基于潤滑油液檢測技術(shù)的全優(yōu)潤滑體系的建立

趙 霙

上海煙草集團有限責任公司天津卷煙廠,天津市 300163

1 研究背景

1.1 潤滑油的重要性

潤滑油的費用支出，僅是設(shè)備維修費用的2%～3%。但是實踐證明，設(shè)備出廠后的運轉(zhuǎn)壽命絕大程度取決于設(shè)備潤滑，設(shè)備內(nèi)部的各個零部件之間發(fā)生相對運動時，零部件之間沒有真正的接觸，而是由潤滑油（脂）在他們之間形成了油膜，油膜的存在保證了零部件之間的良好潤滑，極大降低了直接接觸的摩擦副造成的零部件磨損，因此我們的設(shè)備應(yīng)該“騎在10微米厚的油膜上”。然而研究表明，80%的零件損壞是由于異常磨損引起的、60%的設(shè)備故障由于不良潤滑引起。因此，潤滑管理愈來愈受到企業(yè)的重視，業(yè)界人士發(fā)現(xiàn)，此項工作投入產(chǎn)出比高得驚人，一般在百倍以上。

我們形象的將潤滑油比作機器的血液。機器的潤滑系統(tǒng)就如同人體的血液循環(huán)系統(tǒng)，主油箱是潤滑系統(tǒng)的心臟，潤滑油則是血液，潤滑油由機器的主油箱出發(fā)，流便機器的各運動機構(gòu)后最終流回主油箱，因此潤滑油就如同人體的血液，將其流經(jīng)的各個部位的磨損顆粒、污染物等物質(zhì)帶回主油箱，因此主油箱中的潤滑油含有大量的設(shè)備信息，對它的研究正如同對血液的抽樣檢測，不一定能明確指出癥結(jié)所在，但是可以比其他監(jiān)測手段更早的發(fā)現(xiàn)預(yù)警信息，以指導(dǎo)我們更好的維護設(shè)備，消除隱患。

潤滑油是設(shè)備維修人員能把握的最大機會。設(shè)備的異常磨損主要有三種原因：先天設(shè)計缺陷、設(shè)備裝配不當和潤滑不良。對于設(shè)備使用者（維修人員）來說，沒有能力去改變設(shè)計，也不可能去糾正其內(nèi)部裝配流程、精度，因此只能通過控制和改變潤滑油來降低設(shè)備的異常磨損。

綜上所述，我們需要改變傳統(tǒng)的潤滑觀念，建立起一套全新的潤滑模式：基于潤滑油液檢測的全優(yōu)潤滑。

1.2 潤滑油檢測項目

（1）潤滑油理化性能檢測：主要包括黏度，酸值和氧化指數(shù)，用以監(jiān)測潤滑油的氧化，添加劑的降解，以及衰敗程度，確定潤滑油是否適合繼續(xù)使用，或是否需要換油；

（2）潤滑油污染：主要檢測水分和顆粒污染，即潤滑油的干凈程度。潤滑油污染是導(dǎo)致設(shè)備磨損和潤滑油壽命降低的主要原因；

（3）齒輪箱磨損與腐蝕：包括使用發(fā)射光譜分析潤滑油中磨損／腐蝕產(chǎn)生的金屬元素的濃度，金屬磨損顆粒的濃度等等，以對齒輪箱磨損狀態(tài)做出可靠評價，同時可以根據(jù)一些特殊的磨損金屬種類、形狀進一步判斷磨損位置；

（4）如果關(guān)鍵指標出現(xiàn)嚴重超標，則根據(jù)具體的狀態(tài)變化可進一步檢測：潤滑油的黏度指數(shù)、抗腐蝕試驗、分析鐵譜試驗等等，以確認狀態(tài)嚴重度和診斷異常的原因。

