Kriittisistä ja taloudellisesti merkittävien kohteiden öljyjen suorituskyvyn seuranta mahdollistaa tehokkaan puuttumisen muodostuviin ja alkaviin käyttöhäiriöriskitekijöihin. Nykyisin öljyjen suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä voidaan valvoa tehokkaasti etäratkaisuilla mutta suurella osalla öljyn kuluttajista valvonta perustuu yhä aikataulun mukaan otettaviin öljynäytteisiin.

Näytteenotto on kriittinen vaihe edustavan öljynäytteen matkassa järjestelmästä laboratorioon ja lopulta öljyanalyysiksi paperille tai joissain tapauksissa tietojärjestelmään. Öljynäytteen tulee luonnollisesti olla öljyerää edustava sekä sisältää materiaalia vain halutusta kohteesta. Ulkopuoliset materiaalit näytteessä johtavat analysoijan harhaan ja tuottavat ylimääräistä työtä.

Vuoden 2017 loppupuolella julkaistiin öljynäytteiden ottamisen ASTM-standardiin D8112-17 päivitys. Päivitetyssä standardissa käsitellään energiateollisuuden vaativien kohteiden, turbiinien ym. öljyjärjestelmien näytteidenottamista riittävällä ja vakioidulla huolellisuustasolla. Standardi on sovellettuna hyvä peruspohja oikeaksi näytteenottotavaksi eri toimintaympäristöihin.

Standardin ASTM D8112-17 soveltaminen

Käyn tässä blogissa lyhyesti lävitse tämän standardin kiinnostavimmat kohdat näytteenotosta. Luonnollisesti lyhyttä blogia ei ole tarkoitettu täydelliseksi käsikirjaksi aiheeseen vaan lähinnä mielenkiinnon herättäjäksi. Meiltä saat myös apua tarkemman näytteenoton ja oman näytteidenottotoiminan parantamiseksi. Kannattaa myös huomioida että standardissa eikä tässä kirjoituksessa ole huomioitu turvallisuuskysymyksiä, joita on aina käsiteltävä sovellettaessa parhaita käytäntöjä.

Näytteenoton tavoitteet

Öljynäytteen perusteella on tavoitteena pystyä todentamaan öljyn käyttökelpoisuus ja suorituskyky toimia järjestelmässä suunnitellusta tehtävässään. Näytteen on tällöin oltava edustava otos järjestelmässä yleisesti kiertävästä öljystä ja myös vertailukelpoinen muihin aikaisemmin tai myöhemmin järjestelmästä otettuihin näytteisiin. Mikäli näytteitä käytetään öljyn suorituskyvyn kehitystrendien määrittämiseen, näytteiden edustavuuden ja ajallisen jatkuvuuden varmistaminen on vieläkin tärkeämpää.

Usein näytteenotolle määritellään yksinkertaiset tavoitteet kuten havaita jo tapahtuneet mutta eivät eskaloituneet vauriot järjestelmässä, määrittää öljyn käyttökunto näytteenottohetkellä tai öljyn vaihtotarpeen määrittäminen. Nykyaikana öljynäytteistä voidaan määrittää myös ennakoivasti öljyn ja järjestelmään kuntoon liittyviä tekijöitä sekä öljyn elinkaareen vaikuttavia tekijöitä.

Yhtäkaikki, näytteenoton tavoitteet ovat syytä määritellä ja niiden toteutumista on syytä seurata. Ilman seurantaa näytteenotosta ei juuri koskaan ole hyötyä ja kustannukset syntyvät turhaan.

•   Edustavuus
•   Vertailukelpoisuus
•   Jatkuvuus
•   Tavoitteet vs. seuranta

Näytteenottovälineet

Edellä mainitut vaatimukset täyttävä näyte otetaan puhtaisiin näytepulloihin. D8112-17 standardissa on määritelty näyteastioiden vähimmäiskeskimääräiseksi puhtaustasoksi ISO 4406 9/7/4 . Hyvää näytettä ei koskaan oteta käytettyyn pulloon.

Mineraaliöljyille suositellaan käytettäväksi kirkasta polyetyleenitereftalaatti (PET) pulloa. Myös suuritiheyksistä polyeteeni- (HDPE) tai polypropeenipulloja (PP) voidaan käyttää. Näytteen kooksi suositellaan vähintään 125ml ja sen monikertoja.

Fosfaattiesteriöljyille suositellaan käytettäväksi borosilikaattilasia. Mikäli puhtautta ei näytteestä analysoida eikä näyte ole erityisen kuuma, voidaan käyttää matalatiheyksistä polyeteeni- (LDPE) tai polypropeenipulloja (PP).

Mikäli öljystä analysoidaan kaasupitoisuutta, näytteenottoon suositellaan lasista näytteenottoruiskua 3-tieventtiilillä, jotta näyteöljy saadaan talteen ilman suoraa kosketusta ilmakehään.

Näytteenottoon voidaan käyttää alipainepumppua, joka tuottaa vähintään 0,34 (34 kPa) absoluuttisen alipaineen vähintään 30 sekunnin ajaksi. Olennaista on että näytteenottoon käytetyn alipainepumpun rakenne ei pysty koskettamaan näyteöljyyn.
Näytteet ovat merkittävä yksilöllisesti siten että näyte, kohde, aika ja näytteenottaja voidaan todentaa.

