合成潤(rùn)滑劑與現(xiàn)代潤(rùn)滑管理
2008-04-22 作者：鐘泰崗（中國(guó)石化集團(tuán)重慶一坪高級(jí)潤(rùn)滑油公司）
合成潤(rùn)滑劑(油、脂)與礦物潤(rùn)滑油不同，它們是用化工原料通過化學(xué)合成的方法制備的。國(guó)內(nèi)自改革開放以來，各行業(yè)引進(jìn)許多國(guó)外機(jī)械的同時(shí)，也帶進(jìn)了各種各樣合成潤(rùn)滑劑。佛山凱頓潤(rùn)滑技術(shù)有限公司等合成油脂研制生產(chǎn)單位，為社會(huì)提供了上百種合成油脂產(chǎn)品。不少企業(yè)在解決潤(rùn)滑疑難問題或進(jìn)口油品國(guó)產(chǎn)化的工作中，運(yùn)用這些產(chǎn)品取得顯著成效。 1.現(xiàn)代機(jī)械必不可少的新型材料
現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展，要求潤(rùn)滑材料必需滿足低溫、高溫、高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、高真空、高能輻射、強(qiáng)氧化介質(zhì)、長(zhǎng)壽命等多種苛刻工況下的潤(rùn)滑要求。礦物油潤(rùn)滑劑不能說沒有改進(jìn)性能的余地，但在許多場(chǎng)合已無能為力了。合成油脂具有優(yōu)良的粘溫性和低溫性，良好的高溫性和熱氧化穩(wěn)定性，良好的潤(rùn)滑性和低揮發(fā)性，有的還有極好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐輻射性。幾種主要的合成油與礦物油的性能比較見表1。
2.減摩節(jié)能的得力手段
合成油多有良好的潤(rùn)滑性和摩擦特性。有人用ASTM D4172方法評(píng)價(jià)礦油、雙酯和聚α-烯烴，結(jié)果表明兩種合成潤(rùn)滑劑抗摩性比礦物油好得多，摩擦因數(shù)低20%～35%。對(duì)7個(gè)制造廠生產(chǎn)的21臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)和11臺(tái)螺桿壓縮機(jī)用相同粘度等級(jí)的Caidon雙酯壓縮機(jī)油替代礦油基壓縮機(jī)油進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果節(jié)省功率4.4%～13.5%。
聚醚類合成油的摩擦因數(shù)為0.01～0.02(同粘度的礦油為0.02～0.06)，且在高負(fù)荷下仍保持較低的摩擦因數(shù)。這種類型的蝸輪蝸桿油與礦油型相比，既減少摩擦熱(油溫下降5～8℃)又能提高傳動(dòng)效率25%～30%。天津、重慶、西安的印染廠在熱定型機(jī)上采用Caidon合成熱定型機(jī)油代替礦物油，電機(jī)電耗降低30%～80%。
世界各大石油公司進(jìn)行了大量的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和行車試驗(yàn)，證明使用合成油能直接節(jié)約燃料3%～5%。利用合成油優(yōu)良的低溫性能和粘溫性能，可以用粘度較低的合成油調(diào)配成多種發(fā)動(dòng)機(jī)油。低粘度意味著低的內(nèi)摩擦力。一般認(rèn)為，摩擦因數(shù)減小一半，相應(yīng)的燃料耗量也減少一半。
3.簡(jiǎn)化品種降低耗量的簡(jiǎn)便途徑
多種多樣的潤(rùn)滑劑品種會(huì)給采購(gòu)、保管和使用帶來諸多不便，甚至造成誤用。簡(jiǎn)化潤(rùn)滑劑品種和降低潤(rùn)滑劑耗量是潤(rùn)滑管理人員所希望的，采用合成潤(rùn)滑劑是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的簡(jiǎn)便途徑。 秦嶺電工廠原用潤(rùn)滑脂有20余種，大多為礦油皂基脂。儲(chǔ)存期間因基礎(chǔ)油蒸發(fā)而變干和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承甩油現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。他們選取膠體安定性、蒸發(fā)度、高空高溫蒸發(fā)度三個(gè)項(xiàng)目，對(duì)15種脂進(jìn)行了比較試驗(yàn)，證明所試的幾種合成潤(rùn)滑脂優(yōu)于其他脂。Z后，確定用5種Caidon合成潤(rùn)滑脂替代原來的20余種潤(rùn)滑脂。生產(chǎn)微型車的長(zhǎng)安機(jī)器制造廠烤漆生產(chǎn)線SSJ懸掛輸送機(jī)軸承有3196個(gè)，選用Caidon密封軸承脂(合成潤(rùn)滑脂)在酸、堿、磷化液噴淋水、噴淋霧、高溫烘干等惡劣環(huán)境下未發(fā)生軸承卡死或其他事故。
