GL-5重負荷車輛齒輪油的成本及效益分析

摘要:文章分析了華東潤滑油廠車輛齒輪油的生產現狀,以生產量和銷售量最大的GL-5 85W-90重負荷車輛齒輪油為例,在基礎油的選用、添加劑的升級換代和成本構成等方面進行了細致地分析,找出影響其生產成本的主要因素;并結合華東潤滑油廠資源實際情況,提出優化組分使用、降低生產成本的建議。

關鍵詞:車輛齒輪油;基礎油;降凝劑;成本分析;優化

中圖分類號:TE626.3 文獻標識碼:A

The Cost and Benefit Analysis of GL-5 Heavy-Duty Vehicle Gear Oil

ZHANG Wei-dong

(PetroChina East China Blending Plant, Taicang 215433, China)

Abstract:The production situation of vehicles gear oil in East China Blending Plant was analyzed in this article. Taking GL-5 85W-90 heavy-duty vehicle gear oil as an example, base oil selection, additive upgrading and cost structure were analyzed detailedly, and the primary factors of influencing production cost were discovered; Based on the actual resource situation of East China Blending Plant, suggestions on optimizing the component usage and reducing the production cost were proposed.

Key words:vehicle gear oil; base oil; pour point depressant; cost analysis; optimization

0 前言

車輛齒輪油的發展已經經歷了80多年,從1925年試制成功雙曲線齒輪油以來,車輛齒輪油取得了非常迅速的發展。由于受到各類載重運輸車輛發展對齒輪油的要求,加上環境保護和政策法規的壓力,使車輛齒輪油從最初的硫化鯨魚脂,發展到如今的高性能全合成齒輪油[1],產品升級換代穩步推進。

車輛齒輪油的牌號眾多,GL-5重負荷車輛齒輪油目前仍是中國市場車輛齒輪油的主要產品。GB 13895-92中規定了GL-5重負荷車輛齒輪油按粘度分為6個牌號,分別是:75W、80W-90、85W-90、85W-140、90、140等。但在日常生產和使用中,GL-5重負荷車輛齒輪油主要由三個粘度級別組成,其使用環境為:

85W-90,適用于環境溫度-15 ℃以上的一般地區全年通用;

80W-90,適用于環境溫度-30 ℃以上的寒冷地區全年通用;

75W-90,適用于環境溫度-30 ℃以下的寒冷地區全年通用[2]。

以上三類中,尤以85W-90級別的產品用途最廣、銷量最大。近年來,由于全球氣候變暖,暖冬現象出現以后,85W-140牌號的產品銷量也開始增長。

中國石油華東潤滑油廠自2005年3月開始試生產前,曾從公司內兄弟廠調運200 t GL-5 85W-90車輛齒輪油成品,當年5月份開始自行生產,截止2008年8月底,各種牌號的車輛齒輪油產銷量見表1。

從表1中可以看出,85W-90牌號的車輛齒輪油占到其總銷量的75%以上,所以我們以此為代表,分析一下三年多來車輛齒輪油的基礎油使用、添加劑選用和成本情況,按照銷售價格進行效益評估,以便結合華東潤滑油廠實際資源情況,了解成本構成,為進一步提高質量,降低成本提供依據,以期更好地指導生產。

1 基礎油

車輛齒輪油使用的基礎油組分可以是精制的礦物油、合成油或兩者的混合油,所以在生產過程中,先后使用過MVI150BS、KH150BS、MVI300、MVI400、MVI500、MVI600和HVI400等7種組分調合GL-585W-90重負荷車輛齒輪油,基礎油典型數據見表2。

2 添加劑

GL-585W-90重負荷車輛齒輪油在調合過程中主要使用三種劑,即主功能劑、降凝劑和抗泡劑。主功能劑由中國石油蘭州潤滑油研究開發中心生產,已從RHY4204改進到RHY4208,加劑量下降了12.5%。

