物料管理_船舶油料轮机部物料急备件管理培训课件

第八章船舶油料 轮机部物料急备件管理8 1船舶油料的种类及特点8 1 1船舶燃油主要特性指标及油品种类 影响燃油品质的特性指标 国内外燃油的种类及选用原则 ISO对燃油的分类 MARPOL73 78公约对燃油的要求8 1 2船舶润滑油种类及特点 润滑油特有的特性指标 润滑油的种类 特点及选用原则 用于重质燃料常用的滑油添加剂及应用8 2燃油管理8 2 1燃油加装前的准备 加装过程的取样8 2 2加装燃油的温度与密度对加装量的影响 8 2 3了解在加装燃油时应控制的质量指标 碳芳香烃指数 燃油比能量及钒 钠 铝 硅 硫的含量8 2 4重质燃油的预处理及燃油添加剂的选用8 2 5现代重质燃油净化系统的特点及新型船舶燃油模块的特点与管理要点 现代新型分油机的管理要点 比重环式分油机与无比重环分油机的工作原理 区别 管理要求 8 3备件订购 保管及使用8 3 1备件的数量要求 备件数量曲线的应用 法规对备件储存定额的要求8 3 2轮机部备件管理制度 备件申请 备件保管 备件登记和清点等8 4物料管理8 4 1船舶物料申请 订购及物料的控制8 4 2船舶物料管理制度 船存物料的管理 物料的跟踪和反馈 化学品的控制 废旧物料的管理 船舶物料的考核等8 4 3关于船舶物料费用 修船用 备件费用等的一般规定 8 1船舶油料的种类及特点8 1 1船舶燃油主要特性指标及油品种类 影响燃油品质的特性指标 国内外燃油的种类及选用原则 ISO对燃油的分类 MARPOL73 78公约对燃油的要求一 燃油的理化指标 性能指标 及其影响为了判断和比较燃油的质量好坏及合理选用 对燃油规定了一些性能指标 这些指标其对柴油机工作的影响 可分为三类 I 影响燃油燃烧性能的指标 十六烷值 cetanenumber 柴油指数 DieselIndex 馏程 distillationrange 发热值 粘度 II 影响燃烧产物的指标 硫分 灰分 沥青分 残炭值 钒和钠的含量 III 影响燃油管理的指标 闪点 比重 粘度 倾点 浊点 凝点 水分和机械杂质 1 十六烷值1 确定方法 选定两种发火性能截然不同的标准燃料 一种是发火性能好的正十六烷 脂肪烃 规定其十六烷值为100 另一种是发火性能很差的 甲基萘 多环芳香烃 规定其十六烷值为0 将这两种标准燃料按不同的体积比例配成混合液 便可得到十六烷值从0到100的各种标准混合燃料 容积百分含量 2 测试方法 在规定的工作条件下 所试燃油与某一种标准混合燃料具有相同的发火性能 即有相同的滞燃期 时 该标准燃料的十六烷值即为所试燃油的十六烷值 3 对柴油机燃烧性能的影响 十六烷值越高 燃油的自燃性能越好 但十六烷值过高 将使燃油发生高温裂化而产生游离碳 造成冒黑烟而经济性下降 同时由于加工费用高而使得燃油的价格高 十六烷值过低 则燃油的滞燃期长 使燃烧过程粗暴 起动和低负荷运转时难于发火和稳定工作 对滞燃期的化学过程有影响 高速机CN 40 60 中速机CN 35 50 低速机CN 25及以上 通常仅规定轻柴油的十六烷值 2 柴油指数 也是衡量燃油自燃性能的指标 其测试仪器比较便宜 是表示燃油的着火性能与其密度和苯胺点的关系 D I 1 8t 32 141 5 d 131 5 1 100 t 燃油的苯胺点 C 利用相似易溶原理 将同体积燃油与苯胺混合加热成单一相溶液 然后冷却 当混合液刚开始浑浊时的温度 苯胺点越低 即溶解度越好 芳香烃含量越高 自燃性能越差 CN 2 3D I 14d 燃油比重 指油品在60 F 15 6 C 时与同温同体积纯水的重量之比 3 馏程 燃油蒸发性能指标 也即冷车起动性能指标 对滞燃期的物理准备过程有影响 其表示在某一温度下燃油所能蒸发掉的百分数 1 测试方法 将100ml燃油加热蒸馏 馏出第一滴油时的温度 初馏点 到蒸馏到最后所能达到的最高温度 终馏点或干点 从初馏点到干点的温度范围称为馏程 2 馏分 在某一特定温度下的馏出物 通常用在某一温度下蒸发的百分数表示 燃油在低温下蒸发的百分数越高 说明所含的轻镏分越多 轻镏分的沸点低 蒸发速度快 能与空气较快地混合 燃烧速度也较快 柴油机冷车起动性能好 重镏分不容易蒸发 易不完全燃烧而生成积碳 因而高速机要使用轻镏分含量多的轻柴油 而低速机可使用含重镏分多的的燃油 但从燃烧质量来看 镏出温度也不宜过低 否则镏分太轻 蒸发太快 压力升高速度太快 工作粗暴 因此不是轻镏分越多越好 而是各镏分组成的温度范围尽可能窄 3 对燃烧的影响 轻馏分含量多的燃油 沸点低 蒸发快 易于空气混合和发火 即有利于冷车起动和燃烧 但蒸发速度过快 则燃烧易粗暴 重馏分含量多的燃油 沸点高 蒸发慢 不易于空气混合和发火 燃烧也慢 容易造成燃烧不完全而结碳 从油的质量上看 并非轻馏分越多越好 而是各馏分组成的温度范围应尽可能窄些 如柴油一般在250 350 C的中馏分居多为佳 4 发热值 1Kg燃油完全燃烧时放出的热量称为燃料的发热值 KJ Kg或Kcal Kg 燃油的发热值分为高热值和低热值 高热值包含水蒸汽的汽化潜热 但在柴油机中燃气在高温下排出 汽化潜热不可能被利用 应扣除 扣除水蒸汽汽化潜热的热值称为低热值 在柴油机热力计算时要用低热值 不同燃油的发热值不同 但差异不很大 重油的基准低热值为42000KJ Kg 10030Kcal