油品替代方案設計及應用

李秀芳,謝俊明

(1.河南中煙工業有限責任公司黃金葉生產制造中心，河南 鄭州 450016；2.中國煙草總公司職工進修學院，河南 鄭州 450008)

0 引言

長期以來，進口設備的備件替代和國產化一直是企業很棘手的問題，進口件價格高、周期長，有時還缺貨，但是潤滑油不僅能減小摩擦、降低磨損，還具有冷卻、吸振等作用[1-5]，所以價高以及供應不及時都會對設備的運行帶來不可靠性，無論是從成本還是保供上都有必要解決這一問題。為此，不少行業針對關鍵設備進行了潤滑油國產化轉化方面的研究和嘗試[6-10]，因此，通過科學的檢測、確認、分析論證、評估、進行油品替代具有可行性。本文運用油液檢測技術及振動和溫度監測對比分析，驗證了進口設備專用油換型的方案可行性。

1 油品的初步篩選

企業經過工作的積累都會形成自己的設備潤滑管理模式，我們企業在進行技術升級改造的時候，一般還是遵循原設備廠家的指導意見，在使用的過程中通過監測，根據工作需要不斷優化完善。本設備屬于工業組合式空調的高壓微霧加濕泵類設備，由于原廠家意大利油品停產，需要盡快找到替代品。

為了正確選用代用油品，保障設備運行的可靠性，首先考慮設備工作的負荷、速度、溫度、工作環境、潤滑方式等等，此設備負荷加濕量在600 kg以上、速度在960 r/min以上，設備正常運行時監測顯示設備溫度一般在30～43 ℃之間，環境溫度在25～40 ℃之間，經詢問設備供應商推薦可選用美孚NUTOH46代替，但是我們考慮設備用油的安全可靠性及現場用油的統一和管理，盡量選用日常在用品牌，方便庫存和管理[11-12]。所以初步確定在美孚系列中選擇替換，但是設備供應商提供的推薦油品也是需要科學論證后才能確定能不能代用[13]。

2 油品的選型方案設計及實施方法

2.1 油品檢測對比評價

首先，由于油品換型涉及到設備運行的可靠性，根據企業管理要求，油品替代要有足夠的把握和科學依據，盡管原設備供應商也推薦有代用品，因此我們選擇通過對在用油品和設備供應商推薦代用油品的檢測，進行評價、確認進行選型的換油方法。

以原廠油的新油指標作為參考值，對運行中的柱塞泵原廠潤滑油的狀態進行檢測、評定其運行環境和周期。分別對設備供應商推薦油美孚NUTOH46新油、原廠油的新油和原廠在用油進行油液檢測。

油液檢測的具體項目設計如表1所示。油液檢測結果如表2和圖1所示。

表1 油液檢測方案

表2 油液檢測結果

圖1 紅外光譜

通過圖1、表1和表2對比數據分析，得出以下結果。

(1)溫度是影響油品的重要因素，油品的黏溫性能好壞通過黏度指數體現，黏度指數越高表示油品的黏溫性能越好。所以黏度指數是用油選型的重要因素，環境溫差大需要較好的黏溫特性，即具有較高黏度指數的油品。從原廠油的新油和推薦油美孚NUTOH46的檢測指標來看，40 ℃和100 ℃的運動黏度與原廠新油差距比較大，黏度指數差距也比較大。

(2)閃點是一項安全指標，一般要求油品的閃點比使用溫度高出20～30 ℃，這樣才能保證使用安全可靠，減少揮發損失。推薦油美孚NUTOH46的開口閃點符合大于234 ℃要求。

(3)推薦油美孚NUTOH46的酸值比2.04要低一些，由于酸值是中和1 g油樣中全部酸性組分所需要的堿量，以KOH當量表示。新油品的酸值一般反映其油品的精制程度或含酸性添加劑的油品的含酸量高低，對于不含酸性添加劑的也正在使用的油品，酸值表示其氧化變質程度，從原廠油在用油的檢測結果便可以看出，在用油的酸值比新油要降低很多。

(4)傾點檢測指標說明低溫的工作條件，低溫工作條件下選油傾點要比環境溫度低10～20 ℃，從目前的工作環境條件看在25～40 ℃之間，傾點在-5～20 ℃即可。推薦油美孚NUTOH46基本符合。

(5) 從光譜元素分析來看，原廠油的新油添加劑元素主要有Ca、Zn、P。Ca主要是清凈或分散劑所含，Zn、P主要來源于抗磨、抗氧化和防銹劑，這充分說明了該油的質量等級還是比較高的，推薦油美孚NUTOH46質量不如原廠油。

