冶金设备润滑技术的发展趋势

冶金设备润滑技术的发展趋势叶劲松(武钢机电部 湖北 武汉 430083)摘 要 分析了设备润滑技术的发展趋势 ,并阐述了设备润滑技术在武钢的应用情况。关键词 设备润滑 微量腐蚀磨损 发展趋势O F L 30083) to of of of to 叶劲松 ,男 ,工程师收稿日期 :2001 - 08 - 081 现状冶金设备的润滑经历了漫长的岁月 ,积累了丰富的经验和资料 ,制定了一些相应的国家标准或行业标准和规范 ,如齿轮油国家标准 86、选油标准 89 及齿轮胶合承载能力计算方法 86 ,在齿轮减速器选择方面 ,国标规定了“热功率”规范 ;并发表了比较详细的“设备润滑管理图表” ,从形式上看 ,齿轮润滑问题已经解决了。但这些资料和规范的指导思想有二 :一是保证齿轮啮合处有油膜存在 ;二是建立完整、稳定的润滑秩序。从第一个指导思想出发 ,提出的保证条件是 : (1) 齿面接触应力 H 大 ,油的粘度就得大 ; (2)齿轮节圆速度低 ,油的粘度必须高 ; (3) 润滑油工作温度不得超标 ,圆柱齿轮传动不得超过82 ,蜗杆蜗轮传动不得超过 93 ; (4)在用油品的粘度变化 ,不得超过 15 %。从第二个指导思想出发 ,产生了“五定” :定点、定质、定量、定期、定人和“设备润滑管理图表”。从现代观点看 ,这些经验和资料 ,反映的是20 世纪 50 60 年代的技术。其基本思想是 :怎样把现有的油品用好。存在的问题 ,是忽视了油品本身的发展变化。近 20 年 ,由于润滑油添加剂的发展 ,润滑油的润滑性能已经大幅度提高 :寿命几百小时的透平油 ,加入 0. 1 % 1 %的抗氧剂 ,可使寿命提高到几千小时 ;将普通液压油换成抗磨液压油 ,可使泵的寿命提高 10 倍 ;将钙基脂换成相同稠度的锂基脂 ,换脂期可以提高 6 倍。这些说明 ,当前的润滑剂 ,已不是过去概念的润滑剂。对于润滑技术的认识和观念 ,需要在新的科学基础上重建。2 润滑理论的发展近 20 年 ,由于摩擦化学和摩擦物理学的突破性进展 ,使润滑油添加剂的种类得以不断增加 ;性能不断提高 ;由于添加剂的复配技术不断改进和成熟 ,传统的理论基础发生了质的变化 ,出现了一些新的润滑理论。(1)微流 (属表面塑性整平技术该技术是利用了润滑流体的流变学持性 ,借助于摩擦副表面的微观粗造和吸附浓特性 ,在接触应力作用下所导致的微观流体粘塑性能的变化 ,实现磨损表面擦伤凹陷的填补整平 ,使得摩擦副表面的实际接触面积几乎达到几何接触面积的80 % ,并且以塑性化的润滑剂高分子膜为主要接触形式 ,实现了摩擦及磨损大大降低和机器设备95综述武钢技术 2002 年第 40 卷第 1 期寿命的延长。它属于流体物理学的概念范畴和技术方法。(2)场效应金属表面渗镀整平技术该技术是利用金属原子或离子受金属表面的微观电、磁效应的作用 ,在金属表面吸附、渗入 ,调节金属表面极化电势和形成金属表面保护膜 ,将两齿面的基体金属隔开 ,防止了胶合。运转过程中 ,接触着的凸峰被一层层地磨掉 ,使尖峰不断降低 ,接触面积不断扩大 ,形成了一个个不断增长的小平台 ,从根本上改变了润滑状态。其结果是 :增加了真实接触面积 ;降低了接触应力 ;表面逐渐趋于光滑 ,改善了润滑状态。使齿面的润滑状态 ,由边界润滑 ,逐渐过渡到混合润滑和部分弹流润滑 ;使齿轮寿命大幅度提高。另外 ,将一种金属表面磁化剂随润滑油渗入金属表面凹凸不平的微孔里 ,在摩擦副的金属表面电磁效应作用下 ,形成正电离子保护层和填充层 ,导致摩擦副表面正电相斥 ,不但抚平了摩擦表面凹痕 ,还把表面的摩擦磨损降至最低。