生產(chǎn)新國(guó)標(biāo)L-TSA汽輪機(jī)油的技術(shù)措施

王冰

摘 要：比較了L-TSA汽輪機(jī)油新國(guó)標(biāo)與舊國(guó)標(biāo)的差異，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從基礎(chǔ)油、添加劑以及生產(chǎn)工藝條件等方面，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中影響汽輪機(jī)油產(chǎn)品指標(biāo)的因素進(jìn)行了研究，并采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，使我公司生產(chǎn)的L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求，提高了產(chǎn)品一次調(diào)成合格率。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)油;新國(guó)標(biāo);調(diào)成合格率

一、前言

我國(guó)汽輪機(jī)油新油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從GB 2537-81《汽輪機(jī)油》（抗氧型）、SY 1230-83《防銹汽輪機(jī)油》（抗氧防銹型）到GB 11120-89《L-TSA汽輪機(jī)油》的發(fā)展過(guò)程。2006年，ISO 8068：2006《潤(rùn)滑劑、工業(yè)用油及有關(guān)產(chǎn)品（L類(lèi)）—渦輪機(jī)（T組）—渦輪機(jī)潤(rùn)滑油規(guī)格》發(fā)布，不僅擴(kuò)大了油品品種，而且對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油的指標(biāo)也做了很大調(diào)整。2011年9月頒布的GB 11120-2011《渦輪機(jī)油》標(biāo)準(zhǔn)再次增加了油品品種和性能要求。如何保證生產(chǎn)的汽輪機(jī)油產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，就需要研究生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品指標(biāo)的因素，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

二、L-TSA產(chǎn)品新國(guó)標(biāo)與舊國(guó)標(biāo)的差異

（一）名稱(chēng)的改變

L-TSA類(lèi)由原標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級(jí)品、一級(jí)品和合格品三個(gè)等級(jí)改為A、B兩個(gè)等級(jí);GB 11120—89《汽輪機(jī)油》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品標(biāo)記沒(méi)有要求，而GB11120—2011《渦輪機(jī)油》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品標(biāo)記做了明確規(guī)定，即標(biāo)記為：“品種代號(hào) 黏度等級(jí) 產(chǎn)品名稱(chēng) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)”[2]。

（二）增加部分油品檢驗(yàn)規(guī)則

GB 11120—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油品的檢驗(yàn)規(guī)則[2]，即將油品檢驗(yàn)規(guī)則分為出廠(chǎng)檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，并規(guī)定了檢驗(yàn)項(xiàng)目。出廠(chǎng)批次檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：外觀(guān)、色度、運(yùn)動(dòng)黏度、黏度指數(shù)、密度、閃點(diǎn)、酸值、水分、泡沫性、空氣釋放值、抗乳化性、銅片腐蝕、液相銹蝕、旋轉(zhuǎn)氧彈和清潔度。

在原材料、生產(chǎn)工藝沒(méi)有發(fā)生可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的變化時(shí)，出廠(chǎng)周期檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：過(guò)濾性、承載能力和高溫氧化安定性每年至少測(cè)定一次。

（三）對(duì)產(chǎn)品性能的更高要求

與舊國(guó)標(biāo)相比，新國(guó)標(biāo)對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油的性能提出了更高的要求：

（1）L-TSA類(lèi)增加了色度、外觀(guān)、旋轉(zhuǎn)氧彈、清潔度、過(guò)濾性、氧化1000小時(shí)后酸值和油泥、橡膠相容性指標(biāo);

（2）提高了L-TSA46/68 A級(jí)產(chǎn)品空氣釋放值要求;

（3）提高了抗泡性要求，L-TSA產(chǎn)品的抗泡試驗(yàn)消泡時(shí)間縮短;

（4）L-TSA類(lèi)產(chǎn)品酸值由“報(bào)告”改為“不大于0.2mgKOH/g”;

（5）A級(jí)產(chǎn)品氧化安定性試驗(yàn)總酸值達(dá)2mgKOH/g的時(shí)間要求提高;

（6）L-TSA類(lèi)水分指標(biāo)由“無(wú)”改為不大于0.02%，測(cè)試方法由GB/T260改為GB/T 11133、GB/T 7600和SH/T 0207三個(gè)方法;

（7）L-TSA類(lèi)32和46黏度級(jí)別的產(chǎn)品閃點(diǎn)由180℃提高為186℃;

