học 32,0 cSt ở 40°C và 5,45 cSt ở 100°C (ASTM D445); khối lượng riêng 840 kg/m³; điểm đông đặc dưới −33°C; điểm chớp cháy cốc hở trên 215°C (ASTM D92).
Shell Turbo Oil T 46: 46,0 cSt ở 40°C và 6,90 cSt ở 100°C; khối lượng riêng 858 kg/m³; điểm đông đặc dưới −27°C; điểm chớp cháy trên 220°C.
Shell Turbo Oil T 68: 68,0 cSt ở 40°C và 8,95 cSt ở 100°C; khối lượng riêng 871 kg/m³; điểm đông đặc dưới −24°C; điểm chớp cháy trên 240°C.
Cả ba cấp cùng chỉ số độ nhớt 105 (ASTM D2270) và trị số axit 0,10 mg KOH/g (ASTM D974).

Cấp nhớt do ổ trục và hệ tuần hoàn quyết định, không do thói quen

Độ nhớt quyết định chiều dày màng dầu trong ổ trục. Ở cùng khe hở bạc và cùng tải, dầu đặc hơn giữ màng dầu dày hơn khi nhiệt độ đi lên, nhưng cũng khó bơm hơn, lâu thoát khí và lâu tách nước hơn. Chọn cấp nhớt vì vậy là bài toán cân bằng giữa điều kiện ổ trục và khả năng xử lý của hệ tuần hoàn, không phải cấp nào đắt hơn thì tốt hơn.

TDS Shell Turbo T không chỉ định sẵn cấp nhớt cho từng loại tổ máy. Tài liệu chỉ liệt kê dải cấp có sẵn và nhóm ứng dụng: tuabin hơi công nghiệp và tuabin khí tải trọng nhẹ không yêu cầu tính năng chống mài mòn tăng cường cho hộp số, bôi trơn tuabin thủy điện, các ứng dụng cần kiểm soát chặt gỉ và oxy hóa, cùng máy nén và bơm ly tâm hoặc hướng trục khi nhà sản xuất khuyến cáo dùng dầu R&O hay dầu tuabin. Đó là điều kiện cần, không phải điều kiện đủ. Bước quyết định vẫn là đối chiếu tài liệu của chính tổ máy: nhiệt độ dầu đường hồi, cấp nhớt ghi trong sổ thiết bị, khe hở ổ trục sau đại tu và lưu lượng bơm dầu.

TD, TG, L-TSA và L-TGA: đọc tên chuẩn để không nhầm mức chịu nhiệt

DIN 51515 có hai phần, và đây là chỗ nhiều hồ sơ mua sắm ghi thiếu: phần 1 ký hiệu TD cho dầu tuabin chịu tải nhiệt bình thường, phần 2 ký hiệu TG cho dầu tuabin chịu tải nhiệt cao. Hai ký hiệu này không phải hai mức chất lượng của cùng một yêu cầu, mà là hai mức chịu tải nhiệt khác nhau.

Trong hồ sơ đang dùng, TDS Shell Turbo Oil T 32 in DIN 51515-1 TD và DIN 51515-2 TG, trong khi TDS Shell Turbo Oil T 68 chỉ in DIN 51515-1 TD. Với tuabin hơi vận hành ở nhiệt độ ổ trục bình thường thì TD là mức thường được viện dẫn; với tổ máy khí hoặc vùng ổ trục chạy nóng, yêu cầu TG phải được xác nhận từ tài liệu OEM chứ không nên mặc định.

Ở tầng tiêu chuẩn quốc tế, ISO 8068 phân nhóm dầu tuabin thành L-TSA cho tuabin hơi, L-TGA cho tuabin khí và L-THA; ba TDS Shell Turbo T đều viện dẫn L-TSA, L-TGA, riêng TDS T 68 ghi thêm L-THA. Một điểm dễ bỏ sót: bản thân ISO 8068 không dành cho hệ cần tính năng cực áp, và biến thể có yêu cầu cực áp cho cụm bánh răng mang thêm chữ E trong ký hiệu như L-TSE và L-TGE. Cả ba cấp Shell Turbo T đều ghi rõ dành cho tuabin không yêu cầu tính năng chống mài mòn tăng cường cho hộp số; nếu tổ máy có hộp số tăng tốc chịu tải, đây là điểm phải kiểm tra riêng với OEM.

Hai chỉ số quyết định tuổi thọ dầu: TOST và RPVOT

Đây là hai phép thử đo sức chịu oxy hóa, khác nhau về bản chất. TOST (ASTM D943) đo số giờ dầu chịu được trong điều kiện oxy hóa có xúc tác nước và kim loại. RPVOT (ASTM D2272) đo thời gian dầu giữ được áp suất oxy trong bom quay ở nhiệt độ cao, dùng để so sánh nhanh và theo dõi dầu đã qua sử dụng.