合成油脂有粘度指數(shù)高、傾點(diǎn)低，在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)保持液態(tài)的特點(diǎn)，因而減少了隨季節(jié)變化更換不同粘度等級(jí)油的品種，這從另一個(gè)方面減少了油的品種和用量。
4.延長(zhǎng)潤(rùn)滑周期和設(shè)備壽命的有效措施
合成油脂本身有很強(qiáng)的抗熱氧化能力，壽命很長(zhǎng)；良好的潤(rùn)滑性大大減少磨損，相應(yīng)延長(zhǎng)了運(yùn)轉(zhuǎn)件的更換期，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高了可靠性水平。潤(rùn)滑材料由礦油改為合成潤(rùn)滑劑，常可使換油期延長(zhǎng)8～10倍。
天津石化公司滌綸廠第三縮聚釜驅(qū)動(dòng)齒輪箱原用進(jìn)口礦油型的重負(fù)荷工業(yè)齒輪油，不到8000h便出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲增大，箱內(nèi)壁油泥、膠質(zhì)增多，并且結(jié)焦。改用全合成的Caidon半流體潤(rùn)滑脂，已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)16000h。噪聲、振動(dòng)均正常，基本上沒有結(jié)焦和油泥。上海柴油機(jī)廠熱處理車間井式熱處理爐頂攪拌風(fēng)葉電機(jī)軸承，長(zhǎng)期在180℃高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，用MoS2脂流失嚴(yán)重，幾乎每月?lián)屝抟淮巍８挠酶邷匦阅芎玫暮铣蓾?rùn)滑脂-Caidon高溫脂，一年才修一次，軸承運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲消除。
5.保障安全減少污染的“綠色”產(chǎn)品
普通礦油型壓縮機(jī)油極易氧化變質(zhì)，Z終生成殘?zhí)俊?jù)統(tǒng)計(jì)，空氣壓縮機(jī)的著火爆炸事故中，有40%是殘?zhí)恳鸬摹Ｒ蚨岣邏嚎s機(jī)油的氧化安定性以減少殘?zhí)浚瑢?duì)保證壓縮機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的。氟硅油、聚烷基乙二醇、合成烴、雙酯等合成壓縮機(jī)油均可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。其中雙酯壓縮機(jī)油的綜合性能Z好。
近年來人們對(duì)地球環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已立法制定標(biāo)準(zhǔn)，要求使用對(duì)環(huán)境無害的“綠色”潤(rùn)滑劑。按歐洲評(píng)價(jià)潤(rùn)滑劑生物降解的標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)幾類基礎(chǔ)油所做的測(cè)定表明，生物降解性植物油70%～100%，合成酯類油10%～100%，礦物油10%～40%，聚乙二醇10%～90%。以前兩種為Z好。
6.提高經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)
潤(rùn)滑劑品種的更新?lián)Q代是合理潤(rùn)滑技術(shù)內(nèi)容之一。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《合理潤(rùn)滑技術(shù)通則》(GB/T13608-92)規(guī)定，運(yùn)用合理潤(rùn)滑技術(shù)獲得的總經(jīng)濟(jì)效益等于減小摩擦功耗、減少設(shè)備漏油、更換配件費(fèi)用、停工時(shí)間、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用、潤(rùn)滑劑耗量等六項(xiàng)所獲效益之和。與設(shè)備原用礦油型潤(rùn)滑劑相比，如果合成油脂消耗量的減少不足以抵銷其價(jià)格的增加，則總效益為負(fù)值。但負(fù)值的可能性很小；相反，可得到一個(gè)相當(dāng)大的效益(且不說還有無法計(jì)入的安全、環(huán)保效益)。例如長(zhǎng)城鋼廠四分廠引進(jìn)的輥底式高溫退火爐，原用28號(hào)軋鋼機(jī)油潤(rùn)滑，問題多，改用Caidon合成窯車軸承脂，雖然當(dāng)時(shí)價(jià)格前者每公斤3元，而后者80元，但每年可節(jié)約油脂費(fèi)1800元、配件費(fèi)41100元、維修人工、材料費(fèi)2萬元，減少停工、降低能耗、產(chǎn)量增加多創(chuàng)造的利潤(rùn)約7萬元，年總效益13.2萬元。
總之，合成潤(rùn)滑劑的發(fā)展和應(yīng)用是推進(jìn)現(xiàn)代潤(rùn)滑管理的巨大動(dòng)力，合成潤(rùn)滑劑會(huì)成為21世紀(jì)潤(rùn)滑劑的主流。