Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Системы Методы Технологии. С.М. Коробейников и др Факторы, влияющие … 2018 № 3 (39) с. 49-56 51 (РД 34.43.208-95. Методика количественного химиче- ского анализа. Определение содержания присадок в энергетических маслах методом ВЭЖХ), газовая хро- матография (ASTMStandardD 4768-96. StandardTestMe- thodforAnalysisof 2,6-Ditertiary-ButylPara-Cresoland 2,6- Ditertiary-ButylPhenolin InsulatingLiquidsbyGasChroma- tography), газожидкостная хроматография(ГЖХ) (Ме- тодика количественного хроматографического анализа. Определение содержания фурановых производных и присадки ионола в трансформаторных маслах методом газожидкостной хроматографии № МКХА 01-99. Часть 2. Определение содержания ионола в трансформатор- ных маслах; СТО 56947007-29.180.010.008-2008. Мето- дические указания по определению содержания ионола в трансформаторных маслах методом газовой хромато- графии), хромато-масс-спектрометрия, УФ-спектро- метрия, ИК-спектроскопия (ГОСТ Р МЭК 60666-2013. Масла изоляционные нефтяные. Обнаружение и опре- деление установленных присадок). Зарубежные колле- ги в своей практике используют метод определения ионола с помощью дорогостоящих ИК-Фурье- спектрометров и газовых хроматографов с масс- селективным детектором. Несколько дешевле анализ присадки обходится с применением методик тонкос- лойной хроматографии и УФ-спектрометрии. Автора- ми [18–20] предложены методика и запатентованный прибор собственного производства для реализации за- дач по определению ингибитора в маслах. Тонкослой- ную хроматографию (ТСХ) и УФ-спектрометрию мож- но отнести к экспресс-методикам анализа присадки. В лабораториях электросетевого комплекса 2,6-ди- трет - бутил-4-метилфенол чаще всего определяют, используя жидкостные хроматографы с УФ-детектированием и газовые хроматографы с пламенно-ионизационным детектором (ПИД). Последний вариант наиболее удо- бен тем, что, наряду с установленной методикой опре- деления ионола в маслах, в хроматографе по желанию заказчика могут быть установлены еще несколько газо- вых схем, позволяющих определять растворенные газы в маслах или производные фурана. Хроматограф, по- зволяющий выполнять несколько показателей в иссле- дуемом объекте, заметно удешевляет процесс анализа. Но, несмотря на положительные моменты, проведение ГЖХ-анализа ионола в маслах требует от оператора точного соблюдения технологии анализа во избежание ошибок и, в конечном счете, получения недостоверно- го результата по содержанию ингибитора в жидком диэлектрике. Цель работы — определить технологические факто- ры, существенно влияющие на конечный расчет количе- ства присадки, необходимого для добавления в регене- рированное или эксплуатационное масло с целью под- держания его антиокислительных свойств и обеспечения электроизоляционных свойств должного уровня. Объект исследования. В качестве объекта исследо- вания было выбрано трансформаторное масло марки ТКп из силового трансформатора без специальной за- щиты, находящееся в эксплуатации более 35 лет. Такой выбор сделан целенаправленно, поскольку «старые» масла имеют в своем составе много окисленных соеди- нений, мешающих «нормальному» определению ионо- ла, а, значит, усложняющих процедуру анализа. Методика исследования. Метод определения анти- окислительной присадки в изоляционных маслах осно- ван на извлечении ионола органическим растворителем и последующем газожидкостном хроматографировании экстракта. В данной работе таким органическим рас- творителем является ректификованный этанол с объ- емной долей спирта 96 %. Качество спирта отвечает требованиям ГОСТ 5962-2013 (Спирт этиловый ректи- фикованный из пищевого сырья. Технические усло- вия), что подтверждено не только сопроводительными документами (сертификаты качества и протоколы), но и с помощью хромато-масс-спектрометрического ана- лиза пробы спирта на содержание микропримесей. Концентрацию этилового спирта в водно-спиртовых растворах определяли ареометрическим методом, опи- санным в ГОСТ 3639-79(Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации спирта). Подготовка проб масла заключалась в экстрагиро- вании присадки из масла ректификованным 96%-ным этиловым спиртом, а также водно-спиртовыми раство- рами с разным содержанием этанола в следующем со- отношении: растворитель— масло,2:2 (2 мл масла + 2 мл этанола). Затем проводились перемешивание смеси в течение 2 мин, центрифугирование (5 мин, 3000 об/мин), забор верхнего слоя (этанольного экстракта) и его хроматографирование. Объем пробы экстракта, вводимой в испаритель хроматографа,— 2 мкл. Средство измерения: газовый хроматограф «Хро- матэк-Кристалл 5000.2» с пламенно-ионизационным детектором (ПИД). Колонка насадочная длиной 1,5 м с внутренним диаметром 3 мм с неподвижной жидкой фазой 5 % SE-30 на хроматоне N-AW с толщиной пленки 0,16–0,2 мм. Газ-носитель (подвижная фаза) — аргон высокой чистоты марки 5.0 (объемная доля ком- понента не менее 99,999 %). На рис.2. приведена ти- пичная хроматограмма этанольного экстракта ионола из пробы трансформаторного масла. Условия газожидкостного хроматографического анализа: температура испарителя Т исп = 200 °С, темпе- ратура термостата колонок Т хк = 140 °С, температура детектора Т пид = 220 °С для ПИД-2, программирование температуры от 140 до 180 °С со скоростью 2 °С/мин после выхода хроматографического пика ионола. Ско- рость потока газа-носителя —25 мл/мин, водорода —25 мл/мин, воздуха —500 мл/мин. Объем вводимой пробы экстракта — 2 мкл. Время хроматографирования одно- го измерения —40 мин. Метод расчета: абсолютная градуировочная зави- симость с использованием стандартных образцов ио- нола в трансформаторном масле с содержанием при- садки 0,1; 0,2; 0,4 % масс. Для стандартных растворов ионола в трансформаторном масле площадь пика ли- нейно зависит от концентрации ингибитора в диапазо- не 0–0,4 % с коэффициентом корреляции 0,9991, что указывает на хорошую аппроксимацию [21]. Относи- тельная погрешность определения при Р=0,95 состави- ла не более 3 %. Подготовка проб стандартных раство- ров ионола в масле проводилась аналогично пробопод- готовке эксплуатационных образцов масла из рабо- тающего высоковольтного электрооборудования.