（8）L-TSA類(lèi)刪除了SH/T 0124氧化安定性試驗(yàn)方法;

（9）L-TSA（A級(jí)）產(chǎn)品取消了100黏度等級(jí)。

三、生產(chǎn)過(guò)程中影響L-TSA汽輪機(jī)油關(guān)鍵指標(biāo)的因素分析

（一）空氣釋放性

在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，溶解于潤(rùn)滑油中的空氣在溫度升高或壓力突然降低時(shí)，在入管道的轉(zhuǎn)彎處，或在閥門(mén)、節(jié)流孔處，溶解的空氣可能從油中逸出，變成游離空氣，在劇烈攪動(dòng)的條件下形成夾帶空氣。油中的夾帶空氣會(huì)造成諸多危害，使泵產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，堵塞過(guò)濾器，加速油品老化、使系統(tǒng)的控制精度下降等[1]。所以說(shuō)空氣釋放性是油品在使用過(guò)程中保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要性能之一。

（二）抗泡性

抗泡性是汽輪機(jī)油產(chǎn)品的重要性能之一，抗泡性較差的油品，在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中因空氣的進(jìn)入而產(chǎn)生泡沫。泡沫的存在會(huì)使?jié)櫥偷睦鋮s效果降低，管路產(chǎn)生氣阻，潤(rùn)滑油供應(yīng)不足，油箱溢油，還會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜的完整性，從而導(dǎo)致機(jī)件磨損加劇，甚至發(fā)生燒結(jié)而造成嚴(yán)重事故[3]。

（三）抗乳化性

與舊國(guó)標(biāo)GB11120-89相比，新國(guó)標(biāo)GB 11120-2011雖然沒(méi)有對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品的抗乳化指標(biāo)進(jìn)行重新修訂，但是汽輪機(jī)油在生產(chǎn)過(guò)程中容易因各種原因而出現(xiàn)不合格，因此抗乳化性指標(biāo)是生產(chǎn)中進(jìn)行控制的主要指標(biāo)。

（四）防銹性

防銹劑一般是同時(shí)帶有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)分子結(jié)構(gòu)的極性物質(zhì)，防銹劑分子中的極性基團(tuán)對(duì)金屬表面有很強(qiáng)的吸附力，通過(guò)與金屬表面發(fā)生靜電吸引的物理吸附或化學(xué)吸附，在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬接觸從而起到防銹的作用。

（五）抗氧化性

旋轉(zhuǎn)氧彈是反映汽輪機(jī)油氧化安定性的一個(gè)重要指標(biāo)。一般氧化安定性好的汽輪機(jī)油，其旋轉(zhuǎn)氧彈值高。在汽輪機(jī)油運(yùn)行油監(jiān)控中，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)多以旋轉(zhuǎn)氧彈值下降到25%初始值作為監(jiān)控值。因此旋轉(zhuǎn)氧彈值不僅能反映新油的氧化安定性，還是運(yùn)行油監(jiān)控的一個(gè)重要參照值。

（六）清潔度

1.修訂清潔度指標(biāo)的意義

油中存在固體顆粒物時(shí)，可使油膜破壞。軸瓦與軸頸間隙中的承載油膜很薄，當(dāng)油中的顆粒物尺寸接近油膜厚度時(shí)，顆粒物可能穿透油膜，與軸瓦等直接接觸，造成金屬表面的破壞。尤其是汽輪機(jī)組向高參數(shù)、大容量發(fā)展，軸頸線(xiàn)速度增大，油膜減薄，且調(diào)速系統(tǒng)采用電液伺服閥，間隙減小至5μm，因此對(duì)汽輪機(jī)油的清潔度要求越來(lái)越高。此次修訂的GB11120—2011新標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)渦輪機(jī)油新油規(guī)定了清潔度指標(biāo)，以更好地適應(yīng)當(dāng)前渦輪機(jī)的用油要求。

2.影響產(chǎn)品清潔度的因素

清潔度指標(biāo)與潤(rùn)滑油的潔凈度有關(guān)。影響潤(rùn)滑油清潔度的主要因素是顆粒污染物，包括外界雜質(zhì)、氧化產(chǎn)物、水分等。潤(rùn)滑油中顆粒污染物多，就容易堵塞過(guò)濾器。有些小顆粒污染物會(huì)進(jìn)入摩擦副，引起磨損。如有些小顆粒進(jìn)入調(diào)速系統(tǒng)，會(huì)造成調(diào)速系統(tǒng)卡澀，影響機(jī)組正常運(yùn)行。

