美国海岸警卫队(USCG)以“随时准备”为座右铭,依法指定11项任务,包括禁毒和移民;港口,水路和沿海安全;渔业巡逻;搜寻及救援;和国防。 USCG的最新船只包括22台快速反应切割机(FRC)最近投入使用,还有36台订购,6台新的国家安全切割机(NSC)还有两台正在建造中。通过向刀具工程师发出可能损坏重要设备的问题并帮助他们有效地将稀缺资源部署到关键维护活动中,油分析在这些新刀具的任务准备中起着至关重要的作用。
传统的石油分析方法是将样品运送到中心实验室,这需要几天才能收到结果。在FRC和NSC上,USCG已经实施了手持式油分析仪的使用,以定期监测柴油发动机和其他重要设备的润滑状况。 “新型车载分析仪用于检测油品质量问题,防止潜在的设备损坏,避免不必要的换油,并根据实际情况进行换油,”USCG润滑项目经理Edgardo Guevara说。 “车载分析仪检测到异常情况,提醒工程师采取纠正措施,并将油样提交给我们的合同石油实验室进行完整的油和磨损分析。
用于新刀具的车载油分析
海岸警卫队以英雄为名,这支154英尺长的FRC正在取代老旧的岛级巡逻艇。 FRC具有先进的指挥,控制,通信,计算机,情报,监视和侦察设备;超越地平线切割船部署到达感兴趣的船只;并改善了居住环境和耐波性。这个长达418英尺的NSC满足了对开放式海洋巡逻机的需求,它具有在最苛刻的海洋环境中作为指挥和控制中心所必需的耐波性,适居性,耐久性和技术进步。机载油分析也用于两个极地破冰船。
在2012年之前,USCG没有集中的石油实验室测试和分析计划。切割机将油样送到海军石油分析计划(NOAP)或联合油液分析计划(JOAP)实验室,发动机制造商实验室和其他当地商业实验室。格瓦拉说:“通常需要数周的时间才能获得样品,因此刀具工程师通常来不及采取纠正措施。” “对于不同的组件没有标准化的测试要求,测试结果仍然存在于进行油测试的不同实验室。有些报告没有提供分析或建议。车载油测试仅限于使用落球粘度计在主柴油发动机上进行粘度测试。大多数切割机根据主发动机每500至1000小时的时间表和船用柴油发电机(SSDG)的250至500小时进行发动机机油更换。
选择并验证板载分析仪
大约在2011年格瓦拉加入USCG时,FRC的发动机制造商表示需要船上测试装置来监控主发动机中的机油。此外,NSC需要一个船上测试装置来监控主发动机中的油。格瓦拉说:“项目办公室正在考虑使用传统的一次性测试套件,这种套件依靠化学品和试剂进行油分析。” “我担心进行测试所需的时间和可能产生的结果不准确,因为它们依赖于使用适量的油和化学品以及测试套件的状况。我推荐使用Spectro FluidScan手持式监测仪和MiniVisc 3000便携式粘度计作为更好的替代方案,因为它们提供的结果比化学试剂盒少得多,并提供与中心实验室相当的一致结果,而不会对操作员的技能敏感。项目办公室遵循我的建议,并在FRC上实施了FluidScan和MiniVisc 3000组合的使用。 2012年,三家NSC已经使用了使用化学品和测试试剂进行船上测试的测试设备,并且在其中一个NSC上成功试用FluidScan和MiniVisc 3000组合装置后,产品线经理批准了切换到组合单元。”
FluidScan是一款坚固耐用的手持式红外光谱仪,可测量一系列关键油条件参数,包括总酸值(TAN),总碱值(TBN),氧化,硝化,硫酸化,添加剂耗尽,不正确的润滑剂,水,乙二醇,烟灰合成和石油基润滑剂和液体中的生物柴油中的甘油和FAME。便携式监视器提供了与台式傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法ASTM E2412相当的可重复性和可重复性。 MiniVisc 3000是一款易于使用的便携式电池供电仪器,可在现场确定运动粘度,无需溶剂,密度检查或温度计。分裂单元设计为国家标准与技术研究院(NIST)粘度标准提供了+/- 3%的标准偏差。
Guevara验证了FluidScan和MiniVisc 3000仪器符合USCG技术标准262 - 润滑油和系统,测试和分析中规定的船上使用技术要求。他为两个新的刀具类别的工程师创建了一个协议,定期测试重要设备。 FluidScan还可根据需要用作故障排除设备,以监控其他润滑油中的水污染。
格瓦拉认识到USCG需要通过基于网络的数据库从集中式实验室和切割机的机载分析仪全面控制其油分析数据。经过两年的研究,他选择了SpectroTrack IMS(信息管理系统)软件作为数据库来存档这些数据。工程师将能够在浏览器上查看结果,并根据石油和设备的实际情况做出决定,例如何时进行换油和其他维护活动。
SpectroTrack IMS软件的批准流程于2014年11月开始,并已完成后验证阶段。 USCG在不久的将来的目标是能够使用切割机将测试数据从FluidScan单元上传到SpectroTrack数据库。到目前为止,SpectroTrack数据库拥有来自集中化实验室的大约13,000个样本测试结果。在获得USCG CROP批准之前,该数据库目前尚未实施以供车队广泛使用。
改善任务准备和节省成本
“通过集中的石油测试计划和机载分析仪的使用,USCG现在首次拥有所有测试数据的完全所有权和可见性,”格瓦拉说。 “我们对我们的数据充满信心,这使我们能够做出改善任务准备的决策,并节省不必要的换油和维护费用。在一些情况下,机载分析仪已经发现了潜在的问题,因此可以在设备损坏之前对其进行纠正,这将需要昂贵的维修并且可能使切割机失去作用。使用FluidScan和MiniVisc 3000组合装置,NSC上的工程师可以密切监控发动机油中增加的烟灰含量,因为它会向需要换油的极限移动。 FluidScan还可用作故障排除装置,用于监控减速齿轮中的进水情况。“
格瓦拉表示,与船上石油分析相关的成本节约也是巨大的。 “我们发现通过监测NSC主发动机油的状况,我们能够根据实际油的状况将换油间隔从500小时增加到1000小时,每年每发动机消除两次换油,这将节省每个刀具每年约有10,000美元的换油和处理成本,同时也减少了停机时间。我们正在审查FRC船舶服务柴油发电机组(SSDG)的换油政策,将时间间隔从250小时延长至500小时,或者根据石油分析结果的要求。“