潤(rùn)滑油優(yōu)化與監(jiān)測(cè)在設(shè)備管理中的作用

楊新強(qiáng)

（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300452）

潤(rùn)滑油優(yōu)化與監(jiān)測(cè)在設(shè)備管理中的作用

楊新強(qiáng)

（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300452）

渤海某海上油田為提高其作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的可靠性，對(duì)所使用的潤(rùn)滑油進(jìn)行優(yōu)化管理，并對(duì)部分潤(rùn)滑油進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代。

潤(rùn)滑油優(yōu)化；監(jiān)測(cè)；設(shè)備管理；作用意義

一、前言

由于海上石油平臺(tái)空間狹窄、運(yùn)輸不便，減少潤(rùn)滑劑種類能給潤(rùn)滑劑的采購(gòu)、庫(kù)存帶來(lái)很大的便利性。

油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能早期發(fā)現(xiàn)天然氣壓縮機(jī)組部件磨損和油品的異常征兆，可為機(jī)組的預(yù)測(cè)維修、主動(dòng)維修和潤(rùn)滑優(yōu)化提供技術(shù)支持，是最常用的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)之一，它與振動(dòng)監(jiān)測(cè)有良好的互補(bǔ)性。從潤(rùn)滑劑品種優(yōu)化、油液監(jiān)測(cè)、按質(zhì)換油和污染控制等環(huán)節(jié)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)潤(rùn)滑管理進(jìn)行優(yōu)化和提升很有必要。

二、潤(rùn)滑油優(yōu)化管理

潤(rùn)滑油優(yōu)化管理主要是了解目前潤(rùn)滑油的管理與使用情況，針對(duì)使用現(xiàn)狀提出具有可操作性優(yōu)化方案，主要內(nèi)容如下。

1.潤(rùn)滑油現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

（1）設(shè)備制造商對(duì)潤(rùn)滑劑品種和潤(rùn)滑維護(hù)的推薦。

（2）潤(rùn)滑劑的補(bǔ)加和換油。

（3）在用油的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及其應(yīng)用。

（4）日常潤(rùn)滑操作和巡檢。

（5）在用油的污染控制。

（6）設(shè)備潤(rùn)滑有關(guān)資料的管理。

2.制定實(shí)施方案

（1）統(tǒng)一潤(rùn)滑油的管理模式與各崗位的分工與職責(zé)。

（2）統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑油的儲(chǔ)存與使用規(guī)范。

（3）對(duì)部分潤(rùn)滑油實(shí)施國(guó)產(chǎn)化替代。

（4）根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況建立潤(rùn)滑油的監(jiān)測(cè)周期。

（5）根據(jù)油液與設(shè)備不同建立在用油的污染控制目標(biāo)。

（6）主要設(shè)備實(shí)施按質(zhì)換油。

3.國(guó)產(chǎn)化替代實(shí)施

（1）根據(jù)設(shè)備在用油的性能尋找與其相似的國(guó)產(chǎn)油。

（2）兩種油分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)比其性能參數(shù)。

（3）對(duì)兩種潤(rùn)滑油在常溫與100℃左右（根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度來(lái)定）并按5種不同比例進(jìn)行混溶實(shí)驗(yàn)。

（4）混溶實(shí)驗(yàn)符合換油標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)施國(guó)產(chǎn)化替代。

（5）專家討論，對(duì)換油過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)的預(yù)防措施。

（6）組織現(xiàn)場(chǎng)換油。

（7）換油結(jié)束后，在機(jī)組運(yùn)行期間對(duì)其潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)跟蹤。

三、潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)

設(shè)備潤(rùn)滑油液監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)通過(guò)以潤(rùn)滑油液分析為手段，對(duì)油品的質(zhì)量、油液的使用狀況實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，評(píng)價(jià)油品質(zhì)量、油液的工況，進(jìn)而確定換油周期與評(píng)價(jià)分析設(shè)備運(yùn)行狀況，綜合確定預(yù)報(bào)和診斷設(shè)備存在的潛在故障，提出管理措施和維修決策的技術(shù)。潤(rùn)滑油液監(jiān)測(cè)對(duì)保障設(shè)備安全運(yùn)行、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命、正確評(píng)估油液品質(zhì)，降低油耗、減少維修成本、提高維修質(zhì)量起著重要的作用。潤(rùn)滑油液監(jiān)測(cè)是實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)備狀況的有效方法之一，是維修決策的重要依據(jù)。