Kg 轻油的基准低热值为42700KJ Kg 10200Kcal Kg ISO规定为42707KJ Kg 5 粘度 燃油流动性能指标 反映液体分子间运动摩擦阻力的量度 对燃烧和管理都有影响 即燃油的雾化 过滤和泵送性 粘度过大时 流动性能差 易造成供油中断 雾化不好而使燃烧不良 粘度过小 流动性能好 但喷射设备偶件易润滑不良而磨损 粘度的大小有两种表示法 即绝对粘度和相对粘度 前者表示燃油分子间内摩擦系数的绝对值 有动力粘度和运动粘度两种 后者是在某一条件下测得的内摩擦系数的相对值 依测试仪器的不同有恩氏粘度 雷氏粘度和赛氏粘度三种 1 动力粘度 dynamicviscosity 其物理意义是两相距单位长度 1cm 单位面积 cm 的液体层 以单位速度 1cm s 作相对运动时 该液体所产生的阻力的大小 达因数 其单位为泊 1泊 1达因秒 平方厘米 通常在工程单位制中采用厘泊 cP 在国际单位制中采用PaS 1P 0 1PaS 1cP 10 3 PaS 2 运动粘度 kinematicviscosity 动力粘度与同温度下液体密度之比值 单位为拖 工程单位制中采用厘拖cSt mm s 国际单位制采用平方m s 水在20 C时的运动粘度约为1 目前国际上通用cSt50 ISO标准 3 恩氏粘度 某一油品在测定温度下从恩氏粘度计流出200立方cm所需的时间与20 C时同体积的蒸馏水从该粘度计流出所需时间的比值 Et 过去我国和欧洲一些国家常用 4 雷氏粘度 某油品在100 F 37 8 C 时从雷氏粘度计流出50立方cm所需时间 单位为S 有RedNo1和RedNo2两种 目前航运界常用 5 赛氏粘度 某油品在100 F 37 8 C 时 从赛氏粘度计流出60立方cm所需时间 单位为S 有赛氏通用粘度 SSU 和赛氏重油粘度 SSF 两种 过去美 英等国常用 压力和温度对燃油的粘度有影响 压力越高 粘度越大 温度越高 粘度越小 用温粘曲线表示温度对粘度的影响 一般在说明油品的粘度时要注明燃油的温度 高速机的使用粘度上限为6cst 中速机的上限为20cst 低速机的范围为12 25cst 60 100S RedNo1 6 硫分 燃油中所含硫的重量百分比 我国S 1 轻油S 0 2 重油S 0 5 1 5 中东 非洲S 3 4 硫是燃油中的有害成分 其主要危害有 1 燃油中液态的硫化物 H2S RSH硫醇 对油柜 油管 喷油设备等具有酸的腐蚀作用 2 燃油燃烧后生成SOx 在硫酸露点以下时生成硫酸和亚硫酸引起缸套 活塞环 排气阀 废气涡轮 排气管等的低温腐蚀 同时SO2在700 900 C时对铁的腐蚀比平时高11倍 此外排放到大气的SOx将造成酸雨 危害环境 3 硫化物的燃烧产物SO3能使HC化合物加速聚合而生成结碳 它本身溶于碳垢中而使碳垢硬化 造成磨料磨损 4 由于酸的作用 将加速曲柄箱滑油变质 为了消除硫的危害 在管理中应保持气缸冷却水的温度不要太低 其次使用碱性气缸油 加装尾气除硫装置 7 灰分 指存在于油中的固体物质和溶于油中的金属盐 在规定的测定方法下不能燃烧的残余物 以重量百分数表示 灰分主要是燃烧后形成的金属氧化物和金属盐 除V2O5造成高温腐蚀外 主要是磨料磨损 8 矾 钠含量 用重量的PPM表示 是灰分的组成部分 燃烧后形成低熔点化合物 如Na2O V2O4 5V2O5熔点为625 C 5Na2O V2O4 11V2O5熔点为535 C 当气缸壁和排气阀的表面温度超过它们的熔点时 这些固体粒子就熔化成液态附着在金属表面上 与金属发生氧化还原反应而腐蚀金属 即高温腐蚀 一般排气温度应控制在550 C以下 在海水漏入燃油中时将使钠含量增加 9 机械杂质和水分 燃油中所含不溶于汽油和苯的固体颗粒 灰尘和沙粒 或沉淀物 溶渣 等占中重量的百分数称为机械杂质 这些杂质大多数是在运输和储存过程中混入的 它们不能燃烧 却能使喷孔堵塞 加剧喷油设备的磨损 燃油中的水分会降低燃油的发热值 易破坏正常发火 尤其是水分多时会使燃烧减慢 并破坏气缸润滑油膜 10 沥青分 表示沥青占燃油的重量百分数 是一种多环芳香烃 溶于苯而不溶于石蜡基油的黑褐色粉末状物质 它于悬浮分散形状存在于燃油中 是一种胶质分子团 沥青胶质分子团在混对中悬浮平衡状态被破坏而析出淤渣 使储存稳定性变坏 给燃油净化和燃烧造成困难 因此不同牌号的燃油应当尽量避免混装 在分油机的进油加热温度下 85 95 C 不易被分离 沥青很难燃烧 致使排气冒黑烟 热效率下降 易于形成结碳 尤其是在喷孔外产生喇叭状的积碳 使雾化变坏 在燃油硫分含量高时形成的结碳非常牢固 不易除去 从而造成磨料磨损 11 残炭值 燃油在隔绝空气的条件下加热干馏 最后剩下的一种鳞片状的焦炭残余物称为残炭 残炭占试验油重量的百分数称为残炭值 残炭值表示燃油在燃烧过程中形成炭渣的倾向 并不表示形成结碳的数值 其对柴油机的危害是 使气缸结碳造成热阻增加 引起过热 磨损加剧 严重时会引起活塞环卡死和折断 喷孔堵塞 气阀咬死 12 闪点 燃油汽化后产生的蒸汽与空气混合气同火焰接触而闪火的最低温度 用来衡量燃油挥发成分产生爆炸或火灾危险性的指标 根据测量器具和方法的不同 有开口和闭口闪点之分 闭口闪点比开口闪点低 常用闭口闪点 为保证船舶安全要求燃油的闭口闪点应高于65 C 轻柴油除外 滑油的开口闪点在130 