中國石化長城L-HV32低溫液壓油在高空作業平臺上的應用研究

曾鳴

中石化華中潤滑油有限公司

高空作業機械，是將人員、器材等通過作業平臺舉升到空中指定位置進行各種安裝、維修等作業的專用高空作業施工設備，主要包括高空作業平臺和高空作業車。

根據中國工程機械工業協會資料，中國工程機械行業2016年至2021年呈連續六年增長態勢，2022年至2023年經歷市場調整。近年來在國內工程機械行業整體營收下滑的背景下，高空作業機械作為工程機械行業的新興細分領域，正處于高速發展的增長期。由于樓宇清潔、立體倉儲、園林綠化等商業服務領域應用場景延伸，高空作業機械在工程機械行業中“異軍突起”，保持較快的增長速度。隨著包括潤滑油在內的部件自主化率的提升以及海外渠道的日臻完善，國內工程機械企業有望重塑全球高空作業機械市場競爭格局，不斷提升市場份額，實現中國高空機械制造“走出去”。在海外市場，特別是全球發達國家和地區，國際工程機械企業早在半個多世紀前就開始生產并推廣應用高空作業機械，在技術和規模上占有絕對主導地位。因此，中國高空作業機械在海外市場發掘廣闊市場的同時，面臨著諸多挑戰。

高空作業機械所用潤滑產品包括液壓油、齒輪油、發動機油、冷卻液、潤滑脂等，其中液壓油是使用量最大的品種。高空作業機械液壓系統工況，要求既能為液壓系統提供良好潤滑保護，又能具有較寬的溫度適應范圍。根據調研，高空作業機械制造商目前普遍根據液壓泵廠家自帶原裝液壓油或推薦用油進行選擇；終端用戶常選用的液壓油，種類繁多。

高空作業機械普遍在野外環境進行園林、橋梁、建筑外墻作業，施工環境潮濕、污染物多；施工地域跨度大，設備經受嚴寒與酷暑；由于高空作業場景，設備經常長時間連續作業。高空作業機械用油需求點如下：

◇野外環境作業，設備維護保養不方便，需要長換油周期的油品，通過延長換油周期而減少換油次數；

◇施工地域、施工時間跨度大，需要高低溫性能突出的油品，在不同地域、不同季節的寬溫范圍內滿足設備潤滑需求；

◇施工過程中高空作業機械設備由于連續作業，設備運行溫度較高，施工環境潮濕，油品容易氧化，出現油泥，需要抗氧化性好、油泥抑制能力強的油品滿足設備需求。

依據以上工況特點，高空作業機械使用寬溫型液壓油產品是較為合適的選擇。長城L-HV低溫液壓油即是一款寬溫型液壓油產品，特別適用于露天、寒區及環境溫度變化較大的中、高壓液壓系統，例如工程機械、建筑機械、礦山機械等機械設備的液壓系統[1～5]。長城液壓油此前在高空作業機械上的應用考察較少。為了探索長城液壓油在曲臂式高空作業平臺及其他高空作業機械上的應用性能，擴大長城液壓油的應用領域，實現高空機械用液壓油的國產化替代，本文開展了長城L-HV32低溫液壓油產品在某工程機械企業的某型號曲臂式高空作業平臺上的應用試驗。

應用試驗

試驗設備

本次應用研究選用的設備為曲臂式高空作業平臺產品（最大工作高度15.8 m，圖1），共涉及2臺作為定點跟蹤監測設備，編號為1#和2#，兩臺設備參數相同，主要參數見表1。這兩臺設備工況為常規工況（樓宇施工、園林綠化等場景），定期對使用中的液壓油進行取樣監測。該機型采用久保田發動機、丹佛斯柱塞式液壓泵、閥和馬達，液壓油箱（圖2）容量76 L，液壓系統總容量150 L。

表1 高空作業平臺主要技術參數

圖1 高空作業平臺設備外觀

圖2 高空作業平臺液壓油箱

試驗油品

試驗用油采用長城L-HV32低溫液壓油，產品典型數據見表2。

表2 長城L-HV32低溫液壓油典型數據

取樣及清洗

通過為期9個月的實際應用試驗，考察長城L-HV32低溫液壓油在高空作業機械的應用情況。試驗從2022年1月初開始，在設備運行3個月、6個月和9個月時取樣，取樣量為0.5 L。

在試驗開始前，對潤滑裝置進行換油和清洗，以保證換油效果。潤滑裝置的清洗采用系統管道循環方式進行沖洗，以確保系統中殘留的舊油較完全地被排出。沖洗環節使用長城L-HV32低溫液壓油新油，經過設備自己的過濾系統（先導濾芯+回油濾芯），沖洗油溫度不超過55 ℃。排出沖洗油后再加入新油至油箱標準油位，檢查液壓系統的控制報警和聯鎖，按設備操作規程要求投入運行。

油樣監測

因L-HV低溫液壓油換油指標尚無國家或行業標準，參考NB/SH/T 0599—2013 《L-HM液壓油換油指標》作為試驗結果的評價依據，具體換油指標見表3。試驗期間，對采集的長城L-HV32低溫液壓油在用油樣品進行分析，分析項目參考液壓油換油指標項目包括40 ℃運動黏度、水分、色度、酸值、泡沫特性、正戊烷不溶物、銅片腐蝕，同時增加磨損金屬元素等指標[1]。