•   Näytepullot aina uusia ja puhtaita, ei uudelleen käytettyjä
•   Mineraaliöljyille PET, HDPE tai PP -pulloja
•   Fosforiesteriöljyille borosiittilasipullot
•   Näytteet merkittävä yksilöllisesti

Näytteenottopaikan rakenne

Näytteenottopaikat on valittava siten että niillä voidaan päästä näytteenoton tavoitteisiin. Hyvin usein näytteenottopaikka on asennettu jo järjestelmää suunniteltaessa mutta toisinaan joudutaan soveltamaan hyvinkin paljon, että näytteenotto palvelisi tarkoitustaan.

Erillisiin näytteenottopisteisiin suositellaan käytettävän materiaaleja jotka eivät hapetu tai reagoi ympäristön tai käytettävän nesteen kanssa. Näytteenottopisteen on luonnollisesti kestettävä käytön rasitusta ilman vaurioita. Näytteenottoventtiilin on sulkeuduttava kunnolla ja näytteenottoputkenpää on voitava suojata korkilla.

Paineettomasta tilassa oleva näytteenottopaikka on suunniteltava siten että standardin mukaisen 125 ml näytteenotto 40 Celsiusasteessa olevasta öljystä 1200mm pituisen näytteenottoputken lävitse ei saa kestää yli 4 minuuttia. Käytännössä paineenalaisista kohteista näytteenotto on järjestettävä siten että näytteenotto voidaan tehdä edustavasti ja näytteenottoon käytettävä putkistoon jäänyt öljy aikaisemmista näytteistä voidaan laskea erilliseen astiaan. Paine ei saa olla liian suuri, jolloin näytettä ei voida ottaa astiaan eikä virtaus saa olla liian kova. Näissä kohteissa usein käytetään mini-MESH tyyppistä venttiiliä, josta näyte voidaan ottaa em. edellytykset täyttäen.

•   Kestävyys
•   Riittävyys (koko)
•   Turvallisuus

Näytteenottopaikka

Laajat järjestelmät voivat sisältää useita eri näytteenottopaikkoja, joiden edustavuus kokonaisuuteen nähden saattaa vaihdella. Ensisijainen näytteenottopaikan valinta riippuu valitusta edustavuuden tasosta, halutusta näytteen laadusta ja tarkoituksesta, sekä luonnollisesti pääsystä näytteenottopaikalle. Toissijaisia näytteenottopaikkoja käytetään erityisiin vianetsintätarkoituksiin tai muihin tarkoituksiin. Luonnollisesti vaihteluun tulee kiinnittää huomioita eri näytteenottopaikkojen tulosten vertailussa.

Paluuöljylinja – Paluuöljylinjasta saadaan edustava näyte järjestelmän lävitse tulleesta öljystä, mikäli paluulinjan kautta tulee kaikki öljy. Paluuöljystä otetusta näytteestä voidaan mahdollisesti hyvin aikaisessa vaiheessa todeta potentiaaliset vauriot järjestelmässä.

Pumpun / pääöljysuodattimen jälkeen – Pääöljypumpun tai päälinjasuodattimen jälkeen otetusta näytteestä voidaan todeta järjestelmään menevän öljyn kunto ja esimerkiksi suodattimien toiminta näiden välillä olevien näytteiden vertailulla.

Öljysäiliön pohjaventtiili – Öljysäilön pohjaventtiilistä voidaan ottaa näyte joka edustaa säiliössä olevaa öljyä. Tämä saattaa olla hyödyllistä esimerkiksi todentaakseen öljyssä mahdollisesti olevan mikrobikasvuston tai vapaan veden esiintymistä rauhallisessa osassa öljysäilötä.

Öljysäiliön näytteenottoventtiili – Öljysäiliöön on erikseen toisinaan toteutettu näytteenottoventtiili, joka on suunniteltu edustavan näytteen ottamista varten öljysäiliöstä.

Sivukierrosta otettu näyte – Näytteen voi joutua ottamaan myös sivukierrosta, esimerkiksi sivukiertosuodattimen pumpun jälkeisestä näytteenottoventtiilistä. Tällöin näytteen edustavuutta on arvioitava sivukierron imulinjan sijainnin perusteella.

• Näytteenottopaikka vastaa näytteenoton tarkoitusta
• Näytteenottopaikan erityiset ominaisuudet huomioidaan

Näytteenotto

Näytteenottomenetelmä on suositeltavaa dokumentoida jokaisessa organisaatiossa. Dokumentaatiosta olisi käytävä vähintään ilmi kohteittain näytteenottopaikat eri näytteenottotarkoituksiin, käytettävä menetelmä ja välineet sekä luonnollisesti näytteenottoväli.

Näytteenottomenetelmät ovat sovellettava siten että näytteenotto palvelee organisaation kunnossapidon ja käytön ylläpidon tavoitteita sekä mahdollistaa öljynäytteen analysoinnin halutussa laajuudessa. Näytteenottomenetelmien soveltamisessa on suositeltavaa konsultoida näytteen analysoivaa yritystä.

Yhteenveto

Näytteenotto on hyödyllistä, jos se palvelee organisaation kunnossapidon tai käynnissäpidon tavoitteita ja alentaa järjestelmän kokonaiskustannuksia. Näytteiden perusteella tehtävät toimenpiteet pitää olla määriteltynä ja tulosten hyödyntäminen pitää olla järjestelmällistä.

Edustavat ja tarkoitustaan vastaavat näytteenottomenetelmät ja -paikat ovat perustason vaatimus em. organisaation tavoitteille.

Kirjoittaja Mikko Oksanen