这就是称之为“磁性油精”的润滑技术 ,它的负载磨损指数高达 246. 4 ,点接触实验负荷高达 800 一代油品与传统油品比较 ,其润滑机理迥然不同 ,传统油品的作用机理是粘着磨损和磨料磨损 ,基接触表面的工作状态不断变坏。使用新型、高效油品 ,其作用机理是微量腐蚀磨损 ,使啮合面的工作状态逐渐变好。3 冶金设备润滑技术的发展趋势由于添加剂的迅速发展 ,使润滑油品的性能大幅度提高 ,适用范围不断扩大 ,一种油品的使用范围可以覆盖相邻油品和相近油品 ,使繁多的油品可以归口合并 ,油品种类由多变少。冶金设备润滑油品已进入到一个新时代 高性能化、低粘化、通用化、合成化的时代。3. 1 高性能化有人认为 :“齿轮负荷不大 ,用高档油就是浪费”。这种观点 ,形成于 20 世纪 50 年代。当时没有添加剂 ,高粘度油料也很少 ,用油的原则是尽量节省高粘度油。由于机械设备的发展 ,齿轮负荷增加 ,低粘度油满足不了要求 ,逐渐增加润滑的粘度。但是粘度不能无限增大 ,粘度过大流动性差 ,使用困难。只能另找出路 :使用添加剂提高其润滑性能 ,这就产生了中负荷齿轮油 ;负荷进一步增大 ,添加剂的量进一步增加 ,形成重负荷齿轮油。从润滑油的发展历史看 ,不是先有抗氧防锈型、中负荷、重负荷三种油品任你选 ,而是机械工业的发展 ,逼着你走重负荷齿轮油的路 ,齿轮用油的高性能化 ,是世界发展的必然。重负荷齿轮油的性能 ,也是不断发展的 ,目前国内外通用的重负荷齿轮油 ,其“标杆”是美钢 224 ,其四球试验烧结负荷 500N。从目前看 ,这个标准也不是最先进的 ,级工业齿轮油的 已经大于 5000N。有人担心使用高性能润滑油会导致成本上升 ,但实际并非如此 ,如武钢硅钢厂三台轧机的 21 个齿轮联轴器所使用的美国润滑工程公司的性能润滑脂 ,价格虽高 ,但它具有耐高温、耐水淋、抗振动、不易流失和寿命长等卓越的品质 ,反而有利于降低成本。3. 2 低粘化不少人对降低润滑油的粘度有疑虑 ,担心粘度低 ,承载能力不够。国内外重负荷齿轮油标准明文规定 :从 68 到 680 共 7 个牌号的齿轮油 ,粘度提高到 10 倍 , 承载能力却相同 , 都是通过、梯姆肯 0 磅试验。这说明 ,油厂已经保证降低粘度不影响其承载能力。低粘度可以带来一系列优点 : (1) 降低运动阻力 ,节能。例如把粘度 320 的油改用 100 的油 ,可以节电 10 % 20 % ; (2) 冷却效果好 ; (3) 有利于水分和杂质沉降。3. 3 通用化近年来添加剂的种类迅速发展 ,性能大幅度提高 ,添加剂可以赋予润滑油某些特殊功能。多种添加剂合理复配 ,可以使一种油同时满足不同机械的要求 ,实现一油多用。通用化是润滑技术的发展方向。一台机器上不同部位的润滑 ,统一起来用一种油 ,一个车间所有设备尽可能用少数几种油。如武钢三炼钢厂在满足使用要求的前提下 ,将原来的 50 个品种 123 个牌号的油品归并为15 个品种 20 个牌号的油品 ,大大简化了运行管理和采购工作。3. 4 合成化合成化润滑剂 (油、脂 )与矿物润滑油不同 ,它们是用化工原料通过化学合成的方法制备的。国内自改革开放以来 ,各行业引进许多国外机械的同时 ,也带进了各种各样合成润滑剂。合成油脂具有优良的粘温性和低温性 ,良好的高温性和热氧化稳定性 ,良好的润滑性和低挥发性 ,有的还有06叶劲松 冶金设备润滑技术的发展趋势002 ,40 (1)极好的化学稳定性和耐辐射性 ,特别适合于冶金企业的恶劣环境。