油液監(jiān)測(cè)應(yīng)包括三個(gè)重要方面：油液品質(zhì)、污染物和磨損顆粒。

潤(rùn)滑油品質(zhì)指潤(rùn)滑油的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)兩部分內(nèi)容。

潤(rùn)滑油的理化性能一般主要有黏度、總酸值或總堿值、破乳化時(shí)間、閃點(diǎn)、水分、不溶物等。

潤(rùn)滑油的化學(xué)性能一般包括潤(rùn)滑油中的氧化物、硝化物、磺化物和添加劑等。

設(shè)備潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)的目的如下。

第一，評(píng)定油品，確定油液的使用壽命。動(dòng)態(tài)檢測(cè)油液使用中性能的變化，確定油液使用壽命，將定期換油轉(zhuǎn)變?yōu)橐暻閾Q油。

第二，確定設(shè)備油液系統(tǒng)污染狀況。通過(guò)測(cè)定油液中污染物數(shù)量和尺寸，確定油液污染程度。

第三，了解油液衰變的情況。通過(guò)測(cè)定油液中添加劑消耗，確定油液衰變程度。

第四，科學(xué)確定設(shè)備的磨合期。通過(guò)測(cè)定油液中磨損金屬含量的變化，了解設(shè)備磨合狀況，科學(xué)地確定設(shè)備的磨合期，代替經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)或數(shù)理統(tǒng)計(jì)的磨合期。

第五，為設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)測(cè)定油液中磨損金屬成分、含量，確定設(shè)備磨損部位及磨損程度，提出改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、加工工藝和材料的建議。

第六，設(shè)備運(yùn)行故障診斷。通過(guò)各種界限值，預(yù)報(bào)設(shè)備可能發(fā)生的故障與異常的狀況。

第七，采用多種措施使油液的狀態(tài)恢復(fù)到原狀態(tài)。

1.潤(rùn)滑油的污染物

潤(rùn)滑油的污染物包括固體顆粒污染物和液體污染物。

顆粒污染物一般使用顆粒計(jì)數(shù)器分析油液中顆粒濃度和尺寸大小分布情況，積碳濃度測(cè)定儀測(cè)量油液中積碳的濃度。

液體污染主要分析和監(jiān)測(cè)油液中的水、冷卻劑和燃料污染情況。

2.潤(rùn)滑油的磨損顆粒

磨損顆粒是設(shè)備摩擦副磨損產(chǎn)生的磨屑顆粒。通過(guò)對(duì)油中微粒分析可以得到如下信息：

（1）磨損微?？偭?可以判斷磨損處于什么階段。

（2）微粒尺寸分布:可以判斷磨損的嚴(yán)重程度。

（3）化學(xué)成分:可以判斷磨損部件、故障的位置。

（4）微粒形態(tài):可以判斷磨損類型,是疲勞磨損或粘著磨損等。

四、油液優(yōu)化與監(jiān)測(cè)技求的應(yīng)用

1.潤(rùn)滑油國(guó)產(chǎn)化替代

2013年4月，渤海某平臺(tái)CATG3616天然氣發(fā)電機(jī)實(shí)施了潤(rùn)滑油國(guó)產(chǎn)化，到目前為止，機(jī)組運(yùn)行正常，對(duì)潤(rùn)滑油定期監(jiān)測(cè)未見異常。

平臺(tái)有3臺(tái)CATG3616發(fā)電機(jī)組，平均補(bǔ)充潤(rùn)滑油量為60～70L/天/臺(tái)；潤(rùn)滑油貨源是進(jìn)口，采購(gòu)周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，給設(shè)備的管理與運(yùn)行造成很大困難。

（1）潤(rùn)滑油替換的條件。

①保證設(shè)備良好潤(rùn)滑、提高生產(chǎn)效率和降低設(shè)備運(yùn)維成本。

②縮短平臺(tái)天然氣主機(jī)潤(rùn)滑油的供貨周期，防止其發(fā)生設(shè)備潤(rùn)滑事故和降低設(shè)備性能，同時(shí)達(dá)到合理潤(rùn)滑，節(jié)能減排。表1為柴油發(fā)電機(jī)的基本信息。

