國內潤滑油品通用化研究現狀*

盧 鵬，許世海，向 碩，王昊康，羅 健

（1.陸軍勤務學院，重慶 401311；2.32724部隊，山西 大同 037000）

摩擦磨損是造成能量消耗和材料損失的重要原因。研究數據表明，世界上約有50%的能量損失是由于摩擦造成的，80%的機械失效是由于磨損所導致[1]。雖然無法避免摩擦磨損的危害，但通過采用潤滑劑可以有效地減小摩擦副表面的摩擦力對摩擦表面的破壞作用，從而有效地減小摩擦磨損帶來的危害。通過在兩個相對運動的接觸表面之間加入潤滑劑，可以生成潤滑膜，使機械得到充分的潤滑，從而起到降低摩擦和磨損，提高能源的利用率，延長設備使用壽命的效果[2]。

隨著時代的發(fā)展，越來越多復雜的機械設備涌現，隨之帶來新的潤滑品種的出現，使得潤滑油（脂）的品種牌號越來越多，產生了油品管理困難，機械的潤滑保養(yǎng)與使用維護作業(yè)效率低下等問題[3]。所以，潤滑劑研究學者和企業(yè)工程師一直把潤滑油品通用化作為一個重要的研究方向。

早在1986年鐵道部第二工程局機械筑路處開始對進口油品的國產代用進行了簡化，并在1988～1990年進行了進一步的優(yōu)化，將替代油品應用于實裝產生較高的效益。然而，后續(xù)的油品通用化工作相對較為滯后，直到近些年，潤滑技術的發(fā)展越來越多高品質油品的研制，使得油品通用化的研究才逐漸深入[4]。

1 潤滑油通用化

潤滑油一般為不易揮發(fā)的油狀潤滑劑，用在各類機械設備上以減少摩擦磨損，使設備處于良好的運行狀態(tài)，主要起潤滑、密封、冷卻、防銹、清潔、絕緣和緩沖等作用[5]。

米賢才等[6]在核電站轉動機械的潤滑油通用化研究中提出，通用化能夠使核電站潤滑油品種牌號減少，潤滑油品的購買和儲存成本降低，有利于潤滑油品的管理，并能提高工作人員在潤滑工作時的效率。在通用化進程中主要采用以下幾個步驟：（1）確立替代油品范圍；（2）從中選擇替代油品；（3）進行替代油品關鍵性能實驗；（4）開展替代油品技術分析。在這個過程中，一般把平時用的較多的品種、牌號作為替代油品，把平時不常用的且不好籌措的油品作為被替代油品，并把理化和摩擦學性能是否符合潤滑基本要求作為一種油替代另一種油的依據。

李軻等[7]針對火電廠機械設備所用潤滑油品種類繁多、不同機械用油混亂、油品使用方案不完善等問題，基于用油品種最小化、用油成本最低化、機械潤滑最優(yōu)化的原則，利用大數據分析方法，對機械設備在不同潤滑油及不同工況下使用狀況進行分析，提出設備用油通用化方案。通過潤滑油通用化，使得牌號等級過高油品的使用大幅減少，用油成本大大下降;油品管理和潤滑的各環(huán)節(jié)得到優(yōu)化，從而提高了機械設備的潤滑管理效率。李軻還提出了機械設備用油通用化6項原則:（1）對黏度等級相同、性能相似的油品統(tǒng)一品牌;（2）滿足潤滑條件下，油品黏度等級越小越好;（3）同一種類型設備統(tǒng)一規(guī)范用油;（4）滿足潤滑條件下，可適當降低部分設備所用油品性能等級;（5）根據不同工況為設備選擇潤滑效果更好的油品;（6）替代油品盡量選擇易籌措牌號。

王沛沛[8]針對火電廠油品種類牌號繁多、工作人員進行潤滑操作時不符合規(guī)范等問題，提出了潤滑油通用化方案。首先，統(tǒng)計和分類不同機械上的在用油品；然后，對現場機械在用的油品和新油分別進行檢測，初步了解各類油品性能指標及機械用油要求，形成油品通用化結果；最后，在線監(jiān)測替換油品在一段時間內的使用狀況，如有異常及時查明原因。

楊新強[9]針對目前海上采油平臺使用的潤滑油種類繁多，尤其是部分潤滑油需要進口的現狀，提出進口潤滑油國產化，對種類相同、性能相近的潤滑油統(tǒng)一牌號。潤滑油的優(yōu)化與在線監(jiān)測能夠較為有效地提升設備管理水平。

