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工业润滑油的应用及发展趋势

   2018-10-18 90
核心提示:  石油商技工业润滑油的应用及发展趋势唐俊杰石油化工科学研究院,北京100083论等方而的发展6势,润滑油从大的方面可分为两大部

  石油商技工业润滑油的应用及发展趋势唐俊杰石油化工科学研究院,北京100083论等方而的发展6势,润滑油从大的方面可分为两大部分,即发动机油和工业润滑油。发动机油包括车用发动机油冲程发动机油铁路机车内燃机油船用发动机油和航空发动机油。在国外,发动机油约占全部润滑油用量的半,另半是工业润滑油。

  中国目前发动机油的用量约占润滑油生产量的4045,其余为工业润滑油。可,工业润滑油在中国占较大的比重,但在研究生产和使用中,人们往往较重视发动机油的质量和应用,而忽视工业润滑油,造成许多场合润滑油选用不当,不注重油品的质量,使用中不注意监测和及时换油,以致设备发生故障,缩短了使用寿命,增加生产成本,甚至影响生产。因此,重视工业润滑油的质量,合理应用和注重监测,了解工业润滑油的发展动向,是提高润滑油应用水平,促进工业生产的重要环节。

  1工业润滑油的品种和应用特点在工业生产中,由于行业不同,生产的品种繁多,所用的机械设备又各不相同,因此,工业润滑油实际应用范围很广,品种很多。按国家标准081763润滑剂和有关产品的分类,根据应用场合,丁业润滑油包括全损耗系统油脱模油工业齿轮油压缩机油含冷冻机和真空泵油主轴轴承和离合器油导轨油液压系统用油金属加工油电器绝缘油风动工具油热传导油暂时保护防腐蚀油汽轮机油热处理油等品种由于工业润滑油品种多,应用面广,使用条件差别大,因此在应用中与发动机油不同,有如下特点。

  工业润滑油次加人量般较多。发动机油的次加人量般为几公斤至几公斤,而工业润滑油次加入量要大得多,般要几十公斤至几百公斤,多的达几吨到几十吨。例如钢铁厂的液扭集中供油系统次加油就需要多吨。

  由于工业润滑油在成品成本中占定比例,因此用户比较注重价格。

  工业润滑油的使用寿命较於。与发动机油相比,工业润滑油要求较长的使用寿命。发动机油般要求使用几千公里至数万公里,大约半年至1年,工业润滑油般要求使用寿命1年以上,有的要求儿年。例如汽轮机发电机组般换油期要求5年以上,甚至有的设备要求润滑油与其有相同的使用寿命。例如有的塑料拉伸机的齿轮箱,制造齿轮箱时装入的齿轮油无法放出,因此用户要求所用的润滑油有较高的品质稳定的质量和长的使用痔命。

  工业润滑油的使用性能要求下变万化。

  由于工业设备的润滑部位不同,使用条件差别很大,某些设备还有特殊的性能要求。例如钢铁和汽车制造工业的机械设备要求在非常苛刻的条件下工作,不何要求耐高温性能好,些离火源较近良的油品;冰箱空调等民用产品的制冷压缩机使用的油品不但要求低温性能好,还要求与制冷剂有较好的相容性;宇航和核工业设备则要求润滑油能耐高真空和抗辐射;电器用油要求有绝缘和些电性能要求;食品工业机械则首先要求润滑油无毒性。因此,在选用,业润滑油品种时,要充分考虑设备的功能工况和运行环境。正确选用工业润滑油的品种是保证正常生产和延长设备使用寿命的重要措施。

  从事润滑油产品的研制开发和应用研究工作。

  工业润滑油有许多特殊性能需要专门的评定方法。除了般的理化性能要求外,根据使用要求,大多数工业润滑油有些特殊的性能要求,因此在规格指标中均有专门的评定方法。例如,液压导轨油要求测定油的粘滑特性,以评定导轨油的静动摩擦系数的差值。导轨油的抗粘滑性愈好,则设备在导轨上的防爬行性能愈好。

