高铁油脂的发展.doc

在全路推广 Stirling RP S 618 高速 铁路螺栓防护油脂可行性报告 成都西南铁路物资有限公司 2011 11 23 2 目目 录录 一 高速路枕螺栓防护材料现状 二 高速铁路对路枕螺栓防护新的要求 三 上海大联石油化工有限公司 Fourn Stirling RP S618 高铁专用防护油脂产品 介绍 1 公司及产品介绍 2 铁道部 Fourn Stirling RP S618 防护油脂检测报告 四 Fourn Stirling RP S618 高铁专用防护油脂与国内外同类产品特性比较 1 与国内现用的皂基脂产品相比 2 与进口奎克公司产品比较 3 STIRLING RP S618 上海大联 与 FERROCOAT 673 FS 奎克 理化指标对比 说明 4 STIRLING RP S618 与 FERROCOAT 673 FS 理化指标对比 五 使用 STIRLING RP S618 防护油脂经济效益及社会效益 六 需上级组织解决的问题 3 一 高速路枕螺栓防护材料现状 一 高速路枕螺栓防护材料现状 随着中国高速铁路的飞速的发展 目前我国高铁运营里程已达 18000 余公里 成为世界上高速铁路发展最快 系统技术最全 集成 能力最强 运营里程最长 运营速度最高 在建规模最大的国家 面 对快速发展的高速铁路 路枕螺栓的防护材料用量大 技术要求也全 面提高 而高铁防护油脂在我国的使用一直没有明确的要求 既不属 于甲供也不属于甲控物质 铁道部无相应的行业标准 目前我国高速 路枕螺栓的防护材料使用大体上分为两类 即国产的如成都蜀光石油 化学有限公司和杭州余杭安企润滑油脂有限公司生产的产品皂基脂和 进口奎克化学的产品改性烃基脂 使用上述产品的施工单位在施工过 程中或者在交付后发现了很多质量问题 如石武线和郑州某区段等地 均已出现了油脂流失现象 高铁京津线路枕螺栓的防护目前普遍实际 使用比国产普通皂基脂性能优越的进口产品 奎克 w4586 1 属于烃 基类产品 是强化防锈的普通皂基脂 但其产品抗酸碱以及防锈等方 面能力所无法弥补的缺陷致使其产品稳定性以及防锈能力不足 且奎 克 w4586 1 油脂属纯进口产品 存在供货不及时 熔点低 无自主知 识产权等 诸上均给施工和以后的维护工作带来了很多不便 同时给高铁运 行埋下了一系列的安全隐患 二 高速铁路对路枕螺栓防护新的要求二 高速铁路对路枕螺栓防护新的要求 1 卓越的长期锈蚀防护性能 2 防卡死 3 受保护体系防护脂充盈 4 4 减震降噪 5 对螺纹尼龙套管的影响小 6 耐候性好 方便施工 三 上海大联石油化工有限公司三 上海大联石油化工有限公司 FournFourn StirlingStirling RP S618RP S618 高铁专用防高铁专用防 护油脂产品介绍护油脂产品介绍 1 1 公司 公司及产品介绍及产品介绍 上海大联石油化工有限公司成立于 2000 年 11 月 是中国石油天 然气集团玉门油田分公司在上海投资合作的一家独立法人企业 公司 总投资 2 亿多人民币在上海浦东和大连庄河市花园口分别建有年产 9 万吨和 5 万吨的润滑油加工基地 是具有生产 研发 销售的综合性 的石油化工公司 公司成立以来充分利用改革机制优势 在企业管理 技术创新 产品开发 人才引进等方面取得了十分明显的成效 先后通过 ISO9001 2000 和 ISO14001 2004 国际标准认证 并执行 HSE 管理并且 认证通过 TS16949 2002 现与多家世界 500 强国际石油巨头以及发 动机制造商联姻合作 拥有多方面的国际合作经验 采用严格的国际 标准和技术 共同打造最强的润滑油 OEM 品牌 Fourn Stirling RP S618高铁专用防护油脂是上海大联石油化工 有限公司研制 产品精选高质量基础油和特种蜡与多种高效添加剂精 心调配而成 具有极佳的抗氧化 抗老化和拒水性能及优良的长期防 锈蚀性能 本产品含有均匀分散的特殊添加剂 具有优异的减震 降 噪性能和可逆压缩性能 高速铁路的发展对路枕防护材料提出的新的 更高的要求 如更 5 长的防锈期限 更高的体系稳定性和安全性 更好的减震降噪功能以 及尽可能减少对环境的不利影响等 Fourn Stirling RP S618高铁专 用防护油脂 专门为满足高速铁路对路枕防护的多功能要求而设计 皂基脂是由脂肪酸的钠 钙 铝 锌 铅 钡 锂 锶等金属皂 或其复合皂作为稠化剂 稠化基础油和添加剂形成的胶体分散体系 和烃基脂相比较 皂基脂具有滴点高 也就是使用温度高和低温操作 性好的优点 但由于其化学结构的特点 决定其体系的稳定性不如烃 基脂 一旦遇有接触酸碱和极性物质的情况 使其稠化剂的网格结构 产生变化 