HVI Ib 900基礎(chǔ)油在船用氣缸油中的性能評(píng)價(jià)

李旭

中國(guó)石化潤(rùn)滑有限公司上海研究院

由于API I類基礎(chǔ)油具有清凈性好［1］、與添加劑的相溶性好、市場(chǎng)供應(yīng)量大等特點(diǎn)，目前船用發(fā)動(dòng)機(jī)油的生產(chǎn)主要選用API I類基礎(chǔ)油作為原料。為了保證給低速十字頭兩沖程船用發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸潤(rùn)滑提供足夠的油膜強(qiáng)度，其使用的船用氣缸油一般黏度較大，通常為SAE50黏度等級(jí)，在調(diào)制氣缸油成品時(shí)需用到黏度較高的基礎(chǔ)油組分。本文對(duì)中國(guó)石化股份有限公司基礎(chǔ)油資源HVI 1b 900在船用氣缸油中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

本文以中石化生產(chǎn)的HVI Ib 900為基礎(chǔ)油調(diào)合了船用氣缸油5025、50100，考察了調(diào)合油品的理化性能及高溫清凈性、氧化安定性，并與市售同類產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，采用HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油的理化性能、高溫清凈性和氧化安定性與市售產(chǎn)品相當(dāng)。

試驗(yàn)部分

基礎(chǔ)油

試驗(yàn)用HVI Ib 900的典型數(shù)據(jù)見表1。

由表1可見，HVI Ib 900具有較高的運(yùn)動(dòng)黏度、黏度指數(shù)和氧化安定性。

在船用氣缸油中的性能評(píng)價(jià)

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，OEM（原始設(shè)備制造商）對(duì)氣缸油的性能提出了更嚴(yán)格的要求，要求油品具有優(yōu)異的擴(kuò)散性能、清凈分散性能、抗氧化性能等，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和活塞環(huán)等部位的潤(rùn)滑與清潔，同時(shí)要具有合適的堿值以及堿值保持性，防止發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕。隨著航運(yùn)市場(chǎng)形勢(shì)的發(fā)展與排放法規(guī)要求的加嚴(yán)，船用氣缸油的堿值出現(xiàn)較明顯的兩極分化趨勢(shì)，15～40BN等級(jí)的氣缸油產(chǎn)品應(yīng)對(duì)低硫燃料，70BN等級(jí)及以上的氣缸油產(chǎn)品應(yīng)對(duì)高硫重油。因此，本文以HVI Ib 900調(diào)合了有代表性的25BN等級(jí)的船用氣缸油5025和100BN等級(jí)的船用氣缸油50100，考察其在船用氣缸油中的性能表現(xiàn)。

理化性能測(cè)試

主要測(cè)試項(xiàng)目包括總堿值、傾點(diǎn)、水分、運(yùn)動(dòng)黏度、黏度指數(shù)、銅片腐蝕、閃點(diǎn)等。

表1 HVI Ib 900典型數(shù)據(jù)

高溫清凈性測(cè)試

◇曲軸箱模擬試驗(yàn)：采用SH/T 0300—1992《曲軸箱模擬試驗(yàn)方法（QZX法）》。該試驗(yàn)是一種考察內(nèi)燃機(jī)油高溫清凈性的方法，通過使內(nèi)燃機(jī)油飛濺到高溫金屬表面形成漆膜，以此模擬油品在活塞工作時(shí)的成漆情況，通過測(cè)定金屬板上的漆膜評(píng)級(jí)和焦重，考察油品高溫清凈性。本文所用的試驗(yàn)條件：板溫320 ℃，油溫150 ℃，曲軸每30 s進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)/停止切換，試驗(yàn)時(shí)間3 h。

