中國石化長城AP 460工業(yè)齒輪油在SIEMENS減速箱上的應用

陳金龍

中國石油化工股份有限公司茂名分公司

中國石油化工股份有限公司茂名分公司某套聚丙烯裝置采用INEOS公司的Innovene氣相聚丙烯工藝技術，設計生產能力20萬t/a，于2014年8月28日正式投產，裝置生產的產品廣泛用于管材、流延膜、汽車/高檔家電/洗衣機內桶專用料，以及高熔體強度聚丙烯等高性能產品的生產。該聚丙烯裝置采用2個反應器，第一反應器攪拌器（A201）和第二反應器攪拌器（A251）的齒輪減速箱均采用德國制造的SIEMENS減速箱。減速箱工作正常與否，直接關系到整套裝置是否能夠正常運行，因此，反應器減速箱是整套裝置的核心關鍵設備。

反應器減速箱從投產以來一直使用某進口品牌460號工業(yè)齒輪油，為實現(xiàn)企業(yè)關鍵設備用油的自主化應用，在2022年裝置停車檢修消缺期間，通過與長城潤滑油進行溝通交流，決定采用長城AP 460工業(yè)齒輪油進行自主化應用。

在自主化應用期間，進行定期采樣跟蹤分析，考察長城AP 460工業(yè)齒輪油的性能變化，同時對減速箱的振動進行監(jiān)控，并緊密監(jiān)控減速箱的運行情況。通過一年多時間應用跟蹤，減速箱運行正常，長城AP 460工業(yè)齒輪油的性能表現(xiàn)穩(wěn)定，滿足SIEMENS減速箱的潤滑求。

應用試驗

設備情況

長城AP 460工業(yè)齒輪油應用設備裝置圖如圖1，第一反應器攪拌器和第二反應器攪拌器的SIEMENS減速箱的技術參數(shù)見表1。

表1 SIEMENS減速箱技術參數(shù)

圖1 長城AP 460工業(yè)齒輪油自主化應用裝置設備

試驗油品

長城AP工業(yè)齒輪油是高級重載工業(yè)齒輪油，能有效防止齒輪設備運轉過程中微點蝕的產生，滿足工業(yè)齒輪箱發(fā)展及世界主流齒輪箱OEM的規(guī)格要求，符合DIN 51517 Part III（CLP）、Q/SH3031 0551、GB 5903（L-CKD）、Flender T7300 A-a、ISO 12925-1（L-CKSMP）、SEB 181226、AGMA 9005-F16（AS）以及AIST 224等主流工業(yè)齒輪油標準要求，適用于帶有重載、沖擊負荷以及在苛刻的環(huán)境溫度下工作的工業(yè)設備、船舶的正齒輪、斜齒輪、錐齒輪等齒輪與軸承系統(tǒng)的潤滑。

長城AP 460工業(yè)齒輪油的性能參數(shù)見表2。

表2 長城AP工業(yè)齒輪油的性能參數(shù)

油液監(jiān)控

結合減速箱的運行工況特點，參照NB/SH/T 0586—2010《工業(yè)閉式齒輪油換油指標》標準要求[1]，對油品的40 ℃運動黏度、機械雜質、酸值、水分、銅片腐蝕等理化指標進行定期監(jiān)控，同時進行鐵譜分析。各項指標的警戒值見表3。當某一項指標達到警戒值時，需采取諸如在線置換油品的措施或進行更換新油處理。

表3 長城AP 460工業(yè)齒輪油應用監(jiān)控指標及警戒值

結果及討論

運動黏度變化

運動黏度是齒輪油的最基本性能指標[2]，也是各設備油品監(jiān)控的最典型指標。長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的運動黏度變化情況如圖2所示。

圖2 運動黏度變化情況

由圖2可見，長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的40 ℃運動黏度的變化較小，在正常變化范圍內，可持續(xù)正常使用。

水分含量變化

水分會導致油品的乳化，影響設備的安全運行，長城AP 460工業(yè)齒輪油應用過程中的水分含量變化情況如圖3所示。

圖3 水分含量變化情況

從圖3可以看出，長城AP 460工業(yè)齒輪油應用過程中的水分含量在正常變化范圍內，可持續(xù)正常使用。

機械雜質變化

油品中的外來粉塵、砂粒污染以及機件磨損的磨損碎屑等都會加速機械設備的異常磨損，同時還會堵塞油路及過濾器，導致設備產生潤滑故障。機械雜質是油品的常規(guī)監(jiān)測指標之一，也是判斷設備是否需要換油的指標之一。長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的機械雜質含量變化情況如圖4所示。