300 C之间 从防火防爆角度 只有在低于燃油闪点17 C的环境温度下倾倒燃油或敞开燃油容器才是安全的 注意 燃点 油闪燃后5S不熄灭的最低温度 同一种油料自燃点 燃点 闪点 13 凝点 倾点 冷滤点和浊点 燃油低温流动性和泵送性的重要指标 在规定的试验条件下燃油受冷后失去流动性时的温度称为凝点 燃油尚能流动的最低温度称为倾点 国外 燃油滤器开始部分堵塞时的最低温度称为冷滤点 燃油开始变得混浊时的温度称为浊点 凝点等指标与燃油中的石蜡含量有关 燃油中的石蜡在温度降低时逐渐结晶析出 先析出少量细微的结晶 使原来透明的燃油变得混浊 浊点 进一步冷却石蜡结晶逐渐长大 形成网状的结晶骨架 结晶骨架把燃油包围起来 使整个燃油失去了流动性 凝点 燃油的温度降低到浊点时将使滤器堵塞 供油中断 因此从使用的观点看 浊点比凝点更为重要 燃油的浊点至少应比使用温度低3 5 C 即浊点 3 5 C 是最低可泵送性温度 以防止在使用中析蜡 对于浊点较高的燃油使用中应进行预热 倾点 凝点 2 7 C 5 F 浊点 凝点 8 5 C 倾点 5 8 C 浊点 石蜡 点状 线状 网状 成片网状 浊点 冷滤点 倾点 凝点 14 比重 20 C时的燃油重量与4 C时同体积水的重量之比 目前航运界采用密度 r15 换算公式 dt d20 0 000672 t 20 rt r15 0 00063 t 15 渣油 rt r15 0 00065 t 15 重柴油 在加装燃油计算实际加油量时应注意温度修正 可采用以上计算公式 也可通过查表计算 燃油的比重与其化学成分和馏分组成有关 烷属烃比重最小 芳香烃的比重最大 比重是燃油性能的间接指标 燃油的比重大 即间接表明其粘度大 重馏分多 芳香烃的含量多 CN低 比重的使用意义 1 根据比重选择分油机的比重环 ISO规定r15不大于0 991Kg 立方m 当比重大于1时 应采用ALCAP分油机或水封水中加MgSO4 2 已知比重或密度和油舱容积可计算装油量 G Vrt Kg 3 根据日用柜油的消耗体积和比重 计算燃油消耗量或已知耗油量和有效功率也可计算油耗率ge G Pe 注意 喷油泵的供油量是以容积为基准的 当由轻油换用重油或换用不同比重的燃油时 若不改变油量调节机构 则比重增加时按重量计算的供油量增大 柴油机的功率也增大 二 船舶油料种类 特点及选用原则A 船舶燃油种类及特点1 我国船舶燃油种类与规格我国燃油的种类分为三类 轻柴油 重柴油和燃料油 1 轻柴油 按凝点不同分为 50号 35号 20号 10号 0号 10号六个等级 它们的凝点分别高于 50 C 35 C 20 C 10 C 0 C 10 C 所以选用轻柴油要根据当地冬天最低环境温度而定 一般最低环境温度应高出凝点温度5 C以上轻柴油是质量最好 价格最贵的柴油燃料 适用于高 中速大功率柴油机 救生艇柴油机一般选用 10号轻柴油 应急发电柴油机和高速发电柴油机可用0号轻柴油 2 重柴油 按凝点不同分为10号 20号 30号三种牌号 重柴油的主要特点是凝点高 使用重柴油的柴油机应有完善的预热设备 一般用于船舶发电机和沿海船主机 10号用于500 1000RPM的中速机 20号用于300 700RPM的柴油机 30号用于300RPM左右的柴油机 3 燃料油 无国标 石油部标准 按80 C时的运动粘度 cst 排号 有20 60 100和200四种 20号用于小型船 60号用于中型船 100和200用于大型船 4 调制油 无国标 企业标准 由重柴油和燃料油按不同比例混对 有1000SRedN01和1500SRedNO1 专供远洋船舶使用 2 国外燃油的规格 国外船用燃油分四类 1 轻柴油 LDO 国产 35号轻柴油 常用于救生艇柴油机和应急发电柴油机 2 船用柴油 MDO 国产20号重柴油 常用作发电柴油机和柴油主机机动操纵时的燃料 3 中间燃料油 IFO 由柴油和渣油混兑而成 相当于我国的内燃机燃料油 根据混兑比例不同 其粘度一般在200 3000SRedNO1 每隔100S为一级 例如IFO15 粘度约为1500SRedNO1 主要是船用主机用油 大功率中速机及低速机 4 船用燃料油 MFO 船用残渣油MarineResidualFuelOil 是石油蒸馏剩余的渣油 粘度大于3000S 多数在3500S以上 主要为锅炉用油 也可以用于最新型的大功率中速机及低速机 3 日本燃油规格JISK2205 1980燃油标准 将船用燃油划分为A B C三种 A种油相当于我国的轻柴油 重柴油 B种油相当于中间燃料油IF20 IF50 130s 400sREDNo1 100 F的轻质燃料油 C种油相当于粘度大于IF50以上的燃油 为区分粘度范围甚大的C种油 又将A B C以数字形式表示为1 2 3种油 其中3种油 即C种油 又细分为1 2 3号油 日本近海中速机现在应用的是AC混合油 其比例是30 A 70 C 调制比例主要依据季节环境温度及主机运转性能确定 4 ISO对燃油的分类 燃油的质量问题造成的柴油机故障日益增加 降低了船用柴油机的工作安全性 对航运企业十分不利 因此有关各方都纷纷要求对船用燃油的质量加强控制 要求燃油规格标准化 并以此作为买卖方统一的质量指标 英国在1982年率先颁布了船用燃油标准 BSMA100 1982 国际内燃机协会 CIMAC 