  对于工业齿轮油来说,梯姆肯试验特别重要,主要评定齿轮油的耐负荷性能,球试验的烧结负荷对重负荷工业齿轮油是项很重要的性能指标,反映了齿轮油的极限负荷性能。抗氨汽轮机油要求进行抗氨试验,因为般汽轮机油中常用的酸性防锈剂会与氨气发生反应而产生沉淀。空气压缩机油的积炭性好坏不但反映了油品的使用寿命,而且还考虑了设备的安全性,因为过多的积炭往往是空气压缩机发生爆炸的主要原因。冷冻机油要测定絮凝点以及与制冷剂的相容性,用于冷冻机油的低温性能。因为在低温下,油中的蜡状物与制冷剂溶解性差,常在油的倾点前从油制冷剂的均溶液中絮凝出来,造成毛细膨胀阀堵塞。所有电器用油都要求测定击穿电压介电强度介质损耗因素等电性能。这些都明,选择工业润滑油品种是项细致和专业性较强的工作,随便使用或选用不当会造成重大设备事故,影响生产,带来巨大的经济损失。

  工业润滑油的产品规格更新较慢,但专用产品发展较快。发动机油的规格更新很快,般2,3年就有新的规格替代,尤其是汽车发动机油,随着汽车发动机技术的更新换代,其规格亦随之更新。老的发动机不生产了,旧的发动机油规格就废除了。而工业润滑油的规格很少更新。例如,德国抗磨液压油的标准DIN5l524发布于1985年,至今直延用;丹尼森泵公司的0高压抗磨液压油标准发布于1983年,目前尚认为是液压油产品的较高标准。工业齿轮油的规格无论是美钢13 561224,还是美国齿轮制造者协会添人25004或德国0仍51517规格,都发布于20世纪80年代,至今都还被认可和应用。真空泵油压缩机油电器用油的主要规格也大都采用原先的规格,变化不大。这主要是机械工业的发展,新产品的出现并不意味着老的机械产品就不生产了。另方面,满足原规格的工业润滑油产品同时亦可满足更新产品的要求。原来规格不能满足提出。例如,造纸工业的迅速发展加速了造纸机设备的更新换代,新的纸机生产线向宽幅高速高效低能耗和提高单机生产能力的方向发展。

  设备的不断改进使纸机生产线的工况更加苛刻,随之对纸机用润滑油提出了更高的要求。新工况要求润滑油有良好的热安定性和氧化安定性较长的使用寿命良好的极压抗磨性分水性能过滤性能等。原先的工业循环油规格已不能满足新滑油在循环系统专用润滑油指标的基础上,增加了针对新型造纸机润滑油要求的性能指标,如沾过滤试验5轴承试验和8油膜老化试验。再如纺织油剂,随着合成纤维品种的增加和纤维加工技术的发展,原有的机械油和锭子油规格已远远不能满足要求,新技术要求的新油品作为专用纺织油剂的要求被提出,如短纤维纺丝油长丝纺织油针织机油等。这些油品的规格指标中加入了午多新的要求,如抗静电性乳化性防抛纱性等。

  这些专用油品的规格要求大都是设备制造商0提出的,因此,研制新的工业润滑油品时,特别要注意,的规格指标,特别是规格中具有针对性的指标。

  以1情况明,工业润滑油是类品种繁多应用面广性能要求特殊使用工况复杂的产品。

  在选用工业润滑油品种时,定要注意设备的工况使用环境和设备的特殊性能要求。在研制工业润滑油新产品时,要注意,河的新规格指标要求和油品各指标间的相互影响,并力求降低成本。

  2工业润滑油的发展趋势21世纪科学技术的发展迫切要解决的问是节约能源和保护环境。新的机械设备朝着缩小体积减轻重量增大功率提高效率增加可靠性和环境友好的方向发展,对工业润滑油提出了更苛刻的要求。工业润滑油的发展趋势是,提高产品产品的成本和发展环境友好产品。