2.1 主功能劑

使用含硫添加劑、含磷添加劑、防銹減摩多功能添加劑研制的RHY4208復合劑是在RHY4204復合劑的基礎上開發出來的,其具有更優良極壓抗磨減摩性、防銹防腐性、熱氧化穩定性、抗磨耐久性以及與不同基礎油的適應性,生產的重負荷車輛齒輪油通過了CRC L-42、L-37、L-33、L-60、L-60-1全尺寸齒輪臺架,油品的性質、性能達到且超過API GL-5規格要求,質量也達到MIL-PRF-2105E規格要求,和國外其他典型復合劑相比綜合性能最優,代表了車輛齒輪油復合劑的發展方向。

其特點是:

(1)無灰、低磷,清潔節能型齒輪油復合劑。

(2)通用性強,可用于調制各種車輛齒輪油和重負荷工業齒輪油。

(3)適用性強,適用于各種中間基基礎油、石蠟基基礎油、加氫基礎油及合成油。

主劑的典型數據見表3。

2.2 輔劑

2.2.1 降凝劑

降凝劑前期選用路博潤公司生產的LZL803B,它是聚α-烯烴類型的降凝劑。也有個別批次使用沈陽長城生產的T-808A,它是一種苯乙烯富馬酸酯共聚物,其降凝度較LZL803B稍差,但粘度稍低,流動性好。今年開始使用Rohmax公司新開發的適合中國齒輪油配方的V1-147降凝劑,是一種聚甲基丙烯酸酯(PAMA)類型的降凝劑,它通過加入長烷基支鏈結構,使自身具有類似蠟特性的物質率先與油品中的蠟相互作用,從而破壞油品中三維蠟結晶的形成,改善油品凝點(傾點)并降低低溫粘度及改善屈服應力。根據廠家的推薦用量及實際使用經驗,聚甲基丙烯酸酯(PAMA)類型的降凝劑比聚α-烯烴類型的降凝劑加入量下降了62.5%。

兩種國產降凝劑的典型數據見表4。

2.2.2 抗泡劑

幾年來一直選用2#復合抗泡劑(T922),屬硅型與非硅型復合物,與各種添加劑的配伍性好,對加入方法不敏感,具有高效的抗泡能力;且不需稀釋,使用方便。在油品中適應性良好。

3 調合方案

在實際調合生產過程中,根據資源現狀,每批次的調合方案會有差別,調合過程的典型調合方案見表6。

4 質量分析數據

以上選取的13批次產品均調合合格,分析數據見表7。

5 成本計算與分析

對于以上13批次的產品調合,由于3年多來基礎油、添加劑的價格都進行了多次調整,尤其是今年7月份以后,公司對調撥華東潤滑油廠的基礎油價格進行了調控,目前,特別是新疆的基礎油價格偏低。為了對以后的生產能提供幫助,統一采用2007年的價格進行成本核算,通過選取不同的調合方案(重點使用RHY4208調合的產品)對其成本進行分析。另外對不同的添加劑方案,也采用相對固定的基礎油價格進行核算,以方便成本對比。

5.1 基礎油和添加劑的價格(見表8、表9)

5.2 成品的成本計算公式

成本:C=B₁×R₁+B₂×R₂+A₁×R₃+A₂×R₄(1-1)

式中:C——成品油的油劑成本,元/噸;

Bx——基礎油組分x的價格,元/噸;

Rx——基礎油(添加劑)的比例,%,∑R=1(i=1～n);

Ax——添加劑組分x的價格,元/噸。

5.3 各調合方案的成本計算

利用公式1-1和表6~表9中的數據,計算結果見表10。

5.4 成本分析

(1)從整體成本情況來看,先期使用的RHY4204復合劑與現在使用的RHY4208復合劑相比,在基礎油完全相同的情況下,兩者價格相當(分別是37500元/噸和38000元/噸),但RHY4208的加劑量只有RHY4204的87.5%,故其加劑成本約下降204元/噸。這也是全公司要求使用RHY4208代替RHY4204的原因之一,只有對特殊需求的OEM用戶,為了保持產品的外觀一致性和從氣味方面的考慮,少量使用RHY4204。如RHY4208的價格超過42800元/噸,則其再無價格優勢。

(2)早期使用RHY4204的兩個典型方案(方案1和方案2)價格都較高,主要原因是正好使用進口的MVI150BS進行測算,如果換用價格相當的KH150BS,其成本在8600元左右,與方案10相當。