也在1982年提出了一个过渡性的船用燃油推荐规格标准分发各会员国 1987年国际标准化组织 ISO 颁布了 国际船用燃油标准ISO8217 现已采用8217 1996标准 见书中表8 4 表8 5 这三种标准内容相近 要求各国参照执行 现在尽管已经有了统一的国际标准 但是即使是同一个石油公司生产的同一种型号的燃油 由于原油产地不同 各种烃类的种类 比例的不同 以及轻 重成分调合比例的不同 在性质上往往会有相当在的差别 用油船舶应了解这一情况 加装燃油时应注意在加油现场取有代表性油样并妥善保存 以备发生问题时有据可查 5 MARPOL73 78公约对燃油的要求 1 以燃烧为目的供应并用于本附则适用的船上的燃油应满足以下要求 i 燃油应为从石油精炼出的碳氢化合物的混合物 但并不排除混用少量用于提高某些方面性能的添加剂 ii 燃油应不含无机酸 iii 燃油应不包含任何有下列作用的添加物或化学废物 1 危害船舶安全或对机械的性能有不利影响 2 对人有害 3 从总体上会增加大气污染 及 b 通过石油精炼以外的方法产出的燃油不应供应 i 船上使用的任何燃料油中的硫含量不得超过4 5 m m ii 使发动机超出本附则第13条 3 款 a 中规定的NOx释放限制 3 a 除本附则第3条的规定以外 适用本条的发动机的氮氧化物释放 按NO2释放的总重量计算 应在以下限值以内 否则禁止使用 i 17 0g kwh若n小于130rpm ii 45 0n 0 2 g kwh若n大于或等于130但小于2000rpm iii 9 8g kwh若n大于或等于2000rpm其中 n 发动机额定转速 曲轴每分钟转数 二 低质燃油的使用低质燃油泛指品质低劣 使用困难 价格低廉的船用燃料油 俗称重油 通常低质燃油即指前述的 中间燃料油 及 残渣油 目前 随着石油炼制工艺的发展 低质燃油的品质正在逐年下降 对柴油机提出了更加苛刻的要求 1 低质燃油的特点低质燃油有如下突出特点 1 密度大劣质燃油的密度可高达940 1060Kg m 由此造成燃油净化和雾化困难 同时油滴燃烧时易产生热裂化 导致机件结炭增多 2 粘度高低质燃油粘度约在50 2000mm s之间 由此造成燃油贮存 输送 净化和雾化的困难 3 成分复杂低质燃油含有较多的水分 灰分和硫 钒 钠硅 残炭等杂质 油中的杂质加剧了柴油机燃烧室部件和喷油设备的腐蚀和磨损 书中表5 1示出国际内燃机学会 CIMAC 发表的K55燃料油的技术条件 8 1 2润滑和润滑油的性质一 润滑的作用 互相接触的两个固体间 若有相对运动 滑动或滚动 接触面间将产生摩擦并发热 为了防止其干摩擦而磨损 常在运动副间充入润滑剂 因此柴油机中润滑的主要作用是 减磨 冷却 清洁 密封 防腐 减振 传递动力等 二 润滑分类1 边界润滑 运动副间有极薄的油膜 0 1 m以下 金属间无接触 2 液体润滑 运动副被油膜 1 5 2 m以上 隔开 3 混合润滑 同时存在液体润滑和边界润滑 半液体润滑 或同时存在干摩擦和边界润滑 半干摩擦 气缸润滑属于半液体润滑 三 形成液体润滑的方法 1 液体动压润滑依靠运动副间的几何形状和相对运动形成楔形油膜产生动压于平衡外负荷 油楔压力取决于 1 运动副间运动状态 转动或滑动 转速越高 越容易形成油楔 在柴油机起动或低负荷运转时 将产生干摩擦 2 滑油粘度 粘度适当则易于形成油楔 过小则难于被轴颈带动 过大 则阻力大 3 轴承负荷 负荷越大 尤其是冲击载荷 越难于形成油楔 4 轴承间隙 间隙过小 滑油不易进入接触表面 间隙过大 滑油易从轴承两端流出 当开设油槽时 动压降低 5 表面加工粗糙度 光洁度越高 越易于形成油膜 2 液体静压润滑靠外供一定压力的滑油在运动副间产生液体静压力平衡外负荷 如十字头轴承靠专设高压泵将滑油加压 实现液体静压润滑 3 弹性液体动压润滑点 线 接触的运动副 滚动轴承和啮合齿轮 在接触点 线 产生暂时的弹性变形 其中产生极薄的挤压油膜 避免金属间直接接触 四 润滑油的性能指标1 粘度和粘度指数 VI 粘度影响两个摩擦表面楔形油膜的形成 本身受温度的影响 1 滑油粘度的分类法 粘度等级 1 ISO标准 粘度采用运动粘度 除发动机润滑油按SAE分类法划分外 其它润滑油采用40 C时的运动粘度的cst数分级 从2至1500共分18级 每级粘度约递增50 每级的粘度范围为中心粘度的 10 我国的工业润滑油从83年3月1日起采用此分类法 2 SAE分类法 美国发动机协会 将发动机用润滑油分为11 5个等级 每一等级的号码表示粘度范围 冬用润滑油 SAE0W 5W 10W 15W 20W 25W 是按0 F 18 C 时的粘度划分等级的 夏用润滑油 SAE20 30 40 50 60 则按210 F 98 9 C 时的粘度划分等级 SAE60是SULZERRTA为解决缸套磨损问题而提出的 根据SAE分类法 加有增粘剂的冬夏适用的所谓全气候发动机润滑油用双重号码表示 例如SAE10W 30表示该油的粘度在 18 C时相当于SAE10W 而在98 9 C时相当于SAE30 这种油称为稠化机油 稠化机油 多用途油 目前有5种 5W 20 10W 20 10W 30 10W 40 15W 30 2 质量等级 根据美国SAE ASTM 材料试验协会 API 石油协会 的分类法共有5种等级 CA 轻载荷用 CB 轻中载荷用 