表3 換油指標技術要求

結果及討論

色度

色度是油樣注入比色管內，與標準色片相比較相當的色號。影響在用油色度變化的關鍵因素主要包括油品劣化的影響，如氧化產物等。

試驗過程中試驗油品的色度變化見表4。

表4 油品色度/號

由表4可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣色度緩慢增加，均小于1.0；色度增加值均小于2。顯示出油品使用中顏色變深程度較小。

運動黏度

液壓油的黏度是影響液壓油能量傳遞和潤滑性的一項重要指標。氧化反應常使液壓油黏度增長，增長幅度過大會導致液壓系統效率下降；而液壓油受到機械剪切作用時黏度會下降，下降幅度過大會導致油膜厚度不足和液壓元件磨損。影響潤滑油使用過程中黏度特性的因素很多，如聚合物的剪切和降解、油品老化產物等。

試驗過程中試驗油品的40 ℃運動黏度變化如圖3所示。

圖3 試驗油品的40 ℃運動黏度變化

由圖3可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣40 ℃運動黏度變化不大，黏度變化率均離換油指標還有較遠距離，顯示出油品具有優異的黏度保持能力。

水分

水分指潤滑油中含水量的百分數（質量分數或體積分數），常通過GB/T 260等方法進行測試。水分屬于潤滑油中常見污染物的一種，液壓油中的水分常來源于外部環境。液壓油中水分存在時，可能增加液壓油泡沫穩定性，不利于循環消泡；同時水分的存在也會降低油膜的強度，影響局部潤滑性能，導致液壓元件磨損；此外，水分存在的條件下金屬部件更容易發生腐蝕和銹蝕。

試驗過程中試驗油品的水分變化如圖4所示。

圖4 試驗油品的水分變化

由圖4可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣水分均為痕跡，說明行車試驗中油樣水分均未超標。

酸值

酸值是中和1g油樣中的酸性物質所需的氫氧化鉀毫克數，可用于反映潤滑油在使用過程中對金屬的腐蝕性及變質程度[6]。在液壓油使用過程中，由于部分添加劑的消耗，酸值可能降低；由于油品氧化衰變和添加劑的降解，酸值可能升高。

試驗過程中試驗油品的酸值變化如圖5所示。

圖5 試驗油品的酸值變化

由圖5可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣酸值均呈現先略微減少再略微增加的趨勢，未超出換油指標，說明油品添加劑的消耗和氧化程度正常。

正戊烷不溶物

正戊烷不溶物是指在用油與正戊烷混合后分離出來的物質，可以反映在用油品中不溶的污染物和老化產物的多少，正戊烷不溶物的增加反映了潤滑油的老化程度和污染程度。

試驗過程中試驗油品的正戊烷不溶物變化如圖6所示。

圖6 試驗油品的正戊烷不溶物變化

由圖6可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣的正戊烷不溶物呈上升趨勢，未超出換油指標，可見油品抗氧化性能和油泥控制情況良好。

銅片腐蝕

通過銅片腐蝕試驗，可判斷潤滑油中是否含有可對金屬產生腐蝕的物質，如游離硫和活性硫化物、酸、堿等，判斷其在使用過程中對金屬腐蝕的可能性[7]。試驗過程中，1#、2#平臺油樣的銅片腐蝕均為1b，與新油一致，均低于換油指標，表明油品在試驗的進行過程中為機械設備含銅部件提供了良好保護。

泡沫特性

泡沫特性反映油品表面生成氣泡的快慢和氣泡消失的快慢，通過油表面泡沫傾向性（吹氣周期泡沫體積）和穩定性（靜止周期泡沫體積）表示。液壓油氧化變質可產生易起泡的表面活性物質，同時油品氧化產生的酸性物質也會造成抗泡劑的失效[8]。

試驗過程中試驗油品的泡沫特性變化見表5。

表5 試驗油品的泡沫特性變化

由表5可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣泡沫特性正常，均未超出換油指標。

元素分析

鐵、銅等金屬元素含量可以有效反映液壓系統不同金屬元件的磨損情況。通過測試試驗油品中磨損金屬元素含量的變化，能夠為液壓元件的磨損情況評估提供依據。

試驗采用GB/T 17476方法，試驗過程中試驗油品的磨損金屬元素含量變化如表6所示。

表6 油品元素含量

由表6可以看出，試驗過程中，1#、2#平臺油樣的Fe、Cu元素含量均低于方法檢出限，表明相應金屬部件的磨損非常輕微。

結論

分別使用長城L-HV32低溫液壓油在2臺同型號曲臂式高空作業平臺上開展了應用研究，兩臺機械車況良好且運轉正常。為期9個月的跟蹤監測數據顯示，長城L-HV32低溫液壓油在1#和2#平臺的應用情況良好，各項指標都在正常范圍內，未出現超出換油指標的情況。應用試驗結果表明，長城L-HV32低溫液壓油適合在曲臂式高空作業平臺上應用，具有優良的黏溫性能、抗氧化性能、抗腐蝕性能和抗磨性能，可有效保護高空作業平臺液壓系統，保障設備可靠運行。