(3)在基礎油穩定的情況下,降凝劑的選用也至關重要。從方案13、12和方案11、10中我們可以看到,LZL803B的加劑量一直在0.8%,雖然其價格較低(20131元/噸),噸成本加劑費在161元左右。而V1-147的單價雖貴(28400元/噸),但其加劑量小,只有0.3%,噸成本加劑費在85元左右,不到LZL803B加劑成本的一半。

(4)從組分使用情況來看,在添加劑和BS光亮油穩定不變時,中性油對成本影響順序從小到大依次為:MVI600

(5)從表2的7種基礎油典型數據中我們可以看出,MVI300等中性油和MVI150BS的40 ℃粘度上下范圍都在其平均值的10%之內;但MVI400的粘度范圍較大,在20 mm2/s左右,是其平均值的13%;其100 ℃粘度差距在0.6~2.0 mm2/s之間。而KH150BS的粘度范圍太大,竟然達到230 mm2/s,使其100 ℃粘度差距在4 mm2/s 以上,所以導致了看似同樣的組分(如方案11和方案13),如不考慮降凝劑對成本的影響,由于KH150BS的調合比在45%～52%之間,導致成本差距在76元/噸。同樣如方案7和方案10,同樣使用完全相同的組分和添加劑,但由于組分油粘度相差較大,KH150BS的調合比在38%～45%之間,成本差距在136元/噸。

6 結論及建議

(1)從以上分析可以看出,在實際使用過程中,由于RHY4208有較好的經濟效益,故我們應該絕大部分選用RHY4208復合劑來生產車輛齒輪油,減少RHY4204的用量。這兩年來,我廠也是這樣做的,2006年RHY4208的用量只占車輛齒輪油復合劑總量的54%,而2008年1~8月份,RHY4208的比例已占到92%。如車輛齒輪油產量按照12000 t/a計算,節約費用達244.8萬元。

(2)降凝劑成本的降低也能對產品的經濟效益產生很好的作用。通過優化選用降凝效果好的酯類降凝劑,不僅直接降低成本,而且由于用量減少,節約的運費、加劑前的加溫費用、抽劑的動力費用等都會相應降低。如車輛齒輪油產量按照12000 t/a計算,5.4(3)中按照去年的降凝劑價格,年節約費用約96萬元。如果按照2008年降凝劑的價格(LZL803B:25363元/噸;V1-147:31050元/噸)計算,則加劑成本分別為203元/噸和93元/噸,節約費用達132萬元。

(3)在車輛齒輪油的調合中,應優先選用MVI500以上的中性油,其粘度范圍較窄,比較穩定,和KH 150BS的配伍性較好。但玉門的MVI500質量較差,粘指較低,宜少用。MVI400以下的中性油粘指也較低,實際使用過程中經濟效益也不好,所以盡量少用此方案。合適的基礎油配伍節約成本至少在400元/噸,年節約費用可達480萬元以上。

(4)KH150BS的質量差異對齒輪油的成本影響較大,由于實際質量(粘度的范圍)差別太大,導致了實際噸油成本差別在100元以上,所以要加強對接受KH150BS的質量控制,使其100 ℃粘度在32 mm2/s以上,可以減少KH150BS的用量,從5.4(4)的分析看出,由于KH150BS的粘度變化,對成本的影響在76～136元/噸之間,如車輛齒輪油產量按照12000 t/a計算,節約費用達91.2～163.2萬元。

參考文獻:

[1] 張龍華,伏喜勝.車輛齒輪油規格與技術發展趨勢[J].潤滑油, 2007,22(5):59-63.

[2] 趙巍,粟斌,周新聰,等.GL-5車輛齒輪油換油周期研究[J].潤滑油, 2008,23(4):22-27.

收稿日期:2008-12-19。

作者簡介:張偉東(1972-),男,1993年畢業于撫順石油學院石油儲運專業,2008年獲天津大學化工學院化學工程專業工程碩士學位,現任中國石油華東潤滑油廠生產技術部主任,從事油品調合、包裝、儲運、安全管理多年,已公開發表論文多篇。