圖4 機械雜質含量變化情況

從圖4可以看出，長城AP 460工業(yè)齒輪油應用過程中的機械雜質含量在正常變化范圍內，可持續(xù)正常使用。

酸值變化

酸值的變化情況反映了油品中某些功能添加劑的消耗情況和以及油品老化程度[3]。在高溫以及長時間運行條件下，油品因氧化而產生的酸性產物會不斷增加，使酸值不斷增大，導致設備酸性腐蝕磨損。長城AP 460工業(yè)齒輪油應用過程中的機械雜質含量變化情況如圖5所示。

圖5 酸值變化情況

按照油品的監(jiān)控標準要求，長城AP 460工業(yè)齒輪油應用過程中的增加值大于或等于1.0 mgKOH/g時即需采取相應措施。從圖6可以看出，長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的酸值變化不大，酸值增加值在0～0.4 mgKOH/g，滿足換油指標限值（酸值增加值≥1.0 mgKOH/g）要求，在正常的范圍之內，可以繼續(xù)使用。

圖6 鐵譜分析結果

銅片腐蝕變化

腐蝕磨損是設備安全運行的重大隱患之一，因此油品對齒輪箱的防腐蝕性保護是十分重要的。齒輪油在使用中，發(fā)生氧化反應會產生酸性腐蝕性物質，這些腐蝕性物質會對設備造成一定的腐蝕，影響設備的安全運行。為防止它們對金屬的腐蝕，所以要求齒輪油具有良好的防腐蝕性能[4]。長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的防腐蝕性能的監(jiān)控情況如表4。

表4 銅片腐蝕變化情況

從表4可以看出，長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中的銅片腐蝕均為1b級，使用過程中未發(fā)生明顯變化，說明長城AP 460工業(yè)齒輪油具有良好的防腐蝕性能。

鐵譜分析

鐵譜分析技術是設備狀態(tài)監(jiān)測和預測維修的重要技術之一。通過鐵譜分析可以了解設備潤滑部件的磨損狀態(tài)以及潛在的故障。鐵譜分析是將磨損顆粒從潤滑油中分離出進行微觀檢測和分析，定量和定性評價設備磨損的過程[5]。長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中，采用直讀鐵譜儀分析的結果如圖6所示。

從圖6可以看出，油液中的金屬磨損顆粒的大磨損顆粒（DL）含量和小磨損顆粒（DS）含量以及總磨損顆粒含量ID（ID=DL+DS）的變化趨勢未出現(xiàn)異常突變情況，說明油液中的金屬顆粒含量正常，設備沒有出現(xiàn)異常磨損情況。

設備運行狀態(tài)監(jiān)控

在設備運行過程中，振動是一種普遍存在的現(xiàn)象，絕大多數(shù)故障都與機械運動或振動密切相關。如果設備的運行狀態(tài)良好，其振動烈度會處于正常范圍之內，但當其內部零部件發(fā)生磨損、錯位、松動、密封不嚴、或潤滑不良等細微變化時，振動的能量就會隨之產生不同的變化，因此振動加劇是設備即將發(fā)生故障的重要標志之一，也是設備運維過程中判斷設備運轉健康與否的重要條件之一。在長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中，特別對設備進行了振動的密切監(jiān)控，減速箱A201和A251部分監(jiān)控結果分別如圖7和圖8所示。

圖7 A201的振動監(jiān)控情況

圖8 A251的振動監(jiān)控情況

從圖7和圖8可以看出，減速箱A201和A251的振動值均處于正常值范圍，沒有出現(xiàn)異常波動的情況，說明在長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中，減速箱A201和A251的潤滑狀態(tài)良好，沒有出現(xiàn)潤滑不良的情況。

結論

長城AP 460工業(yè)齒輪油在應用過程中，各項性能指標表現(xiàn)正常，減速箱無異常振動，保障了設備的安全、穩(wěn)定運行。長城AP 460工業(yè)齒輪油完全滿足西門子減速箱的潤滑要求，可進行推廣應用。