极易破坏其胶体安定性 导致胶体萎缩和离析 俗称分油 烃基脂是以高分子的固态 蜡 烃为稠化剂 稠化基础油和添加 剂形成的胶体分散体系 和皂基脂中皂类形成的固态纤维状网格吸附 住液体润滑剂的形成机理不同 烃基脂是由固态烃在冷却的过程中形 成晶核 进而经晶体生长弥散于基础油和添加剂中而形成的膏状物质 尽管受到其组成蜡的滴点的限制 烃基脂的融化温度相对较低 一般 45 70OC 但当融化而再冷却后 仍不失掉其本身的特性 烃基脂不 会因组成中含有大量的防锈添加剂而影响体系的稳定性 因而在油膜 厚度很薄时 可以显示出比皂基脂更加优越的防锈性 Fourn Stirling RP S618 是一种改性烃基脂 由于采用了现代纳 米技术的超微细弹性体材料 使我们的产品除具有比皂基脂更加优异 的防锈性能外 还具有良好的可逆压缩性 这对减轻因车辆通行时因 振动造成的螺纹损害和降低噪音提供帮助 同时保证受保护体系不至 于象皂基脂那样因外力作用 风沙雨水和污水冲刷导致的分油 而形 6 成空穴 从而避免了因空穴中进水结冰而对路枕造成的结构性损坏 产品所含特殊添加剂可以保证不会发生螺纹间锈死 即使达到十年 也可以轻松拆卸螺栓 综上所述 我们认为目前国内广泛使用的皂基铁路螺栓防护脂 是一款强化了防锈功能的传统的防锈润滑脂 而我们研制的改性的烃 基脂不仅提供更加优异的防锈功能 还具有高速铁路对螺栓防护要求 的全部功能 是一款真正意义的高速铁路路枕路枕防护脂 Fourn Stirling RP S618 防护油脂性能指标详见铁道部检测报告 7 2 2 铁道部 铁道部 FournFourn StirlingStirling RP S618RP S618 防护油脂检测报告防护油脂检测报告 9 10 11 12 13 四 四 FournFourn StirlingStirling RP S618RP S618 高铁专用防护油脂与国内外同类产品特高铁专用防护油脂与国内外同类产品特 性比较性比较 1 1 与国内现用的皂基脂产品相比 与国内现用的皂基脂产品相比 a 可靠的锈蚀防护性能 护材料的结构稳定性和化学稳定性决定 了防护材料的稳定性 防护材料的稳定性决定其防护期限的长短 在 使用温度范围内 烃基脂结构稳定 不会象皂基脂那样因遭遇风沙 雨水 污水等因素的侵袭 影响其稠化剂的网格结构而导致产品分油 从而造成防护失效 可以为路枕螺栓提供期限更长 更有保障的锈蚀 防护 b 弹性体添加剂 赋予产品 良好的可逆压缩性 给受保护体系 内充满防护脂 就像给受保护体系内装入无数只微型弹簧 使螺纹间 受力均匀 从而带来 a 减轻螺纹伤害 防止螺栓松动和螺纹卡咬 b 减低振动 减低噪音 c 防止雨水 污水进入体系 避免结构 冻害的作用 这些性能是国内现用产品所不具备的 c 特殊添加剂的导入 极大地改善了传统烃基脂的低温粘附性 能和温度敏感性 拓宽了产品的适用温度范围 14 成都蜀光产品 水浸后失效 上海大联产品 2 与进口奎克公司产品比较 与进口奎克公司产品比较 a 同属改性烃基脂产品 产品密度和压缩系数相当 b 在产品配方设计中增加了防锈剂的种类和含量 理论上应该比 奎克产品具有更好的防锈性能 经外送样品进行盐雾试验 产品顺利 通过 14 天 336 小时无锈蚀 C 考虑到我国幅员辽阔 某些地区的极限最高气温超过 45 阳光 直射下地表温度将达到 65 我们将产品的熔点设计为 60 典型值 保 证值大于 55 远远超过奎克产品的熔点 40 的水平 因此我们的产 品适用的地域 温度范围更宽泛 更符合我国的国情 15 奎克产品 3 3 STIRLINGSTIRLING RP S618 RP S618 上海大联上海大联 与与 FERROCOATFERROCOAT 673 FS 673 FS 奎克奎克 理化理化 指标对比说明指标对比说明 奎克公司在其产品 FERROCOAT 673 FS 说明书中 共用 10 项指 标来描述其产品 1 外观 固体或半固体石油制品的外观一般直接目测 液体 产品装入规定的容器内观测 2 55 的动力粘度和 3 40 时的运动粘度 是描述液体 流动性的指标 测定某一温度下液体的运动粘度 可以根据其相同 温度下的密度换算出这一温度下的动力粘度 动力粘度 运动粘度 密度 反之亦然 根据其指标 7 熔点为 40 我们判断其指标 3 40 时的运动粘度值为推算值 我们的产品熔点在 60 因此无法测定和奎克产品对应温度下的粘度 我们测定 65 下的运 动粘度 用以考察产品的粘度特性 在常温下 脂类产品用锥入度 这个指标更能反应其可流变性能 4 密度 是衡量此类产品的最重要的指标之一 一般非挥发 性石油产品的密度在 0 85 0 91 的范围 由于超微细弹性体材料的 引入 