CC 中载荷用 CD 重载荷用 CE 超高载荷用 3 粘度指数VI 滑油的粘度随温度的变化而变化 其规律称为粘温特性 不同的滑油其粘度随温度变化的程度不同 为表示滑油粘度随温度变化的变化率使用VI指标 L UVI X100L H式中 U 试验油在37 8 C时的粘度 赛氏秒 L H 分别为粘温性能很差和很好的两种标准油在37 8 C时的粘度 赛氏秒 它们都和试验油在98 9 C时具有相同粘度 VI大的油粘温性能好 当温度变化时 其粘度变化小 VI80称为高粘度指数 VI 200称为超高粘度指数 加有增粘剂 柴油机用的润滑油VI一般在80 100 属高粘度指数润滑油 我国过去用50 C和100 C时滑油的运动粘度的比值来评价粘度性能 称为粘度比 粘度比小 表示滑油在规定的温度范围内粘度的变化小 油的品质高 2 总酸值 TAN 中和1克滑油中的酸所需KOH的毫克数 mgKOH g 滑油中的酸有有机酸和无机酸 有机酸的来源是原油中混有 抗腐蚀添加剂 使用中氧化产生等 其含量少时对金属材料腐蚀作用不大 但含量较大时对一些轴承材料 尤其是铅基 产生腐蚀作用 滑油中的无机酸是硫酸 属强酸 它的含量用强酸值 SAN 表示 其来源是滑油精炼过程中的酸洗和中和后残留或使用中由燃烧产物混入 其对金属具有强烈的腐蚀作用 因可用水洗法除去 又称水溶性酸 我国用 酸值 表示滑油中有机酸含量 用 水溶性无机酸或碱 表示无机酸或强碱的有无 滑油中含有酸值会对机器产生腐蚀作用 因而必须控制滑油的总酸值 在管理中更重要的是掌握总酸值的变化率 因为变化率更能说明滑油是否有迅速恶化和产生沉淀的倾向 3 抗乳化度 衡量油和水均匀混合的程度 在规定的条件下 将一定量的油和水混合搅拌形成乳化液 静置后达到油和水完全分离的时间 称抗 破 乳化时间 破乳化时间越短 说明滑油的抗乳化性能越好 除切割金属用滑油外 均要求滑油有良好的抗乳化性能 若滑油的抗乳化性能不好 则滑油易于生成泡沫 影响滑油压力 致使润滑表面缺油而损坏 并使不溶性杂质悬浮在油中 污染摩擦面 使部件磨损加剧 4 热氧化安定性和抗氧化安定性滑油与空气接触时逐渐氧化 温度对氧化速度有很大影响 油温每升高10 C 油的氧化速度增加1倍 在温度低于82 C 180 F 时氧化不显著 在温度高于82 C时氧化速度成倍增长 滑油的氧化将生成有机酸 胶质和沥青质物质 有机酸使滑油酸值增加 胶质和沥青状沉淀物使油色变深 粘度增加 这些物质附在金属表面上形成漆膜或堵塞油路和滤器 热氧化安定性 巴包克法 在较高温度 250 C 下对薄油层进行氧化试验 用形成漆膜所需时间 分钟 来评定 时间越长 油的抗氧化性能越好 其模拟气缸壁油膜的工作条件 适用于气缸油 抗氧化安定性 在较低温度 125 C 下对厚油层进行氧化试验 经过规定时间后测定油氧化后的沉淀物量和油的酸值 沉淀物越少 酸值越低 油的抗氧化性能越好 其模拟液压系统的工作条件 适用于液压油和透平油 5 腐蚀度 衡量工作在高温下的滑油与氧接触的条件下对金属产生腐蚀的性质 尤其是对采用铅基轴承的特别重要 将一定面积的金属片交替浸在加热至140 C的滑油和露置在空气中 测定50小时后金属片减少的重量 g 平方米 6 总碱值 TBN 表示1克滑油中所含碱性物质相当于KOH的毫克数 mgKOH g 滑油的碱性来源于添加剂 适当的碱性储备能有效地防止酸对机件的腐蚀 7 浮游性 清净分散性 表示含添加剂的滑油清洗零件表面上的炭渣和胶质 使之分散为小颗粒而悬浮携带的能力 在专用试验机上在规定的条件下进行一定时间的试验 根据活塞上漆膜情况进行分级评定 0 6 级别越低 活塞越干净 浮游性越好 品克维奇法 浮游性越好 则磨料磨损减少 但不易过好 否则分油机无法处理 油很黑 可能易使轴承磨损 8 抗泡沫性 测定在特定试验中的起泡体积和消泡时间 泡沫的产生源于油本身含有 与空气接触而混入 泵的搅拌起泡 泡沫的存在将增加油的乳化度 9 油性和极压抗磨性 是指滑油在边界摩擦或半干摩擦情况下 能降低摩擦系数 减少磨损和防止摩擦而烧结的性能 滑油吸附于金属表面的性能称油性 当负荷增加 转速降低时 常处于边界或半干摩擦状态 此时油膜与金属结合越牢固 就越能避免干摩擦 油性和极压抗磨性越好 滑油的其它性能指标如闪点 凝点 残炭 灰分 水分及机械杂质等与燃油的相同 三 船舶润滑油种类及特点 一 柴油机气缸油1 对气缸油的要求1 有良好的润滑 减磨和密封性能 2 有合适的粘度和粘度指数 3 燃烧后留下的沉淀层少而软 4 能有效的中和无机酸的能力 5 有良好的清净分散性 有效的防止活塞 活塞环和气口结碳 6 良好的承载能力 7 良好的抗氧化性 2 气缸油的规格和选用根据机型和运转状态的不同要求 选择粘度等级 1 SAE50 用于直流扫气 TBN 10 100 2 SAE40 用于弯流扫气 TBN 40 3 SAE60 TBN 70 85 100 用于长冲程高增压 4 不含添加剂的SAE50高粘度气缸油 新机及换新缸套磨合期内使用 气缸油主要根据所用燃油质量 机型和工作条件来选用 通常最关心的是根据所用燃油的含硫量和增压度来选择总碱值 总碱值低不能有效中和硫酸 过高又会造成活塞和气缸污染 有白灰色或黄灰色的沉淀物 因此合适的总碱值应与燃油的含硫量相匹配 当增加度高时 硫酸的形成量将增多 应增加总碱值 