◇熱管試驗(yàn)：采用NB/SH/T 0906—2015《發(fā)動(dòng)機(jī)油熱穩(wěn)定性的測(cè)定 熱管試驗(yàn)法》。該試驗(yàn)是使油品在高溫?zé)峁苤胁粩嘌h(huán)，評(píng)價(jià)最終熱管的清凈性。使用小松色級(jí)來數(shù)值化評(píng)價(jià)熱管，以熱管顏色最暗的部分為評(píng)價(jià)對(duì)象。顏色評(píng)級(jí)從0級(jí)～10級(jí)（黑色～透明），評(píng)級(jí)越高，說明油品高溫清凈性越好。本文所用的試驗(yàn)條件：試驗(yàn)溫度330 ℃，時(shí)間16 h；空氣壓力調(diào)整至30～45 kPa，壓縮空氣流量為（10.0±0.5） cm3/min，注 油單元以（0.31±0.01）出cm3/h的速率推動(dòng)注射器將試驗(yàn)油注入試驗(yàn)熱管中。

氧化安定性測(cè)試

采用SH/T 0719—2002《潤(rùn)滑油氧化誘導(dǎo)期測(cè)定法（壓力差示掃描量熱法）》。該方法通過潤(rùn)滑油在規(guī)定的溫度和壓力下直至氧化放熱反應(yīng)來測(cè)定潤(rùn)滑油在試驗(yàn)溫度下的氧化誘導(dǎo)期，用以表征潤(rùn)滑油的氧化安定性。

結(jié)果與討論

常規(guī)理化性能

采用HVI Ib 900調(diào)制了船用氣缸油5025、50100，考察其常規(guī)理化性能，并與目前市售同類產(chǎn)品的性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表2、表3。

從表2可見，使用HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油5025與市售氣缸油5025相比，在運(yùn)動(dòng)黏度、黏度指數(shù)等理化數(shù)據(jù)上相當(dāng)，傾點(diǎn)略有下降，說明在基礎(chǔ)油換用HVI Ib 900后，能保持油品理化性能在同等水平。

從表3可見，使用HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油50100與市售氣缸油50100相比，運(yùn)動(dòng)黏度、傾點(diǎn)等指標(biāo)相近，黏度指數(shù)有小幅度提升。

高溫清凈性

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸由于直接接觸燃料的燃燒，其工作環(huán)境最為苛刻，需保證在高溫高壓的條件下仍能控制活塞等部位沉積物的生成，因此對(duì)船用氣缸油的高溫清凈性提出了更高的要求。

采用HVI Ib 900調(diào)制的船用氣缸油5025、50100與市售產(chǎn)品的高溫清凈性測(cè)試結(jié)果比較見表4。

由表4可見，使用HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油5025/50100的曲軸箱模擬試驗(yàn)板面結(jié)焦量少，與市售產(chǎn)品性能相近。熱管試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用HVI Ib 900后，船用氣缸油的清凈性持平或略有下降，說明依然可以保持較好的清凈性。

氧化安定性

采用HVI Ib 900調(diào)制的船用氣缸油5025、50100與市售產(chǎn)品的氧化安定性測(cè)試結(jié)果比較見表5。

由表5可見，使用HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油5025/50100與市售產(chǎn)品氧化誘導(dǎo)期相當(dāng)，說明使用HVI Ib 900作為基礎(chǔ)油，產(chǎn)品依然可以保持較好的氧化安定性。

結(jié)論

☆使用HVI Ib 900基礎(chǔ)油調(diào)制的船用氣缸油5025/50100各項(xiàng)理化性能與市售產(chǎn)品相當(dāng)，且高溫清凈性和熱氧化安定性等模擬性能測(cè)試結(jié)果也與市售產(chǎn)品相當(dāng)。

表2 HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油5025與市售產(chǎn)品的理化性能對(duì)比

表3 HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油50100與市售產(chǎn)品的理化性能對(duì)比

表4 HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油與市售產(chǎn)品的高溫清凈性對(duì)比

表5 HVI Ib 900調(diào)合的船用氣缸油與市售產(chǎn)品的氧化安定性對(duì)比

☆通過對(duì)HVI Ib 900基礎(chǔ)油在船用氣缸油中的性能考察，說明該基礎(chǔ)油可以滿足在船用油配方體系的性能要求，為擴(kuò)大該基礎(chǔ)油的應(yīng)用范圍提供了技術(shù)參考。