1.3 潤滑油液檢測的作用

潤滑油含有豐富的信息，其中包括油品本身的品質(zhì)信息，也包含了設(shè)備運行狀態(tài)、污染狀況等信息，對潤滑油液的檢測能給我們帶來三方面的變革。

（1）潤滑油更換模式的變革

我廠的潤滑管理目前還是一種比較傳統(tǒng)的模式，一直執(zhí)行的是按期換油的傳統(tǒng)方式，即潤滑油使用到一定時間后，依據(jù)固定周期更換潤滑油，由于設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況不同，潤滑油的使用周期也相應(yīng)發(fā)生變化，固定周期不能正確指導(dǎo)更換潤滑油，如果潤滑油不能得到充分利用造成浪費，如果潤滑油超限使用，可能會對設(shè)備造成嚴重損傷或者造成浪費?，F(xiàn)代潤滑管理的主要任務(wù)是合理選用與正確的更換潤滑油。無論是選擇還是更換，都建立在對潤滑油性能的檢測上?；谝陨峡紤]，為了改變當前的換油模式，為潤滑油的選擇與更換提供科學(xué)的依據(jù)，提出了按質(zhì)換油的思路。通過對潤滑油從開箱到更換全過程的各種指標的檢測，根據(jù)關(guān)鍵指標的變化決定換油時間，從而實現(xiàn)潤滑油的按質(zhì)更換。

（2）潤滑全流程的優(yōu)化

我廠的潤滑管理目前僅僅采取了“五定”、“三濾”,但是其效果究竟如何？潤滑油在各個環(huán)節(jié)中是否符合設(shè)備要求？是否失效、受污染？沒有任何的科學(xué)手段來監(jiān)督其實施情況。通過對潤滑油液的檢測可以實現(xiàn)潤滑油從開箱到潤滑油廢棄全過程的實時的狀態(tài)監(jiān)測，不僅可以隨時監(jiān)測潤滑油的品質(zhì)，同時也可以分析出整個潤滑周期中對潤滑產(chǎn)生不利影響的各個環(huán)節(jié)，例如操作方法、潤滑工具、周邊環(huán)境等。進而通過規(guī)范標準操作流程、使用先進潤滑工具、全過程監(jiān)控等手段實現(xiàn)潤滑全流程的優(yōu)化，保證設(shè)備始終處于良好的潤滑狀態(tài)。

（3）主動性維修體系的建立

目前我廠主要生產(chǎn)設(shè)備主要采取的維修模式為被動維修和定期維修，即易損部位根據(jù)設(shè)備廠家的建議和平時經(jīng)驗的總結(jié)定期維修，非易損部位在出現(xiàn)故障后被動維修。以上兩種維修模式相結(jié)合，雖然可以大大降低設(shè)備故障停機的風(fēng)險，但不是現(xiàn)代設(shè)備管理所提倡的維修模式?，F(xiàn)代設(shè)備管理提倡的維修模式為：預(yù)測性維修和主動性維修相結(jié)合的模式。其中預(yù)測性維修是通過可靠的狀態(tài)檢測技術(shù)為手段，對設(shè)備的故障進行早期預(yù)判并進行維修；主動性維修則是通過應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)確定機器失效的根原因，從根源上消除造成故障的原因。油液檢測技術(shù)作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的一種，結(jié)合其他狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，可以實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)根原因、即時故障檢測、問題診斷、失效分析、事故分析等功能，從而為主動性維修體系的建立奠定基礎(chǔ)。

根據(jù)以上分析，我廠的潤滑還處于傳統(tǒng)階段，建立基于潤滑油液檢測技術(shù)的全優(yōu)潤滑體系對我廠來說是非常必要的。該研究在國內(nèi)煙草行業(yè)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，行業(yè)內(nèi)無任何成功經(jīng)驗可以借鑒，因此需要一個長期的摸索過程。

2 方案策劃

2.1 前期學(xué)習(xí)考察

對天津港（集團）有限公司進行了兩次實地考察及多次溝通交流。該公司在潤滑管理方面走在了國內(nèi)的前列，擁有獨立的潤滑油檢測實驗室，通過對潤滑油液的檢測指導(dǎo)潤滑管理工作的開展。經(jīng)過了近五年的探索，他們分析出設(shè)備故障發(fā)生的根源——潤滑油的污染，從而從根源上加強了潤滑油的防污處理工作，做到了設(shè)備的主動維護。不僅大大延長了潤滑油的使用期限（發(fā)動機的平均使用壽命延長了10倍?。?，節(jié)約了設(shè)備的運行維護成本，同時也有效防止了潤滑油的超限使用。