生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品清潔度的因素主要有：過(guò)濾器的級(jí)數(shù)、過(guò)濾器的精度、過(guò)濾時(shí)的壓力、包裝物的清潔度以及生產(chǎn)環(huán)境的清潔度。

四、針對(duì)不同指標(biāo)采取的相應(yīng)技術(shù)措施

（一）空氣釋放性

1.篩選合適的基礎(chǔ)油

在調(diào)和產(chǎn)品前，對(duì)基礎(chǔ)油的空氣釋放性能進(jìn)行考察，篩選出空氣釋放性能合適的基礎(chǔ)油提供給生產(chǎn)使用，并在調(diào)和產(chǎn)品前加做小調(diào)，以提高一次調(diào)成合格率，減少由于處理不合格產(chǎn)品所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。在產(chǎn)品出現(xiàn)空氣釋放性不合格的情況下，適量加入空氣釋放性能較好的基礎(chǔ)油進(jìn)行調(diào)整。

2.適量添加加氫基礎(chǔ)油

由于加氫基礎(chǔ)油的空氣釋放性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Ⅰ類(lèi)基礎(chǔ)油，所以適量加入加氫基礎(chǔ)油能夠有效改善產(chǎn)品的空氣釋放性能，在保證產(chǎn)品成本的前提下，適量添加部分加氫基礎(chǔ)油也是提高產(chǎn)品空氣釋放性能的有效方法。

3.加入適量的抗泡劑

由于抗泡劑的加入會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的空氣釋放性能變差，所以對(duì)于生產(chǎn)汽輪機(jī)油產(chǎn)品時(shí)，在保證產(chǎn)品抗泡性能合格的前提下，盡量降低抗泡劑的加入量，以保證產(chǎn)品的空氣釋放性能達(dá)到要求。

4.嚴(yán)格按照工藝規(guī)程要求控制工藝條件

嚴(yán)格按照工藝規(guī)程控制生產(chǎn)工藝條件是保證產(chǎn)品性能的關(guān)鍵，調(diào)和溫度過(guò)高會(huì)使添加劑分解或使產(chǎn)品氧化，導(dǎo)致產(chǎn)品的空氣釋放性能變差，而攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)使產(chǎn)品的空氣釋放性能變差。所以在生產(chǎn)過(guò)程中要嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝條件，保證產(chǎn)品的空氣釋放性能。

（二）抗泡性

1.采取合理的抗泡劑加入方式

生產(chǎn)過(guò)程中在加抗泡劑時(shí)，要嚴(yán)格要求加劑人員按工藝要求執(zhí)行，確保抗泡劑在罐頂緩慢加入，并在加入時(shí)不間斷地?cái)嚢瑁ＷC抗泡劑在油中分散均勻，從而起到良好的抗泡效果。

2.兼顧抗泡劑對(duì)產(chǎn)品空氣釋放性的影響

抗泡劑對(duì)產(chǎn)品空氣釋放性的影響不容忽視，在調(diào)和產(chǎn)品前，除了要篩選出空氣釋放性能較好的基礎(chǔ)油進(jìn)行生產(chǎn)外，還要嚴(yán)格控制抗泡劑的加入量，確保抗泡劑加入量≯0.003%，在保證產(chǎn)品抗泡性合格的同時(shí)也確保產(chǎn)品的空氣釋放性能。在不能確保產(chǎn)品空氣釋放性時(shí)，需要在調(diào)和前加做小試，確定合適的抗泡劑加入比例。

（三）抗乳化性

1.采用專(zhuān)用調(diào)和及灌裝系統(tǒng)，避免其它油品的污染

在生產(chǎn)過(guò)程中，針對(duì)其它油品在劑槽、調(diào)和罐以及管線(xiàn)中的殘留導(dǎo)致的污染問(wèn)題，我們選取了幾個(gè)調(diào)和罐作為調(diào)和汽輪機(jī)油的專(zhuān)用罐，并用專(zhuān)用加劑線(xiàn)進(jìn)行加劑，在進(jìn)油和進(jìn)劑之后，首先用基礎(chǔ)油沖洗管線(xiàn)，再用凈化風(fēng)掃線(xiàn)。通過(guò)這些措施來(lái)保證管線(xiàn)的清潔度。此外，還對(duì)汽輪機(jī)油灌裝線(xiàn)進(jìn)行了專(zhuān)線(xiàn)改造，通過(guò)選取汽輪機(jī)油專(zhuān)用灌裝機(jī)，并采用專(zhuān)線(xiàn)輸油等措施，有效地避免了管線(xiàn)存有其它產(chǎn)品而對(duì)汽輪機(jī)油產(chǎn)品進(jìn)行污染。