  润滑油技术的发展主要来自2个方面,是通过基础油生产技术的改进来提高基础油的品质,是通过润滑油配方技术的改进来提高产品是关键。

  2.1改进生产工艺,提高基础油品质目前,世界润滑油基础油正由人1类向1 m类转变,基础油生产正向加氢技术发展。应用加氢技术生产的润滑油基础油,其硫氮及芳烃含量低,粘度指数高,热氧化安定性好,挥发性低,换油期长。世界润滑油加氢基础油需求量逐步增长,加氢技术发展迅速。预计到2005年,全球加氢基础油用量将占基础油总量的左右。聚,烯烃合成油,40具有较高的粘度指数优良的低温性能和热氧化稳定性,在军用和高档内燃机油中被采用,但它的价格限制了在工业润滑油中气生产合成润滑油,的技术,它与,人0样都是异构烷烃,性能比较接近,大规模生产后价格低于,人0,是类具有发展前景的基础油。各类基础油的性能比较1.

  1类粘度指数以5粘度,1烷烃含量,2.2发展多功能添加剂润滑油添加剂是这样些化学物质,将其以相对少量加人润滑油基础油中,即可以显著改善润滑油基础油的某些性质,或者赋予润滑油基础油某些原来并不具备的新的性质。润滑油添加剂某些特定的技术指标起着不可忽视的,甚至是关键的作用。润滑油添加剂品种很多,不同品种的添加剂具有不同的功能。为了达到各种性能的提高和平衡,在个润滑油配方中往往要加入几种甚至十几种添加剂,使配方复杂加剂量高并增加成本。国外致力于发展多功能添加剂,将具有不同功能的官能团结合于同分子内,通过加入种添加剂同时达到多种功能。最典型的例子是能起增粘降凝和分散作用的稠化剂。在润滑油添加剂中,不同的添加剂会产生相互影响。例如,极压抗磨添加剂般是含硫或磷的化合物,它们可在金属面形成硫磷化合物膜,减小摩擦和防止磨损,但会影响抗氧剂和防蚀剂作用的发挥。国外正发展种既能减摩又能提高油品热氧化稳定性的添加剂。

  2.3提高复合配方技术,降低添加剂用,现代工业润滑油生产大多采用复合添加剂进行调合,不但调合工艺简单,而且可降低总加剂量,节约成本。添加剂的复配技术是项细致的研究工作,往往要进行上千个配方的试验才能获得满意和合理的复合配方。因此,个成熟的复合配方般不允许再加入其他添加剂来提高某项性能,因为这会影响其他性能指标。在复配技术中,除了采用多功能添加剂外,很重要的是研究添加剂的协同效应,2种添加剂在起使用时的效果比单独使用种添加剂使用时的效果要好得多,这样可大大降低添加剂的总加剂量。

  降低工业润滑油中添加剂的总加剂量是提高油品质量和降低成本的重要措施。目前,抗磨液压油的总加剂量已由过去的1.52.0降至0.40.6;工业齿轮油的总加剂量也降至1.2以下。汽轮机油在相同的加剂量下,抗氧化寿命已由原来的30004000提高到100001!以上。某些单剂的加剂量也明显下降,如过去般加0.050.1的破乳剂,现在只要加人0.005就可起到较好的效果。

  2.4新技术在工业润滑油中的应用为人类有个更好的生存环境,近几年来,世界各国对环保的要求和立法越来越严格。由于设备的泄漏和润滑剂的废弃,工业润滑剂对环境种润滑剂产品成为21世纪最热门的研究课。