带来产品密度的降低 产品密度是超微细弹性体材料含量的 反函数 密度越低 弹性体含量越高 我们产品的密度略低 5 压缩系数 是衡量此类产品的最重要的指标之一 一般石 油产品不具有可压缩性 也没有测定石油产品压缩系数的相关标准 方法 我们根据奎克产品的指标描述 制定了自己的检测规程 测 得 STIRLING RP S618 产品的压缩系数略大于 FERROCOAT 673 FS 产 16 品 一般情况下 产品的压缩系数和产品密度相关 密度小 压缩 系数大 压缩系数越大 可逆压缩性越好 6 闪点 根据 PMCC 闪点检测的定义无法测定此类产品的闪点 我们理解为构成产品的基础油 脂的闪点 闪点高 蒸发损失小 对尼龙套管的影响小 7 熔点 是影响产品适用性和使用便利性的指标 使用环境 的温度高于产品的熔点则产品熔化为液体 有流失的风险 考虑到 地表温度和路枕螺栓套管底部的温度差异 产品熔点应该大于螺栓 套管底部温度才能确保防护有效 在低于产品熔点的温度范围内 熔点越高 产品的流变性能越差 加温操作可改善产品的流变性能 8 溶剂含量 这项指标和 6 闪点近似 都是用来判断产品 中挥发性有机物的含量 一般定义为常温下可挥发的石油组分 可 以通过测定基础油 脂的蒸发损失来判定溶剂含量 我们在产品配 方组成中不使用这类物质 所以不设此项指标 9 湿箱试验 是考核防锈油脂在潮湿气候条件下防锈性能的 加速试验方法 分为湿热试验和冷凝水交替试验两种 由于冷凝水 交替试验条件不苛刻 试验温度在 23 40OC 的范围内交替变化 试验周期太长而在国内很少采用 也没有对应的国家标准 所以我 们采用国内广泛使用的湿热试验来表示产品在潮湿气候环境下的防 锈性能 10 盐雾试验 是考核防锈油脂在模拟海运状态下防护性能的 加速试验 由于试验条件最苛刻 是考核长期防锈产品防锈性能的 最主要的技术指标 其它指标因为试验周期过长而很少采用 17 小结 1 根据我们自己和外送样品的检测结果 我们 STIRLING RP S618 产品的密度和压缩系数与奎克公司的 FERROCOAT N 673 FS 产品相当 在防锈性能上或许更好一些 我们在配方设计中增加了防锈剂的含量 和品种 我们认为我们试制的产品达到了进口产品的水平 可以替代 进口产品 2 考虑到我国幅员辽阔 西南部地区的极限最高地表温度可能达 到 65 70O 进口产品显然不能满足使用环境要求 我们在产品设 计中 将产品的熔点提高到 60O 大大高于奎克 FERROCOAT N 673 FS 产品的滴点 40O 的水平 可以满足我国全部地域环境条件的使用 要求 3 拥有自主技术 可以按需调整产品指标 产品的熔点决定了产 品 的适用温度范围 但熔点越高 常温下的可流动性变差 带来使用上 的不便 我们产品的锥入度在 260 280 之间 奎克产品的锥入度大于 350 由于我们拥有自主技术 可以按照使用要求来调整产品的指标 2 18 4 4 STIRLINGSTIRLING RP S618RP S618 与与 FERROCOATFERROCOAT 673 FS673 FS 理化指标对比理化指标对比 FERROCOAT N 673 FSSTIRLING RP S618 序 号 项目单位典型值实测值执行标准单位典型值实测值执行标准备 注 1 外观 浅琥珀色粘稠状 淡琥珀色均匀粘稠状 目测 2 动力粘度 mPa s 55 C1500 3 运动粘度 mm2 s 40 C 2500 5700 V65 70 mm2 s 65 C 1000 1000GB T265 88 4 密度 kg m3 25 C 540557 7 600 547 4GB T13377 92 5 压缩系数 4 bar 10 C 10 体积 10 体积 20 DLP F0901 企业标准 4 bar 40 C 10 体积 24 10 体积 25 DLP F0901 企业标准 6 闪点 PMCC 200 210 230 218GB T261 08 应基础油指标 7 熔点 40 5555GB T8026 87 8 溶剂含量 wt 无无 无无 GB T 7325 87 9 湿箱试验次 100 DIN 50017 SFW 小时 800 800GB T2361 92 10 盐雾试验小时 100 336 DIN50021 SS 300 336SH T0081 91 等效标准 11 工作锥入度 390 0 1mm 220 350 280GB T269 91 19 五 使用五 使用 STIRLINGSTIRLING RP S618RP S618 防护油脂经济效益及社会效益防护油脂经济效益及社会效益 目前我国高铁每年更换一次螺栓油脂的估算用量约为 3000 吨 奎 克油脂的最低中