(6) 紅外圖譜分析也可以清楚地看出，推薦油美孚NUTOH46和原廠油的新油存在差異，突出表現在波數1736 cm-1、1707 cm-1、1306～722 cm-1之間，說明油品是有區別的。

(7)原廠油的在用油與新油相比，該油40 ℃運動黏度、100 ℃運動黏度、黏度指數、酸值、光譜元素Ca、Zn、P含量較低，傾點較高；且在3406 cm-1、1750～1600 cm-1、1300～800 cm-1波數處吸收峰存在差異；油中有大量尺寸細小的鋼質磨損顆粒，Fe、Cu、Pb、Cr、Sn、Al含量較高，說明系統內有部件異常磨損。

以上分析可以看出，設備供應商推薦的推薦油美孚NUTOH46關鍵指標低于原廠油，不符合我們的換型要求[14]；通過在用油油液監測判斷，我們的換油周期相對合理，可持續精準優化。

2.2 油品型號確定及換油流程方法

(1)根據潤滑油脂的代用原則，先看基礎油的組成，再看細化的理化指標，盡量選同類或性能相近、添加劑也相似的油品，在此基礎上用高代低，黏度不超過原用油±20%為宜，結合我們企業油品采購和運行管理，減少牌號，遵照初選美孚系列，對應原廠油的關鍵指標，通過查閱分析同品牌美孚Mobil Delvac MX 15W-40，其典型數據如表3所示。

表3 Mobil Delvac MX 15W-40相關參數

關鍵指標40 ℃的運動黏度104 mm2/s，100 ℃的運動黏度14.3 mm2/s，黏度一致，其他指標也都符合選油標準。確定代用油選擇美孚Mobil Delvac MX 15W-40，而不是設備供應商推薦的美孚NUTOH46。

(2)油品型號確定后，為了更好地進行對比分析，保證設備運行的可靠性，我們首先對系統磨損情況檢查處理，并對正在運行的狀態良好的設備進行運行數據收集，比如設備運行溫度、振動數據、環境溫度等，連續監測兩周。其次遵照換油流程選擇一臺即將到期換油的設備進行油品的型號替代試驗。替代時按照先趁熱排空在用油、用替代油品加至最低液位進行沖洗2～3遍，并且沖洗時進行開機運行1～2 h。然后排空，同時也要清洗過濾器、更換濾芯、空濾器等。最后加注新的替代油品至標準液面后開機運行，并檢查設備無異常情況，可以運行。但是為了設備運行的可靠性，同時監控該臺設備運行數據2個月，對標換油前數據。

2.3 設備運行情況分析評價

為確認替代油品的可靠性，油品換型后連續監測設備運行的數據[15]，和換油前比較如圖2～7所示。

圖2 換型前設備運行溫度趨勢

圖3 換型前設備振動測試

圖4 換型后第一個月設備運行溫度趨勢

圖5 換型后第二個月設備運行溫度趨勢

圖6 換型后第一個月設備振動測試

圖7 換型后第二個月設備振動測試

換型前的設備運行溫度趨勢圖如圖2所示，正常運行時的溫度基本在40 ℃左右，振動基本都在4.2 mm/s左右。換型后，第一個月溫度稍高，均值達到42 ℃，最高出現45 ℃，這種情況在這種設備上一般出現在換油后試運行，說明也是正常的。隨著運行時間的增加，在第二個月，基本就穩定在了35 ℃左右，振動也穩定在了2.6 mm/s左右，運行良好。所以據此，2個月運行后，企業通過本案例成功對其余45臺套此類設備進行了油品換型，目前運行良好，同步對潤滑標準進行了修訂，形成了潤滑管理閉環。

3 結束語

(1)首先油品換型要慎重，盡量用同類油品或性能相近、添加劑類型相似的油品，黏度不超過±20%較宜，雖然以高質量代低質量為原則，但是一定要考慮用油環境溫度和工作溫度。通過對新油和在用油的檢測，認清專用油品的本質，兼顧企業設備潤滑管理需要，減少油品品種和庫存，科學合理進行油品換型，結果表明是科學高效可靠的。

(2)其次，本案例表明了供應商或設備廠家對油品的推薦，并沒有結合我們的具體用戶的環境、運行、負載，特別是沒有針對性地考慮我們的潤滑管理工作的整體協同，所以我們要慎重接受并驗證其油品典型數據，了解油品的實質后，用戶結合自己企業實際，大膽進行進口油、專用油的國產化替代工作，為企業油品替代工作提供參考。

(3)同時需要說明的是，通過油液檢測技術可以及時了解設備潤滑磨損狀態，指導視情維修，也為油品的選型提供參考。本案例在用油品的檢測結果表明，視磨損情況檢修及油品關鍵指標的變化，進行科學換油，同時也印證了潤滑周期需要優化。