  全世界可生物降解的润滑剂市场需求童1988年仅5,1995年增长至6.510,到2000年已达到1.21051.众所周知,矿物润滑油是不可生物降解的。生物技术在润滑油中的应用在于研究开发可生物降解的润滑油产品,如可生物降解液压油链锯油冲程发动机油及润滑脂。用于生物降解润滑油的主要基础油有植物油与合成酯类油。目前植物油用得较多的是低介酸菜籽油高油酸葵花籽油等;合成酯有醇与脂肪酸合成的多元醇酯复合酯等。可生物降解润滑油具有良好降解成氧化碳和水。为了研究生物降解润滑油产品,还研究出系列生物降解性能评定方法。

  同样,由于环保的要求,在润滑油配方中要求尽量减少使用重金属,尤其是降低抗磨液压油中金属锌的含量,因此无灰配方将是今后发展的重点。

  在冷冻机油方面,中国目前家用空调冰箱及汽车空调压缩机大多采用氟里昂制冷剂。根据1987年世界25个工业国家制订的保护臭氧层的蒙特利尔协议书,中国2,5年后将不再生产和销售以氟里昂为制冷剂的冰箱汽车空调和其他制冷设备。国外替代氟里昂的制冷剂及配套的冷冻机油已曰趋成熟。

  新技术在工业润滑油中应用的另领域是纳米技术。大家知道,设备在运行时不可避免地要发生摩摩,产生机械磨损。有报导,全世界约13损坏和失效的最主要原因。发展具有良好抗磨损性能高承载能力对磨损面具有定修复功能对环境无污染或较少污染的润滑剂是润滑工油中加入油溶性的极压抗磨添加剂。近年来,纳米材料得到飞速发展,纳米材料与技术在润滑领域的应用得到了摩擦学科技工作者的高度重视。

  将纳米材料用于润滑油,以提高其抗磨损和抗极压性能的研究已成为热门课。目前有2种制备纳米材料润滑油的方法第种是步法,即原位合成法,它以润滑油为介质,直接合成纳米润滑材料,并直接分散在润滑油中,粒径小于可光波长,因而制备所得的润滑油是透明的;第种是两步法,即先制备出油溶性纳米润滑材料,然后将其分散到润滑油中。润滑油中的纳米材料的量可根据需要自由调制。这两方面的研究均已取得了不少进展,但离大规模实际应用尚有定差距。

  金属磨损自修复材料481目前也是个热门的研究课。人们希望在油中加入种物质,在使用中不仅能预防机件磨损,而且能修补已磨损的缺陷,以延长设备的使用寿命和降低能耗。这是种超细微颗粒的材料,它在设备运转状态下,由润滑油作为载体,将超细微颗粒输送到设备摩擦工作面上,对于正在发生磨损的部位,在摩擦力和微粒研磨产生局部高温的作用下,微粒材料与摩擦面上的金属发生热化学与力化学置换反应,生成种光洁度极高的复合材料,填补缺陷,直到恢复到最佳配合间隙。此时,摩擦热能大幅降低,化学反应停止,微颗粒材料采用油性和极压添加剂或减摩剂,它不是通过在金属面形成保护膜,也不是生成减摩层,而是直接在摩擦能转换为热能的部位发生化学置换反应,生成减摩性能极为优良和显微硬度大幅提高的有机或无机复合涂层。这样可极大地提高设备的使用寿命。据报导,使用人81的轴承,当寿命达到使用般润滑油的21倍时,仍能保持初始的精度和游隙,基本无磨损。

  2.5润滑理论的新进展对润滑技术的影响传统的润滑理论是将润滑状态分为3种形由于润滑设计和加工技术的不断完善,流体润滑膜的厚度日益减小,润滑膜厚发生了数量级的变化。在2,世纪初,普通滑动轴承的最小膜厚范围通常为10100,1;到了50年代,稳态滑动轴承最小膜厚减小到0齿轮滚动轴承等弹性流体动力润滑膜的厚度更小;发展到90年代,低弹性模量面或磁记录装置润滑以及塑性流体动力润滑的膜厚则介于0.01 0.1甚至0.001即1数量级,新的润滑理论将这第种润滑状态称为薄膜润滑。