表1 柴油機(jī)基本信息

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)油液監(jiān)測(cè)。

經(jīng)過(guò)調(diào)研與選擇，選擇國(guó)產(chǎn)的BODA9011 SAE40與CAT SAE40做對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)油液監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析，分析結(jié)果如下。

①潤(rùn)滑油組成成分。

通過(guò)紅外光譜分析，兩種潤(rùn)滑油的組成成分基本一致，見表2。

表2 BODA9011 SAE40與CAT SAE40油組成

②潤(rùn)滑油理化數(shù)據(jù)對(duì)比見表3。

③混合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。以下檢測(cè)數(shù)據(jù)為博達(dá)9011 SAE40與CAT SAE40分別按1：9、3：7、5：5、7：3、9：1混合，混合后常溫靜置48h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

（3）技術(shù)方面。

①?gòu)慕M成成分上，BODA9011 SAE40與卡特彼勒專用潤(rùn)滑油均采用深度精制礦物油為基礎(chǔ)油，配復(fù)合添加劑，因此二者組成基本一致。

②從性能上，博達(dá)9011 SAE40與卡特彼勒專用潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)黏度、閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、銅腐蝕等理化性能指標(biāo)均處同一水平。博達(dá)9011 SAE40油的低溫性更好，在冬季可保證供油量充足，并且給潤(rùn)滑部件提供更好潤(rùn)滑保護(hù)。

③從混溶實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，兩種油品按各種比例充分混合后，運(yùn)動(dòng)黏度無(wú)變化。銅腐蝕不變，說(shuō)明任何比例混合后，其性能和使用結(jié)果均無(wú)明顯變化。

表3 BODA9011 SAE40與CAT SAE40理化數(shù)據(jù)對(duì)比

由上可知，博達(dá)9011 SAE40與卡特彼勒專用潤(rùn)滑油組成相同，性能相當(dāng)，兩種油品相互替代使用在技術(shù)上是完全可行的。

（4）安全方面。

平臺(tái)天然氣發(fā)電機(jī)整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)均屬于一套密閉的自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，根據(jù)潤(rùn)滑油的液位進(jìn)行不定期的補(bǔ)加，不會(huì)造成供油不足、潤(rùn)滑不良的現(xiàn)象。

兩種油品的閃點(diǎn)均在250℃以上，即使泄漏，如無(wú)特殊情況也不會(huì)引起燃燒。因此不會(huì)發(fā)生安全事故，可確保設(shè)備安全運(yùn)行。

BODA9011 SAE40油的低溫性比原用油好，在冬季對(duì)潤(rùn)滑部件可提供更好的潤(rùn)滑保護(hù)，從而減少部件損壞，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。

表4 博達(dá)9011 SAE40與CAT SAE40不同比例監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)

2012年11月，平臺(tái)某單點(diǎn)主滑環(huán)油液分析結(jié)果見表5、圖1。

檢測(cè)結(jié)論:

（1）該樣品PQ值為32，略超出正常范圍。

（2）經(jīng)鐵譜顯微分析表明該樣品中磨損顆粒主要表現(xiàn)為切削磨損和滑動(dòng)粘著顆粒，最大磨損顆粒尺寸達(dá)400μm，表明單點(diǎn)主滑環(huán)軸承表面出現(xiàn)可見的疲勞點(diǎn)蝕和擦傷，單點(diǎn)主滑環(huán)目前磨損狀態(tài)高于正常水平。

圖1 磨損顆粒顯微監(jiān)測(cè)結(jié)果

表5 單點(diǎn)主滑環(huán)油液分析結(jié)果

（3）建議適當(dāng)增大加脂量或增加加脂頻率擠出內(nèi)部大顆粒以減少磨損；加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，經(jīng)平臺(tái)檢查發(fā)現(xiàn)單點(diǎn)主滑環(huán)磨損較大。

五、結(jié)語(yǔ)

目前海上采油平臺(tái)使用的潤(rùn)滑油品種多，特別是部分潤(rùn)滑油需要進(jìn)口，實(shí)施進(jìn)口潤(rùn)滑油國(guó)產(chǎn)化或性能接近的潤(rùn)滑油進(jìn)行牌號(hào)統(tǒng)一、潤(rùn)滑油優(yōu)化與監(jiān)測(cè)對(duì)提高設(shè)備管理水平具有重要意義。

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1671-0711（2015）04-0046-04

2015-03-02）