一般按柴油机说明书指定的滑油牌号和要求来选用 通常SAE40用于弯流扫气 SAE50用于直流扫气 根据使用经验 S 2 5 TBN 65 70 S 2 5 TBN 40 使用柴油时 TBN 10 14 使用中为了检查所用气缸油的总碱值是否足够可采取 1 残油化验法 取从气缸中刮下的残油进行化验 若总碱值在10mgKOH g以上则说明碱性储备足够 2 经验判断法 通过气口观察或吊缸检查来判断 若在各注油点之间的缸套表面上出现漆状沉淀物且漆状沉淀物下的缸套表面呈暗褐色 铁套腐蚀 或出现白斑 镀铬套产生硫酸铬 则表明碱性不足 若活塞顶或活塞环槽或气口有灰白色或黄灰色沉淀物 则说明碱性过多 我国燃油含硫量低 沿海船主机常选用HC 14柴油机油代替 远洋船 当含硫量在1 以下时 可选用东方石油公司的Fecocy51 后一位乘10为碱值 和美国EXXON数值表示碱值一样 2 以下用Feocy54 2 以上用Feocy57 注油率的选择 可以调节 1 过量 造成浪费 燃烧后造成污染 结焦结炭 气口 气道 环槽 活塞顶部 排气阀处污染 环与排气阀粘着 气口气道堵塞 沉积到活塞下部空间 扫气箱和定压增压系统的排气管内 当活塞环严重漏气时引起扫气箱着火或排气管着火 2 过少 难于形成完整油膜 使磨损加剧 漏气量增加 甚至引起拉缸 3 选择方法 机型 扫气方式 直流扫气少 弯流扫气多 增压度 越高越多 工况 负荷和转速 越高越多 燃油品质 越差越多 实际使用中最适宜的注油率取决于 说明书推荐的注油率 活塞环状态 缸套磨损率 吊缸周期 直流扫气 0 6 0 8g kwh 弯流扫气 1 1 4g kwh 筒状中速机 1 3 2g kwh 4 判断方法 合适 缸壁和活塞环表面干净 有湿润状黑色油膜 首环干燥 二环半干半湿 其余湿润 环面光亮 倒角存在 过小 缸壁干燥 活塞环表面光滑但倒角不存在 过大 停车后缸壁有油滴下 注油量调节机构和燃油控制机构联动 随负荷大小调整注油量 气缸注油率的计算气缸注油率按柴油机的功率来确定 1 负荷调节式 随着负荷大小的变化而变化 以平均指示压力为依据 但负荷降低到一定程度 仍应保持40 的额定注油率 2 转速调节式 注油率 GxnbxZ nxPb式中 G 柴油机气缸油消耗量 g h Z 气缸数 3 碱总量BT 注油率xTBN尽管采用注油率和TBN控制磨损 但当燃油和滑油匹配不良时仍引起腐蚀和磨料磨损 4 磨合期气缸注油率的选择 二 曲轴箱油1 曲柄箱油 柴油机油 系统油 的使用要求1 良好的抗氧化安定性 2 良好的抗腐蚀性 3 良好的清洁分散性能 4 足够的载荷能力 5 良好的粘温性能 高的闪点 低的凝点 2 曲柄箱油的规格和选用1 规格 除采用SAE粘度分类法外 还采用API分类法 我国最早按100 C的运动粘度的cst作为代号 现改用与国际接轨 但尚不统一 2 选用 根据机型 工作条件和所用燃油来选择 远洋船低速主机一般选用含有少量碱性添加剂的低碱性滑油 其粘度为SAE30 粘度指数为90以上 筒状活塞式中速主机 粘度等级分 低增压采用SAE20 中增压SAE30 高增压SAE40 碱性TBN 22 34mgKOH g 3 曲柄箱油的变质的原因 1 外来物的侵入 杂质 灰分 机械杂质 布 棉纱等 加剧变质和磨损 水分 加剧乳化变质 燃油 降低粘度和闪点 加剧变质 燃烧产物 增加酸和炭渣 促进变质 2 本身氧化变质 三 其他润滑油1 液压油用于液压控制和动力传送系统 液压油除了在传送动力时承受压力 剪切等作用外 还具有对机件的润滑 冷却 密封 防锈等功能 对液压油的要求是 1 良好的粘温特性 要求粘度指数在90以上 特种高压油则达200以上 2 良好的抗氧化安定性 3 良好的抗磨性 4 不得含有易气化或产生气体的杂质 5 良好的抗乳化度和抗泡沫性能 6 凝固点要低 此外选用的液压油粘度应依油压高低而定 油压越高 粘度应大些 已防漏泄 环境温度低所选液压油凝点也应低 部件的运动速度越高 粘度应越低 以减少能量损失 2 汽轮机油主要用于主 副机增压器轴承 节能系统中的废热汽轮机 效率增强器中的动力涡轮轴承 液压调速器等 这些机械的共同特点是转速高 振动小 工作平稳 滑油承受负荷较低 对汽轮机油的主要要求是 1 具有良好的抗氧化安定性 2 抗泡沫性能好 3 防锈防腐蚀性能好 4 抗乳化性好 5 粘度要合适 3 冷冻机油用于润滑和冷却制冷压缩机的气缸 活塞 曲轴等部件 并在气缸与活塞环间起密封作用 冷冻机油的工作条件有如下特点 1 接触冷剂 如果油中溶入冷剂 不仅粘度会大大降低 而且油中所含石蜡的溶解性也下降 且在高于凝点下析出 2 温度变化较大 曲轴箱中的油温一般不高于70 C 冷剂被压时温度可升至150 C 以R22为冷剂时 而在蒸发器中冷剂蒸发时 温度又急剧降至 20 30 C 甚至 50 C 3 封闭式或半封闭式制冷压缩机的电动机浸入油中 要求冷冻机油有良好的绝缘性 根据以上特点 对冷冻机油的要求是 1 有良好的抗氧化安定性 2 油品特性与冷剂相适应 当油和冷剂互溶时 油不应变质 3 具有低的凝点 冷冻机油的凝点应比制冷装置蒸发温度至少低5 C 以免在较低温度时析出石蜡和产生沉淀 从而堵塞系统 4 不含水分 以免腐蚀元件和造成冰塞 水分也会降低油的绝缘性 5 电绝缘性能好 6 有高的闪点 通常要求油品闪点比冷剂排出压缩机的温度高25 