  国外的研究工作者采用不同的光干涉技术对点接触副的纳米量级润滑薄膜的性能进行了系统润滑是介于弹性流体润滑与边界润滑之间的状态。

  通常认为,弹性流体润滑以粘性流体膜为特征,它服从连续介质力学的规律;而边界润滑以润滑剂分子有序排列的吸附膜为特征,以面物理化学为研究基础。显然,作为中间状态的薄膜润滑兼有流体膜和吸附膜的特点,因而润滑机理复杂。研究明,纳米厚度的润滑膜是种分子有序排列的约束流体,而摩擦界面的作用主要是结构化力,它剂在薄膜状态下将呈现3种性态,即类固态玻璃态类液态,并在摩擦过程中相互转化,构成薄膜润滑独特的性能。新的润滑理论给机械设计及润滑剂的研制带来新的思路,给纳米摩擦学和纳米润滑材料的研制提供了理论基础。

  2.6油液监测技术在工业设备运行中的应用油液监测技术是通过分析被监测机械设备在用润滑油的性能变化和油中磨粒状况,从而得到设备运行的信息,来分析和预测设备的故障,以确定故障的原因类型和部位。这种故障预报系统早在20世纪80年代就在航空发动机润滑油的监测中得到应用。油公司通过对航空发动机中使用金属元素含量。当油中某元素的含量突然明显增加,明发动机中的相应部位发生了显著磨损,便应立即通知航空公司停止该飞机的飞行,并对发动机进行检修。这种故障预报系统成功地避免了几次空难的发生,得到了航空公司的认可。现在些工业企业的大型设备也要求油公司对其进行监测,以避免发生重大事故。利用油液的铁谱和光谱综合分析结果对设备运行状态进行分析和诊断,对故障进行确认和定位,分析结果可作为是否进行维修的主要参考依据;当打开设备进行维修时,利用形貌分析技术进行故障和原因的最终确定。在解决故障诊断的同时,进行润滑油的理化等方面分析,其目的是在增加有限成本的基础上,保障设备的正常运行,限制环境污染,节约设备的维修等方面的费用。在工业润滑油应用中推广故障预报系统,特别是对大型企业的关键设备进行定期监测,可防止发生重大事故,这会给企业带来较大的社会和经济效益,同时也会提高油公司在用户心目中的信誉程度。油液监测技术的发展方向是发展快速诊断和尽快消除设备隐患;工作重点应由磨损故障诊断向预防监测过渡;测试监测从离线到在线;测试仪器从单元到多元,从铁谱化到光谱化,便携;着重推广并尽快市场化。

  封面中国石化润滑油公司封中国石化润滑油公司内插页1中国石化润滑油公司内插页2中国石化润滑油公司内插页3中国石化润滑油公司内插页4中国石化润滑油公司内插页5中国石化润滑油公司内插页6中国石化润滑油公司内插页7中国石化润滑油公司内插页8北京航天科智科技有限公司内插页9北京瑞赛长城航空测控技术有限公司内插页富高有限公司内插页富高有限公司内插页12浙江佳力科技开发有限公司内插页13浙江佳力科技开发有限公司内插页14优必得01石油设备有限公3内插页15优必得01石油设备有限公司内插页16江苏省无线电科学研究所内插页72004上海国际润滑油及相关技术设备展览会内插页182004第届中国国际面工程与防腐蚀,涂料油墨及粘合剂技术设备展览会内插页19德国莱茵化学内插页20重庆仪厂内插页21上海田中科学仪器有限公司内插页22浙江义乌泵业有限公司内插页23北京均友信科技有限公司内插页24河北珠峰仪器仪设备有限公司内插页25浙江新昌德力石化设备有限公司内插页26江苏洪流化工机械有限公司封大连北方分析仪器厂封底中国石化润滑油公司

 

 
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