如武钢二炼钢厂采用聚尿基脂替代极压锂基脂 ,不仅提高了润滑效果 ,还降低了消耗 ,取得了较好的经济效益。4 关于油品国产化的问题目前 ,冶金企业中还大量使用进口油品 ,进口油品不仅采购周期长 ,而且价格昂贵 ,不利于企业的发展 ,但许多人认为国产油品质量差 ,究竟国产油品能否替代进口油品 ? 实际上 ,现在国产高性能润滑油质量水平与进口油相当 ,完全能够满足需用高性能润滑油的机器设备的使用要求。4. 1 高性能化条件具备基础油生产有保证 。 1993 年 5 月 ,原石化总公司生产部根据进一步开发高档润滑油的需要 ,批准了新的润滑基础油系列标准。新标准要求产品蒸发损失小、倾点低 ,分水性能、氧化安定性能优良 ,达到与国际水平接轨。 1996 年兰炼引进法国石油研究院技术 ,建成投产了我国唯一一套润滑高压加氢处理装置 ,要生产超高粘度指数基础油 ,为生产高性能润滑油提供了技术保证。目前我国已经形成锦州、兰炼两大添加剂生产基地 ,其中 ,兰炼添加剂厂生产能力 4. 3 万 t/ a 共有 12 个系列 40 余种 ,包括 20 余种复合添加剂产量占全国的 50 %。两大添加剂生产基地除生产独立开发产品外 ,还分别与 司合作生产市场需要的优质添加剂弥补不足 ,满足了调制高性能润滑油的需要。4. 2 高超的添加剂复配技术和科学的调和工艺国内大 、中型炼油厂均设有自己的科研院所 ,具备较强的研究开发实力。北京石油化工科学研究院是国内最大的综合性科研单位 ,兰炼石化研究院是企业中规模最大的研究院所之一 ,原中石化公司引进的台架设备一部分配给北京石科院 ,一部分分配给兰炼 ,现在兰炼石化研究院是中油集团公司的润滑油研究、评定基地。在原中石化公司的组织下 ,大、中型炼厂的科研部门经过“六五”、“七五”、“八五”期间连续奋战 ,从产品的填平补齐 ,到赶超国际标准 ,直至跟上当代润滑油发展步伐 ,无论是添加剂配方机理研究 ,还是调和工艺都积累了相当丰富的经验。如兰炼石化院已经开发了与国际同步的 4、 内燃机油、 5车辆齿轮油、高清净液压油和专门用于冶金的高线轧机的油膜轴承油等。因此 ,用户可以放心使用国内正规润滑油。武钢三炼钢厂采用天津汉沽油脂化学厂研制生产的极压性聚尿基脂津江艾玛 功替代了德国 司的高性能润滑脂 仅此一项每年可节约成本 87. 7 万元 ,不仅大大地降低了成本 ,还能保证供应 ,获得了较好的经济效益 ;冷轧厂采用北京三联精细化工厂研制生产的抗磨液压油成功地替代了 司的同类产品 ;炼铁厂采用兰炼的工业齿轮油成功地替代了司的同类产品 ;国产 460 号抗氧防锈型油膜轴承油在首钢引进设备上的应用也获得了成功 ,武钢轧板厂的油膜轴的国产化工作也正在进行等等 ,这些事实都证实国产正规润滑油完全可替代进口油品。5 结语润滑油的生产技术和使用技术 ,都已进入到了一个新阶段 ,有条件对润滑技术进行更新换代。油品更新换代 ,不用增加投资 ,只要认识它、掌握它、正确的运用它 ,就可以取得巨大的经济效益。油品的更新换代 ,是企业节能、挖潜的有效捷径。当前对于正确用油的主要障碍 ,是人的观念。主要原因有三 :第一 ,使用者没有认识到润滑技术的巨大潜力 ,难以打破传统观念 ,心中没底 ;第二 ,当前企业的经营体制存在弊端 ;第三 ,企业奖惩制度难以调动人的积极性。 (上接第 37 页 )(2)在 1997 2000 年的 4 年时间内 ,通过技术上的不断改进 ,同时加强并完善质量管理 ,工序管理和现场操作管理 ,使钢水温度测成率逐步提高 ,尤其是在 2000 年 ,平均测成率保持在 97. 80 以上。(3)测温偶头国