En sak han har reagerat på under sin långa erfarenhet av oljor och flytande produkter inom kraftindustrin är att det saknas kunskaper om de mest centrala frågorna man behöver ha koll på.
– När jag blev egen konsult, efter många år på ASEA/ABB och Vattenfall, och anlitades som föreläsare på kurser runt om i världen slogs jag av att det var ett ytterst litet fåtal som hade koll på exempelvis Arrheniusekvationen som Svante Arrhenius, Sveriges förste Nobelpristagare, publicerade 1886. Detta förvånade mig då det krävs beräkningar enligt den för att kunna bedöma ett systems och en oljas återstående livslängd och att varje kemist som studerar på universitetsnivå får göra minst en laboration på Arrheniussambandet, förklarar han. Hur kan det då vara så att sambanden är ”okända”?
Nedbrytningshastighet styr livslängden
Arrheniusekvationen visar på sambandet mellan temperatur och olika reaktioners hastighet, något som är helt avgörande för livslängden hos en olja. Oljan är ju redan kanske 10-100 miljoner år gammal när den pumpas upp ur marken vilket ju omedelbart bevisar att det är kontakten med luftens syre som är den mest grundläggande orsaken till förbrukning/nedbrytning av olja dvs oxidationsprocesser.
– Exempelvis så oxiderar en olja dubbelt så snabbt vid en temperaturökning på 8 grader Celsius, men för enkelhetens skull brukar vi säga 10 grader. I en transformator, där cellulosapapper används som dielektrisk isolering på lindningarna i transformatorn, är det viktigare att ha koll på nedbrytningen av cellulosan eftersom att där gäller att nedbrytningstakten fördubblas för varje höjning med 6 grader.
När Lars Arvidsson började jobba med isoleroljor och smörjmedel på ASEA var Svensk Standard sådan att endast nafteniska oljor användes i transformatorer och det var förorsakat att på den tiden kunde man vara tvungen att kallstarta en transformator vid -50 grader och då måste oljan vara flytande. Att valet föll på nafteniska basolja var egentligen en slump. Vattenfall ställde kravet på isoleroljorna och de ledande tillverkarna skickade prover till Vattenfalls Materiallaboratorium i Västerås där de alla underkändes eftersom lägsta flyttemperatur var endast -20.
Nynäs föreslog då att man skulle prova ett av deras raffinaderiflöden som de vid den tiden inte hade avsättning för och den oljan var perfekt eftersom den nafteniska produkten flöt ner till -55 utan hjälp av tillsatser. Därefter har Nynäs med skicklig marknadsföring skapat bilden av att en transformator måste ha naftenisk olja. Han har på olika konferenser fått höra bl.a. att Westinghouse, när han byggde sin första transformator mot slutet av 1800-talet, valde just naftenisk olja för dess goda egenskaper. Men på den tiden visste man inte vad en naftenisk olja var. Vid en annan konferens fick han höra att PCB uppstår i transformatorer.
– Leverantörer av naftenisk olja hävdade att det bara fungerade med sådana, men egentligen är det enda kravet på en transformatorolja att den ska vara elektriskt isolerande. Det innebär att det fungerar även med vanlig fotogen eller diesel. Dock är fotogen och diesel väldigt flyktiga och därmed lättantändliga vilket gör användningen olämplig, men vid katastroflägen kan man hälla i sådant i en transformator utan att något händer.
En biprodukt från Nynäs skapade en världstrend
Att det har blivit nafteniska oljor som rekommenderas över hela världen beror således på en utveckling i Sverige under 1950-talet.
När vattenkraften med Vattenfall i spetsen var fullt utbyggd blev Nynäs av med sin stora kundgrupp och de började då bearbeta andra marknader, framförallt den brittiska marknaden eftersom alla forna kolonier använde BS (British Standard). Snart blev nafteniska oljor standard även runt om i världen.
– Men egentligen behöver inte länder som inte har låga vintertemperaturer naftenisk olja, de kan använda paraffiniska oljor i stället. Men tillverkarna av nafteniska oljor har fortsatt att marknadsföra nafteniska oljor som enda alternativet. En upprepad lögn blir till slut en icke ifrågasatt ”sanning”.
Alltför låg kunskap om oljor hos användarna
Lars Arvidsson tar den historiska berättelsen om varför man länge har krävt nafteniska oljor i transformatorer som exempel på att kunskapen hos användare av oljor i olika sammanhang har en alldeles för låg egen kunskap om oljornas egenskaper och vilka prestanda man skall kräva. Häromdagen analyserade de oljan från ett vattenkraftverk och kunde konstatera att den egentligen var avsedd för en gasturbin. Uppenbart har maskinägaren ringt till oljebolaget och frågat efter turbinolja och oljebolaget har inte utvecklat någon speciell produkt för vattenkraften så därför blev det en olja som var optimerad för temperaturer >100 celsius. En vattenkraftturbin kan egentligen köras på en bra basolja utan andra additiv än en antioxidant.
– Många företag litar på leverantörerna i alldeles för hög utsträckning. Ett exempel på det var när den första generationen av esteroljor kom.