2.對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和包裝容器進(jìn)行的改進(jìn)措施

生產(chǎn)過(guò)程特別是在灌裝過(guò)程中，如果生產(chǎn)環(huán)境的清潔度不符合要求，就會(huì)有灰塵等雜質(zhì)顆粒進(jìn)入產(chǎn)品中，不僅會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響，而且還可能會(huì)導(dǎo)致破乳化指標(biāo)不合格。此外，由于汽輪機(jī)油的包裝物內(nèi)壁涂有一層防銹涂層，如果包裝物的生產(chǎn)廠(chǎng)家沒(méi)有按照要求正確涂刷防銹涂層，就有可能導(dǎo)致灌裝后的汽輪機(jī)油產(chǎn)品破乳化指標(biāo)不合格。通過(guò)更換包裝物，并要求廠(chǎng)家嚴(yán)格按照產(chǎn)品要求，對(duì)包裝物的內(nèi)壁進(jìn)行了特殊處理和清潔，解決了包裝物對(duì)灌裝后汽輪機(jī)油產(chǎn)品的污染問(wèn)題。

3.加強(qiáng)對(duì)調(diào)和工藝過(guò)程的監(jiān)控

加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控，保證調(diào)和溫度、攪拌時(shí)間嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，防止了由于溫度過(guò)高或過(guò)低、攪拌不均勻等因素導(dǎo)致的產(chǎn)品性能改變。而且在現(xiàn)有條件下，對(duì)計(jì)量的精確性采取了一系列的措施：一是對(duì)輸油泵房各流量計(jì)進(jìn)行了校正，以保證基礎(chǔ)油進(jìn)油量的準(zhǔn)確性;二是在確保稱(chēng)量精確的前提下，采用差量法確保了添加劑加入量的準(zhǔn)確性。

4.篩選使用抗乳化較好的基礎(chǔ)油，必要時(shí)加入適量的破乳化劑

在調(diào)和產(chǎn)品前，對(duì)基礎(chǔ)油的抗乳化性能進(jìn)行考察，篩選出抗乳化性能合適的基礎(chǔ)油使用，有必要時(shí)可在調(diào)和產(chǎn)品過(guò)程中加入適量的破乳化劑，或者對(duì)抗乳化指標(biāo)不合格的汽輪機(jī)油中加入少量的破乳化劑，可以提高其抗乳化性，但是破乳化劑的加入量并不是越多越好，一般不應(yīng)大過(guò)80PPM，在加入的破乳化劑含量超出一定范圍后，其破乳效果就不再明顯，而且破乳化劑的加入會(huì)對(duì)產(chǎn)品的其它指標(biāo)產(chǎn)生一定不良的影響，所以在加入破乳化劑前應(yīng)當(dāng)慎重考慮，在必要時(shí)候應(yīng)當(dāng)做一些小試實(shí)驗(yàn)。

（四）防銹性

1.做好工藝條件的控制

生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)工藝條件的監(jiān)控，保證汽輪機(jī)油的調(diào)和溫度和攪拌時(shí)間在工藝規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)產(chǎn)品銹蝕項(xiàng)目不合格時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，以保證防銹劑的充分溶解。

2.補(bǔ)加適量的防銹劑

產(chǎn)品銹蝕項(xiàng)目不合格，必要時(shí)可補(bǔ)加適量的防銹劑，但要注意將防銹劑加入比例控制在0～0.04%的范圍內(nèi)，過(guò)量的防銹劑會(huì)對(duì)產(chǎn)品的抗乳化性造成一定的影響，所以補(bǔ)加防銹劑的同時(shí)，也要兼顧產(chǎn)品的抗乳化性能。

（五）抗氧化性

對(duì)L-TSA產(chǎn)品的抗氧化性采取的技術(shù)措施主要有：

（1）屏蔽酚與烷基二苯胺抗氧劑復(fù)合使用;