2.2 試點設(shè)備的選取

我們選取了卷包機組和濾棒成型機組作為試點設(shè)備，該系列機組是我廠主力生產(chǎn)設(shè)備，其高精度、高速連續(xù)運轉(zhuǎn)的特性決定了它們對設(shè)備潤滑有著很高的要求，很具代表性。由于卷包設(shè)備主油箱換油周期基本均在1年左右，為了在盡可能短的時間內(nèi)摸索出成功的經(jīng)驗，從而建立起合理的潤滑油按質(zhì)換油的管理體系，選擇了處于不同的設(shè)備生命周期（早期故障期、隨機故障期、耗損故障期）和不同的潤滑油使用周期（1月以內(nèi)、6月左右、11-12月）的設(shè)備。

2.3 取樣周期與取樣點

第一次取樣時需同時提供與在用油相同的新油樣品，用作對比的基礎(chǔ)線，同時幫助監(jiān)控采購質(zhì)量；然后每兩個月取樣一次；當檢測出異常狀態(tài)時，可視具體情況酌情縮短取樣周期?？紤]到投入產(chǎn)出比，選擇了各個設(shè)備的主油箱進行跟蹤檢測。

2.4 數(shù)據(jù)的分析、總結(jié)

定期召集設(shè)備相關(guān)的車間、部門技術(shù)人員和管理人員進行分析和總結(jié)，根據(jù)每一批檢測數(shù)據(jù)，分析潤滑油使用情況，并結(jié)合設(shè)備的實際運行情況進行歸納總結(jié)，為今后的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

3 階段性成果

基于潤滑油檢測的“全優(yōu)潤滑”管理體系，就是要以最低的成本來獲取最高的回報，其投入產(chǎn)出比非常高。

3.1 潤滑油污染與控制

根據(jù)卷包、成型設(shè)備可靠性和工況特點，以及新油的清潔度指標，初步設(shè)定設(shè)備的潤滑油目標清潔度為ISO 20/17/14。如果能夠控制在用潤滑油的清潔度不超過此控制限，預(yù)計關(guān)鍵零部件的使用壽命可以延長一倍，潤滑油使用壽命可以延長一倍以上；由于減少潤滑而增加的設(shè)備利用率的價值遠遠超過零件和潤滑油成本的節(jié)省。

采用設(shè)定的目標清潔度作為考核基準，在目前采集的42個樣品中，達到目標清潔度的僅為6個樣品，均為卷接設(shè)備和成型設(shè)備；超出目標清潔度1-3等級（較臟）的亦為15個樣品（35.5%），其中的部分包裝設(shè)備潤滑油更換在一個月以內(nèi)，嚴重超標（超出3個級別，很臟）的則達到15個樣品（35.5%）。這個結(jié)果表明關(guān)鍵設(shè)備的污染控制是我廠設(shè)備管理中的一個薄弱環(huán)節(jié)，也就是說大部分設(shè)備均在潤滑油清潔度不達標的情況下“帶病”運行，尤其是包裝設(shè)備，潤滑油更換沒有超過1個月，清潔度依然超標，該問題應(yīng)當引起我們高度的重視!

3.2 設(shè)備磨損

根據(jù)新油檢測結(jié)果和設(shè)備工況，磨損顆粒指標PQ值定在<20。全部42個油樣中，僅有3個油樣超標，其中一個嚴重超標，但根據(jù)前后兩次檢測結(jié)果判斷，嚴重超標屬于采樣異常情況，所以綜合判斷，目前參與取樣設(shè)備磨損處于可控狀態(tài)，沒有緊迫或嚴重的設(shè)備磨損問題。然而，設(shè)備的磨損率偏高！考慮卷煙設(shè)備的負荷和連續(xù)運轉(zhuǎn)的高可靠性要求，以及停機時間的損失等，應(yīng)將磨損率控制在更低水平。設(shè)備的高磨損主要是由于潤滑油污染的原因。因此，如果能有效地將潤滑油清潔度保持在不超過ISO20/17/14的水平，設(shè)備的磨損率將會明顯降低。即這些關(guān)鍵設(shè)備的磨損率還有很大的下降空間。