30 C 4 齿轮油分为汽车用和工业用 两大类 汽车齿轮油如双曲线齿轮油 因工作负荷极重 都加有极压添加剂 工业齿轮油使用场合繁多 使用条件极为复杂 要求也不一样 船用机械齿轮传动装置负荷不算太高 在齿轮油中使用工业齿轮油 对于开式齿轮及钢丝绳 则用开式齿轮油 船舶甲板机械和许多机舱设备 如起货机 锚机 绞缆机 分油机 中速柴油机减速齿轮箱等 都设有封闭齿轮箱 齿轮箱中各种齿轮 轴承及重负荷滚动轴承的润滑采用工业齿轮油 对齿轮油的要求是 1 良好的抗磨性能 2 良好的抗氧化安定性 3 抗乳化和抗泡沫性好 4 合适的粘度 工业齿轮箱油只适于温度不高于100 C和不混入水分 杂质的密封式传动装置的润滑 甲板机械中所用开式齿轮和钢丝绳等 负荷和速度不高 但因露置在大气和风雨之中 风浪天会受到海水的腐蚀和冲洗 常用开式齿轮油或润滑脂来润滑 对开式齿轮油的要求是 1 有足够的承载能力和良好的边界润滑能力 2 有防锈性能 特别是防止海水对设备的腐蚀 3 有足够的吸附性和粘性 4 冷天时油不致龟裂而影响润滑 热天时油不会从润滑面流失而弄脏甲板及污染海面 开式齿轮油极为粘稠 呈黑色 应加热使之变稀后用刷子涂抹在齿轮或钢丝绳上 刷涂厚度应小于3mm 过多会造成浪费且易污染环境 加热不宜过急 且不可用明火 否则油 脂 会局部过热而变质 甚至着火燃烧 四 基础油和添加剂 1 基础油润滑油都是由基础油和添加剂调制而成的 基础油是润滑的重要组成基础 而添加剂是决定润滑性能的关键 世界主要石油公司大多采用石蜡基油和环烷基油为基础油 我国的 东方石油 以石蜡基油为主 并适当选取其他基础油 调制船舶及工业汽车用的多品种润滑油 2 滑油的添加剂随着船用发动机的不断改进和低质燃油的大量使用 润滑油的工作条件越来越苛刻 对其质量的要求越来越高 在润滑油的基础油中加入少量的添加剂 能够显著改善油品的某些理化性能和使用寿命 1 清净分散剂 浮游添加剂 其作用是 洗涤作用 并使炭渣悬浮在油中 中和作用 能中和燃烧产物形成的硫酸 它是曲柄箱油和气缸油的重要添加剂 2 油性剂 极压剂 抗磨剂 1 油性剂 定向吸附在金属表面上形成不易破坏的边界薄膜 从而降低磨损 2 极压剂 与金属起作用形成一种低熔点化合物使摩擦面由于受到高压负荷而产生的高热因该化合物熔融而得以消散 不使金属接触面熔合 3 粘度指数改进剂和增粘剂用于稠化油中 在低温时粘度增加不多 高温时使油变稠 满足冬夏不同需要 4 消泡剂 降低泡沫表面张力 抑制泡沫产生并使气泡破裂和消失 防止生成稳定的泡沫 5 降凝剂 降倾点剂 不改变石蜡析出温度 而变化石蜡结构 防止形成网状结构 从而改变低温流动性6 防锈剂 被吸附于金属表面上防止金属表面与水分接触 从而产生防锈作用 7 抗氧化抗腐蚀剂其作用是抑制油膜的氧化过程 提高滑油的抗氧化能力 与金属起作用 产生一层保护膜使酸性物质与金属分开减少腐蚀 一般呈酸性 所生成的保护膜使轴承表面呈暗褐色 8 2油料的管理8 2 1燃油加装前的准备及加装过程的取样一 油料的加装前的准备1 一般程序 步骤 1 申请 由主管轮机员量油后上报轮机长 轮机长根据存油牌号和数量 考虑下一航次运输任务 提出加油数量和规格并和船长商定后提出加油申请电告公司主管部门 公司批复后和船舶代理联系具体加油事宜 2 加油前拟订加油方案 加油前应根据油舱存油品种和数量尽量并舱使新旧油分舱存放 加油油舱号和数量确定后应与大副商定加油顺序以确保船舶的平衡 主管轮机员应检查装油管系 正确开关阀门 通知木匠堵好甲板上的出水孔 关好有关通海阀 备好锯末和防漏桶等器材 悬挂禁止吸烟牌 3 与油驳联系 正式开泵装油前 主管轮机员应检查供油方的供油质量和数量 记录流量计读数 用验油膏检查油中含水量 一般由白色变红色 供油和受油双方规定好联系信号 在美国等加油时应使用无线报话机或加油处有电话 以船方为主 双方均应切实执行 并和供油方确定好供油速度 在美国则由轮机长在表格中选择供油速度 4 加油与换舱 在油气可能扩散到的区域应禁止吸烟和明火作业 开泵后应立即倾听油流声和油舱透气管的出气情况 确认已进入预定的舱位 装加人员要坚守岗位 严格执行操作规程 掌握装油进度 防止跑 冒 漏油事故 做好测量油位工作 在加油舱即将满舱前及时换舱 测量油位有两种方法 实测油位 柴油 和空档测量法 重油 例如 测量孔高度为12米 油尺放入6米 测得油位为为1米 则实际油位为7米 有的船舶油舱柜装有测深仪表 5 核实加油量并签署收据 停止装油时应用空气驱油然后应关好有关阀门 拆输油软管时应事先用盲板将管口封好或采取其它有效措施 防止管内存油倒流入海 重新测量各舱柜存油数量 取得油位高度 然后根据吃水差对照舱容表和温度修正系数计算实际加油数量并与供油方核对 索取油样并当场封好 以备日后发现问题时有据可查 rt r15 0 00063 t 15 渣油 rt r15 0 00065 t 15 重柴油 2 加装油料过程中注意事项 1 加油时禁止机舱和甲板明火作业 禁止吸烟 2 甲板上的疏水口应用木塞或水泥封住 注入口处应备有木屑和防漏桶 3 消防水系统应处于随时可用状态 4 合理使用内部通信设备 5 增派值班人员注意测量油位并及时换舱 不超过85 舱容 6 先加轻油后装重油 共用同一注入管时 7 当发现跑 冒 漏油事故时应立即报告并按溢油应变计划行动 