Membrane Patch Colorimetry (MPC) tot in detail
Een technische verdieping in de beoordeling van vernispotentie bij turbine‑olie
Bij Vlaamse Oliecentrale (VOC) houden we de conditie van turbine‑ en circulatieoliën niet alleen in de gaten – we ontleden ze. De MPC‑test (ASTM D7843) is daarbij een van de diagnose‑instrument voor het vroegtijdig opsporen van vernis-precursoren. Onderstaande long‑read geeft u een technisch compleet beeld, inclusief chemische achtergrond, testprotocol en interpretatiekaders.
De chemie achter vernisvorming
| Oorzaak | Reactiepad | End‑product |
|---|---|---|
| Thermo‑oxidatie (↑ T, ↑ O₂) | Radicaalkettingreactie → oxidatie via peroxiden | Polaire lak‑ en harsdeeltjes (sludge, varnish) |
| Hot spots (>150 °C) | Thermische scheur‑ en polymerisatiereacties | Asfaltene‑achtige polymeren |
| Contaminatie (water, metaaldeeltjes) | Katalytische versnelling van oxidatie | Versnelde zuur‑ en lakvorming |
Vernisprecursoren zijn eerst oplosbaar (onder 0,1 µm). Zodra het oplosvermogen van de olie afneemt (temperatuurdaling, verzadiging), slaan ze uit en vormen plaque‑achtige films op regelkleppen en lagers. Dat leidt tot hysterese, verhoogde wrijving, langere start‑up‑tijden en uiteindelijk trips.
MPC‑testprincipe: 3 stappen
-
Monsterconditionering
-
50 ml olie, 60 °C ± 2 °C, 30 minuten roeren → complete resolubilisatie van semi‑oplosbare deeltjes.
-
Afkoelen tot 25 °C om realistische verzadiging te behouden.
-
-
Filtratie‑extractie
-
Verdunning 1:1 met HPLC‑grade heptaan.
-
Drukfiltratie (vacuumcup) door een 47 mm, 0,45 µm PTFE‑membraan.
-
Spoelen met 25 ml vers oplosmiddel; patch drogen in laminar flow‑kast (≤25 °C) om solventsporen te vermijden.
-
-
Kleurmeting
-
Spectrofotometer met D65 lichtbron, 10° observer.
-
Meting van L*, a*, b* op het patchoppervlak (30 mm meetdiafragma).
-
ΔE = √[(ΔL)² + (Δa)² + (Δb*)²]** t.o.v. een schoon referentiemembraan.
-
ΔE correleert lineair (R² ≈ 0,9) met de massa opgeloste vernisprecursoren (mg debris/100 ml) in het bereik 0 – 80 mg.
Interpretatiekaders voor turbine‑applicaties
|
ΔE‑waarde |
Indicatie | Actie |
| < 12 | Groen – stabiele olie | Routine quarterly MPC + RULER |
| 12 – 20 | Geel – initiële opbouw | Maandelijkse MPC; anti‑oxidant top‑up overwegen |
| 20 – 35 | Oranje – progressieve lak | Fine‑filtratie (β > 2000 bij 3 µm), ion‑exchange harsharsen |
| > 35 | Rood – acute vernisdreiging | Varnish removal skid, olie flush of volledige vervanging |
Belangrijk: volg trend (ΔE/maand). Een stijging >2 punten/maand voorspelt in 80 % van de gevallen varnishdepositie binnen 6 maanden.
Complementaire analyses
| Analyse | Meetparameter | Toegevoegde waarde |
|---|---|---|
| RULER‑CT (ASTM D6971) | Resterende aminische & fenolische anti‑oxidanten (%) | Capaciteit om nieuwe vernisprecursoren te binden |
| FTIR (ASTM E2412) | Oxidatie‑, nitratie‑ en sulfaatbandindices | Differentieert thermische vs. chemische veroudering |
| Ultracentrifuge (UC) | Sedimenteerbare harsen (rating 1–8) | Detectie van reeds gevormde, zwaardere sludge |
| Particle count ISO 4406 | ≥4/6/14 µm telling | Beoordeelt mechanische slijtage / extern vuil |
De combinatie MPC + RULER geeft de hoogste voorspellende waarde (F1‑score 0,87) voor varnish‑gerelateerde trippings.
Bij verhoogde waarden kan je volgende conditionerings technieken toepassen of de olie wisselen indien nodig:
-
Diepe filtratie
-
Electrostatic Oil Cleaners (EOC)
-
Ion‑Exchange Resin Columns
-
Full Flush + Refill
Conclusie
De MPC‑test is méér dan een kleurmeting; het is een directe brug tussen oliechemie en asset‑betrouwbaarheid. Door ΔE‑trends te combineren met anti‑oxidantdata en procesvariabelen, kan je stilstandrisico’s nauwkeurig voorspellen én mitigeren.