設(shè)備磨損率的下降直接導(dǎo)致軸承等零部件的更換率和停機維修時間下降。

3.3 潤滑油理化性能

新油的檢測結(jié)果表明，我廠使用的新油質(zhì)量與性能滿足設(shè)備使用要求，新油的清潔度也能達標。建議今后每批次新油入庫后應(yīng)取樣檢測，源頭把關(guān)。

所有在用油樣品均未發(fā)現(xiàn)潤滑油劣化跡象，理化性能指標均在合格范圍。

油液分析結(jié)果表明，實施定期檢測可以準確跟蹤潤滑油狀態(tài)變化，從而根據(jù)潤滑油實際狀態(tài)決定是否需要換油或采取有關(guān)維護措施。目前我們已經(jīng)對實驗機臺設(shè)備全面實施了基于狀態(tài)的設(shè)備換油，也就是“按質(zhì)換油”，改變定期換油制度，進入更科學(xué)經(jīng)濟的潤滑維護管理。

4 展望

根據(jù)第三節(jié)得到的分析結(jié)論，我們可以采取以下措施來改變我廠的潤滑現(xiàn)狀，同時也為今后的研究指明了方向。

4.1 污染控制

（1）嚴把潤滑油入庫關(guān)，對每桶新油均加以檢測，源頭把關(guān)。

（2）嚴格規(guī)范加換油環(huán)節(jié)，包括換油時的車間環(huán)境、使用擦拭紙巾、無塵手套、加換油小車（可過濾）等工具，盡可能消除加換油過程中存在的污染問題。

（3）通過油液檢測，分析污染物成分，盡可能的找出污染源，并采取措施進行改進。

（4）設(shè)備開蓋維修對潤滑油造成的污染較大，應(yīng)想辦法采取相應(yīng)的措施盡可能減少該環(huán)節(jié)中造成的污染，如無法解決，可以跟蹤潤滑油清潔度，必要時直接更換潤滑油。

（5）試用日本新日鐵專利磁性凈化器：建議選取部分設(shè)備，具有較大油箱體積，適合放置磁性凈化器；上海潤治根據(jù)油箱體積等確定磁性凈化器數(shù)量和位置。該裝置可以吸附油箱中的金屬顆粒，便于定期清潔。

（6）對設(shè)備主油箱的出口過濾裝置進行分析，如與我們確立的目標清潔度不符，可以考慮對其進行改造。

（7）流動過濾車：對不適合放置磁性凈化器，建議采用流動式過濾車，或其它移動式過濾凈化裝置，建議試行離心真空裝置或過濾車，同時可以對油箱中的一些換油無法觸及死角進行徹底的清洗。

4.2 設(shè)備磨損監(jiān)測

（1）加強磨損檢測：現(xiàn)階段磨損檢測使用PQ（鐵磁性顆粒定量儀）和發(fā)射光譜。針對我廠的設(shè)備磨損產(chǎn)生的顆粒尺寸較小以及濃度低于普通工業(yè)齒輪箱的特點，有必要將PQ改為直讀鐵譜分析，同時對污染度和直讀鐵譜數(shù)值超標的樣品進行顯微磨損顆粒分析，以準確檢測設(shè)備磨損和控制磨損。

（2）配合日本磁性凈化器提高磨損檢測的可靠性：磁性凈化器的一大特點是可以放置在油箱中，將整個取樣周期內(nèi)設(shè)備磨損產(chǎn)生的大顆粒收集吸附；而定期取樣檢測是瞬時狀態(tài)檢測，即對取樣時刻的設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測。兩者結(jié)合，可達到很高的監(jiān)測可靠性，確保設(shè)備與潤滑-磨損相關(guān)的零失效。

4.3 潤滑油更換工作

在二車間卷接包、成型設(shè)備上全面實施基于狀態(tài)的“按質(zhì)換油”，并在標準化文件中進行規(guī)范，包括換油條件、換油流程等內(nèi)容。

隨著潤滑油液檢測技術(shù)在我廠煙機設(shè)備上的應(yīng)用，以及大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的積累，為我廠的潤滑管理體系的變革提供了強有力的支撐，同時也為維修模式的轉(zhuǎn)變奠定了堅實的基礎(chǔ)。