Då jobbade han på Vattenfall, var ansvarig för deras testlabb, och de valde att göra egna tester innan de ens skulle överväga att använda de nya ”miljö”oljorna.
– När vi utförde tester med den första generationens esteroljor på 1990-talet såg vi att de hade fantastiska smörjegenskaper, men de hade absolut inte konstanta egenskaper över tid då de började brytas ner omedelbart i de standardtester vi använde på den tiden. I en transformator måste exempelvis viskositeten vara konstant under många år vilken estrar inte alls var. I en provning där vi hade krav på att oljan inte skulle förändra viskositeten på 1000 timmar så hade oljan förvandlats till gele på 25 timmar.
Vattenfall valde att själva utveckla en renare olja än de använt tidigare för att möta miljökraven.
– Vi valde att använda vitolja som var en produkt på marknaden som hade tagits fram för matindustrin och därmed var godkänd för kontakt med mat. Vi fick då en mycket renare olja med samma egenskaper som vanlig mineralolja men utan nackdelarna som estrarna erbjöd.
Det var i den vevan som Vattenfall bestämde att lägga ner labbet han hade jobbat på. Han valde då att starta eget företag med samma funktion, det som nu blivit VPdiagnose.
– Vi fick många jobb utomlands, vi inledde bland annat ett samarbete med Saudiarabien där vi utförde oljeanalyser åt dem. Jag har även givit hundratals kurser runt om i världen om framför allt transformatoroljor, men även hydraulvätskor. Vår styrka är kunskapsnivån parat med en oberoende verksamhet. Vi samarbetar inte med någon tillverkare så att man verkligen kan lita på att vi inte kommer med utlåtanden i syfte att få sälja någon annan av våra produkter. Vår enda produkt är ovinklade kunskaper.
Upplevde problem med hydraulikbranschen
Lars Arvidsson valde relativt tidigt att fokusera på transformatoroljor då han upplevde att det där fanns en större förståelse för vad en olja egentligen är.
– Min upplevelse av hydraulikbranschen är att många där tror att olja beter sig som vatten när den flödar runt. Det stora problemet är att det saknas kunskaper inom strömningslära inom den branschen. På 1990-talet var det tyckare som dominerade. De framförde åsikter som saknade vetenskaplig grund men var mycket tongivande i normkommittéerna så man var mycket ”ensam” eftersom de kemister som fanns där ju var avlönade av oljebolagen och man ville givetvis kunna sälja en olja med den prishöjande beteckningen ”miljöanpassad” som dessutom förbrukades mycket snabbare och inte var möjlig att återvinna. Mineralolja kunde ju återraffineras hur många gånger som helst men oljebolagen ville inte ha kravet att hantera spilloljor.
En viktig insikt han vill förmedla är att ett hydrauliksystem borde utformas så det passar oljan i stället för att först konstruera systemet och sedan hälla i en olja.
– Det handlar framför allt om att systemet ska anpassas så oljan får möjlighet att avluftas. Exempelvis mobila system ska vara så små som möjligt samtidigt som oljan måste kunna avluftas. En fråga jag ställer mig är hur ofta en hydrauliktekniker beräknar flödeshastigheten i ett system.
De hade på VPdiagnose en kund som behövde hjälp med ett hydraulsystem och bl.a flödeshastigheten i ett av hydraulikrören kunde beräknas till 90 km/h! Inte konstigt att problem uppstår.
– Det ger oljan ett väldigt högt rörelsemoment vilket ställer till problem vid exempelvis av/på-ventiler. Vid stängning fortsätter oljan av bara farten och sugs sedan bak och orsakar implosion mot ventilen vilket minskar ventilens livslängd men också skapar en adiabatisk kompression av de gaser som i farten lösts ut ur oljan. Temperaturen kan där uppgå till >500 grader dvs varmare än drifttemperaturen i en raffinaderikracker där ju syftet är att slå sönder oljemolekylerna till polymeriserbara komponenter. Kunskapen att det är lättare att lösa ut gaser ur olja än att lösa in dem är dålig.
Gasanalys ett bra hjälpmedel
Att förstå hur oljan flödar runt i systemet är viktigt för att förstå hur luftbubblorna agerar så bästa möjliga avluftning kan skapas.
– Olja är segare än vatten vilket gör att den tar längre tid på sig att lämna ifrån sig gaser och luft. Man måste skapa en strömning som gör att luftbubblorna kan ta sig ”norrut” och inte virvla nedåt i oljetanken, vilket händer då det blir ett turbulent flöde och inte ett laminärt. Jag har sett oljetankar där det fanns stående svallvågor.
Han konstaterar att man med en bra gasanalys kan få information om hur bra konstruerat systemet är.
– Vi har varit inkopplade på ett antal fall där hydrauliksystem levererats och man medelst gasanalys konstaterat att antingen var systemet felkonstruerat eller så använde man fel olja.
– Jag ser fortfarande gasanalysen som en fantastisk möjlighet att kvalitetsbestämma en konstruktion.