Shell Turbo Oil T 32 và T 46: TOST trên 10.000 giờ, RPVOT trên 950 phút.
Shell Turbo Oil T 68: TOST trên 7.000 giờ, RPVOT 600 phút.

Chênh lệch này cần đọc đúng cách: ba tờ thông tin đang dùng là các bản khác nhau — T 32 bản v6.1, T 46 bản v2.3, T 68 bản v1.9, đều phát hành năm 2016 — nên số giữa các bản không so sánh trực tiếp được. Khi làm hồ sơ thầu hoặc nghiệm thu, nên xin datasheet hiện hành của đúng cấp nhớt.

Tách nước và thoát khí cũng thay đổi theo cấp nhớt

Với tuabin hơi, nước và hơi ẩm là tạp chất thường trực trong hệ dầu bôi trơn, nên hai phép thử này đáng đọc kỹ hơn cả độ nhớt:

Thoát khí ASTM D3427 ở 50°C: 4 phút với cấp 32 và 46, 5 phút với cấp 68.
Tách nước ASTM D1401: 15 phút với cấp 32 và 46, 20 phút với cấp 68.
Tách hơi nước DIN 51589: 150 giây với T 32, 153 giây với T 46 (TDS T 68 không công bố chỉ tiêu này).
Chống gỉ ASTM D665B: đạt ở cả ba cấp.

Xu hướng trong bảng là rõ: trong cùng một họ sản phẩm, cấp nhớt càng đặc thì thời gian thoát khí và tách nước càng dài. Nâng từ cấp 46 lên cấp 68 vì vậy cần rà lại hai điểm: tốc độ bơm và đường xả khí ở bồn dầu. Một bồn dầu thiếu thời gian lưu để nhả bọt khí sẽ làm cấp 68 khó phát huy lợi thế màng dầu.

Checklist trước khi chốt cấp nhớt cho tổ máy

Lấy đúng danh mục khuyến cáo của OEM cho tổ máy: Siemens, Alstom, General Electric, Man Turbo, Solar, Andritz Hydro và các hãng khác — ba tờ thông tin Shell Turbo T đã liệt kê sẵn phần lớn danh mục này.
Ghi lại cấp nhớt đang dùng và nhiệt độ dầu đường hồi thực tế trong vài chu kỳ vận hành.
Xác nhận tổ máy có hộp số chịu tải hay không, và hộp số đó có yêu cầu tính năng cực áp riêng.
Xác nhận mức chịu tải nhiệt mà OEM yêu cầu: TD hay TG.
Chốt bộ chỉ tiêu xét nghiệm định kỳ: độ nhớt, trị số axit, tách nước D1401, thoát khí D3427 và RPVOT.
Lấy mẫu dầu đầu kỳ làm mốc, cùng vị trí lấy mẫu và cùng điều kiện vận hành.

Các tính chất kể trên là giá trị điển hình của từng cấp, không phải thông số cam kết theo lô. Khi cần đối chiếu lô giao cho hồ sơ nghiệm thu, dùng phiếu kết quả phân tích theo lô của nhà sản xuất kèm tờ thông tin kỹ thuật của đúng cấp nhớt.

Nguồn tham khảo

Tờ thông tin kỹ thuật Shell Turbo Oil T 32 (bản v6.1), Shell Turbo Oil T 46 (bản v2.3), Shell Turbo Oil T 68 (bản v1.9) — số liệu bôi trơn dẫn trong bài.
Shell Turbo Oil T 68 Technical Datasheet — https://shop.sclubricants.com/pub/media/pds/shell/Shell-Turbo-Oil-T-68-datasheet.pdf
ADDINOL — định nghĩa DIN 51515-1 (TD, tải nhiệt bình thường) và DIN 51515-2 (TG, tải nhiệt cao): https://addinol.de/en/products/industrial-lubricants/turbine-oil
ISO 8068 (bản mẫu) — dầu tuabin TSA/TGA và lưu ý không dùng cho hệ cần tính năng cực áp: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/15089/dcd09f8961bf41fcaca9cb816f58bc2b/ISO-8068-1987.pdf
GB 11120-2011, xây dựng theo ISO 8068 — phân loại L-TSA, L-TGA, L-TSE, L-TGE: https://chinesestandard.net/PDF/English.aspx/GB11120-2011

Chọn cấp nhớt dầu tuabin ISO VG 32, 46 hay 68 — đọc Shell Turbo T trước khi chốt