8 美国加油时应注意在注入口或机舱应有加装燃油的操作程序和应急计划 例 发现海面上有油污时应 立即停止加油 报告轮机长 船长 轮机员 检查是否是本船行为 若是则按油污应急计划采取行动 阀门开关错误或加油速率过快造成爆管等将造成较大的溢油事故应立即采取行动 三 加装燃油轮机长应考虑的事项1 柴油机对加装燃油的质量限制不同机型柴油机对燃油质量限制也不同 见表9 1 英国在1982年率先颁布了船用燃油标准 BSMA100 1982 国际内燃机协会 CIMAC 也在1982年提出了一个过渡性的船用燃油推荐规格标准分发各会员国 1987年国际标准化组织 ISO 颁布了 国际船用燃油标准ISO8217 要求各国参照执行 这三种标准内容相近 尽管已经有了统一的国际船用燃油标准 但实际供应燃油的质量乃相差很大 因此船舶加装燃油时应注意取得油样并妥善保存到所加燃油用完为止 以备有问题时有据可查和索赔 目前采用 CIMAC1986 ISO8217 1996 E 标准 2 各地供油商所供燃油的质量1 劣质燃料油质量不断下降的主要原因 1 现代炼油过程使重燃料油中只含25 或更少的原油 2 市场供应的油包含回收利用的油和 或工业废油 3 供油商所供燃油的实际品质比其提供的指标要差 MARPOL73 78公约附则VI2005年5月19日生效适用范围 400总吨或以上的船舶以及所有固定式和移动式钻井平台或其他平台 附则VI第14条对燃油含硫量规定 1 船上使用的任何燃油的含硫量不应超过4 5 m m 2 当船舶位于SECA 硫氧化物控制区 时 如果未采用获得认可的废气净化系统将硫氧化物的排放总量减少到6 0g kwh 船上使用的燃油的含硫量应不超过1 5m m 波罗的海作为第一个SECA 将于2006年5月19日开始执行本规定 北海作为第二个SECA 预计将于2007年11月21日开始执行本规定 附则VI第18条对燃油质量规定 1 燃油不得含有无机酸 2 燃油不得含有下列任何添加物和化学废物 使船舶安全遭受危险或对机械性能有不利影响 对人员造成伤害 从总体上增加空气污染 欧盟船用燃油法令2005年4月13日 欧洲议会表决通过了欧洲法令2005 33 EC 船用燃油硫含量 于2005年8月11日生效 其主要内容 1 波罗的海从2006年5月19日开始 北海从IMO关于北海作为SECA的规定生效12个月和2007年8月11日两个时间中较早的一个时间开始 使用燃油的硫含量不得超过1 5 m m 2 从2006年8月11日开始 航行于欧盟港口之间定期客轮使用的燃油的硫含量不得超过1 5 m m 3 从2010年1月1日开始 内河船和航行于欧盟港区内的海船所使用的燃油的硫含量不得超过0 1 m m ISO8217 1996 E 我国的等效标准GB T17311 1998船用燃料油新标准 第三版 ISO8217 2005主要修改 1 残渣油的规格从15种减为10种 2 粘度指标的规定温度从100 调整为50 3 残渣油水分的上限降低到0 5 v v 4 残渣油RMA30 原RMA10 的密度上限降低到960 0Kg m 5 增加了废润滑油的控制指标 6 硫含量降低到与IMO防污公约VI的要求一致 即不超过4 5 m m 新标准带来的问题 1 低硫燃油带来的磨损问题船上的燃油喷射系统依赖燃油中的硫作为天然极压剂 低硫燃油可能会增加燃油喷射系统的磨损 附则VI和欧盟法令对燃油硫含量的限制 不超过1 5 m m 将使润滑油 燃油匹配性的问题变得更加复杂 船舶进入二氧化硫控制区 SECA 时 发动机切换到低硫燃油 如仍使用高碱值润滑油 70 可能造成活塞发生碳酸钙沉积 而需要采用低碱值 40 润滑油 目前船舶上尚未配备双润滑系统 只好减少润滑油的注油率 但注油率不易太小 以免清净分散剂不足而造成磨损和腐蚀 2 燃油中污染物及其危害在ISO8217 2005中还有与燃油污染物或杂质相关的定量参数和限值 这些参数所针对的污染物或杂质是 水分 钒 硫 催化剂微粒和废润滑油 船东和船舶管理人员往往重视定量参数而忽视定性质量要求 给一些燃油供应商以可乘之机 1 有机溶剂 主要包括 石油基溶剂 有机氯化物和甲酯类化合物 它们在其他行业中被广泛使用 出于经济考虑有的废弃的溶剂被混入船用燃油 其破坏润滑油膜 造成油泵和发动机气缸的异常磨损 2 聚丙烯微粒 微粒尺寸在30 650 m 形状多样 沙状 豆状或线状 会堵塞滤器 造成停车 3 废润滑油 ULO 主要指废发动机油 含清净分散剂 会严重降低燃油预处理系统对悬浮在燃油中的水和硬质颗粒的去除效果而造成磨损 另外还使燃油灰份增大 会加速增压器及废气锅炉的污垢沉积 4 计算碳芳香烃指数 CCAI CalculatedCarbonAromaticityIndex用来评价燃油的发火质量 还对滞燃期 效率 最高压力升高比 废气排放物 燃烧沉淀物 燃烧部件温度有直接影响 随着芳香烃增多 燃烧性能越来越差 燃油的CCAI值超过890时 其发火滞燃期增加40 最高压力升高比增加60 其燃烧沉淀物是CCAI 840燃油的二倍 排放烟度增加30 经验证明燃烧CCAI超过870的燃料油会给机器性能带来许多弊病 Shell公司提出的计算方法 ISO8217 1996 E 也推荐使用 CCAI 81 141lg lg 0 85 483lg T 273 323 式