（2）烷基二苯胺（ADPA）或苯基-α-萘胺（PAN）與硫化物復(fù)合使用;

（3）使用長(zhǎng)碳鏈PAN抗氧劑，會(huì)因其油溶性增加而減少油泥的生成;

（4）盡量用胺型抗氧劑，少使用酚型抗氧劑;

（5）提高基礎(chǔ)油對(duì)抗氧劑的感受性，在配方成本允許的前提下，適當(dāng)提高配方中加氫基礎(chǔ)油的比例。

（六）清潔度

1.提高過(guò)濾設(shè)備的精度

濾芯精度越高，就可以截留更多的固體微粒。經(jīng)過(guò)三級(jí)過(guò)濾后，產(chǎn)品的清潔度能夠達(dá)到NAS7級(jí)的水平。

2.控制好過(guò)濾時(shí)的操作壓力

過(guò)濾時(shí)的操作壓力也是影響產(chǎn)品清潔度的因素，過(guò)高壓力可使濾芯的孔道發(fā)生形變，使固體微粒難以通過(guò)濾芯的孔道，影響過(guò)濾效果。

3.提高包裝物的清潔度

包裝物的清潔度對(duì)產(chǎn)品的清潔度影響較大，為了解決包裝物清潔度的問(wèn)題，要求包裝物生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行了處理：在制桶前用棉布對(duì)鋼板進(jìn)行擦拭，避免大的顆粒在制桶過(guò)程中進(jìn)入桶內(nèi);制桶過(guò)程中，用磷化液對(duì)桶進(jìn)行清洗，洗去焊渣和灰塵，進(jìn)一步保證了包裝物的清潔度。

五、結(jié)論

（1）與GB 11120—89《L-TSA汽輪機(jī)油》標(biāo)準(zhǔn)相比，新國(guó)標(biāo)GB 11120—2011標(biāo)準(zhǔn)對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品的空氣釋放性、旋轉(zhuǎn)氧彈、清潔度、過(guò)濾性、氧化1000小時(shí)后的酸值、油泥等性能都提出了更高的要求，以適應(yīng)當(dāng)前汽輪機(jī)組向高參數(shù)、大容量發(fā)展的趨勢(shì)。

（2）基礎(chǔ)油的空氣釋放性、抗乳化性、抗氧化性等對(duì)L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的性能有較大的影響，生產(chǎn)汽輪機(jī)油產(chǎn)品之前要對(duì)基礎(chǔ)油進(jìn)行篩選，篩選出合適的基礎(chǔ)油才能夠保證產(chǎn)品的一次調(diào)成率。

（3）加氫基礎(chǔ)油能提高L-TSA產(chǎn)品的空氣釋放性、抗乳化性、抗氧化性等性能，在綜合考慮基礎(chǔ)油資源以及經(jīng)濟(jì)效益的情況下，可適當(dāng)提高加氫油的加入比例以保證產(chǎn)品的性能。

（4）加氫基礎(chǔ)油對(duì)L-TSA產(chǎn)品的防銹性有不利的影響，適當(dāng)提高調(diào)和溫度以及延長(zhǎng)攪拌時(shí)間能提高銹蝕項(xiàng)目的一次合格率，必要時(shí)可通過(guò)加入適量的防銹劑進(jìn)行解決。

（5）L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品的空氣釋放性受抗泡劑的影響較為明顯，在保證產(chǎn)品抗泡性合格的同時(shí)須兼顧產(chǎn)品的空氣釋放性，合理控制抗泡劑的加入量是控制產(chǎn)品空氣釋放性的關(guān)鍵。

（6）L-TSA產(chǎn)品的抗泡性受抗泡劑加入方式的影響較大，嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行抗泡劑的加入才能有效發(fā)揮抗泡劑的抗泡性能。

（7）L-TSA汽輪機(jī)油產(chǎn)品的抗乳化性、過(guò)濾性等指標(biāo)受其它產(chǎn)品的影響較大，采用專(zhuān)用調(diào)和與灌裝系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)能夠較好地解決問(wèn)題。

（8）生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)提高過(guò)濾精度、控制適當(dāng)?shù)牟僮鲏毫σ约疤岣甙b物的潔凈度能夠有效提高汽輪機(jī)油產(chǎn)品的清潔度。

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