陳光福[10]分析了重鋼潤滑油使用現狀，通過確定潤滑油選型基本目錄、優(yōu)化和界定高品質潤滑油、推行進口油品國產化、淘汰部分潤滑劑等方式優(yōu)化和整合潤滑油品種，降低設備潤滑油消耗。提出了用國產油替換進口油，一般要遵循的原則：黏度和閃點一般不得超過10%；品種為同類型，用等級較高的代替等級較低的；根據設備的載荷、速度、溫度及其他工況，確定設備用油性能指標的主要程度，主要性能指標一定要接近，一般性能指標基本接近，次要指標沒大問題就可以。根據這些要求初步篩選國產油品，再與進口油品進行對比試驗，包括摩擦系數試驗、黏度試驗、腐蝕試驗、實機試用試驗等。

宋開財等[11]針對船用工業(yè)齒輪油黏度等級寬、油品種類多、通用化水平低等問題研究其簡化的可行性，通過摩擦磨損試驗得出摩擦副表面間的摩擦系數、接觸電阻在不同速度和溫度下的變化趨勢，考察了6種齒輪油抗磨減摩性能。綜合考慮船用工業(yè)齒輪油的理化和摩擦學性能，提出了相應的簡化方案。

韓旭等[12]對海上浮式生產儲油船進口內燃機組潤滑油國產化進行了研究。開始利用現場調研、原潤滑油和替代潤滑油的混容試驗等方式，確定替代潤滑油的品種;隨后提出油品更換時間和更換方式、油樣取樣周期等換油方案;最后監(jiān)測內燃機組換油后潤滑油各項指標變化，在運行4000h后檢測機組摩擦副磨損情況，論證其潤滑油換型方案的可行性。

田新生等[13]為實現制氧機組的最優(yōu)潤滑，對其中潤滑油品進行替代試驗，在空壓機、膨脹機、增壓機和氮壓機內添加長城L-TSA/LF46長壽命汽輪機油，隨后對設備進行使用評測。在設備運行一個月、半年、一年、二年的情況下，分別對油品使用性能和設備磨損狀況進行測試分析，并對該長城汽輪機油與進口渦輪機油進行關鍵數據對比，可以得出結論：長城長壽命汽輪機油使用性能效果優(yōu)于BP、ESS0渦輪機油。

彭宏業(yè)等[14]通過對某國產航空潤滑油和進口航空潤滑油的高溫模擬氧化試驗，對比了兩種油品在不同溫度氧化下理化性能、摩擦學性能和氧化安定性能的變化，結果發(fā)現：任何氧化溫度條件下，國產航空潤滑油對比進口航空潤滑油，其黏度和酸值更穩(wěn)定，抗磨性能更好，高溫氧化性能更為優(yōu)異。

馮彥輝等[15]為冶金行業(yè)中的馬鞍山鋼鐵提供潤滑技術服務，針對鋼鐵廠設備運行環(huán)境溫度高，環(huán)境惡劣，污染嚴重等情況，通過現場調研、制定全面潤滑油方案、技術交流推介會、油品混兌試驗、油品保供、背書效應、跟蹤服務等技術步驟對潤滑油品進行優(yōu)化，提出國內競品潤滑油對國外競品潤滑油的替代方案，為馬鋼大大節(jié)約潤滑成本，實現節(jié)能減排，也為下一步在其他冶金行業(yè)中推廣應用打下良好的基礎。

馬超等[16]針對大亞灣核電基地潤滑油品種類繁多（超120種），開展油品通用化工作。將非關鍵系統(tǒng)設備往關鍵系統(tǒng)設備用油靠攏，油品替代不改變當前設備加換油周期等為通用化原則，以性能指標對比和設備選用油依據為選型優(yōu)化方法，通過對同性能油品進行替代和同類設備用油歸一化來實現油品的簡化，綜合考慮油品使用、采購、成本，使相關倉儲、采購、技術工人從中獲益。

羅健等[17]以10#、15#航空液壓油為研究對象，通過紅外光譜表征分析兩種油的成分，再分別對兩種油品進行理化性能測試、橡膠相容性試驗和模擬氧化試驗，發(fā)現15#航空液壓油氧化安定性和抗剪切能力要明顯優(yōu)于10#航空液壓油，但其橡膠相容性略差于10#航空液壓油，為15#航空液壓油替代10#航空液壓油提供了實驗依據，也為其他油品的替代提供了具體實驗方案。

劉俊明等[18]為了解決工程上傳動裝置潤滑油種類繁多、選用困難的問題，以性能優(yōu)異的潤滑油替代近似油品，將潤滑油的種類進行簡化，并采用科學合理的方法選用潤滑油。選用15種常用齒輪潤滑油，首先，開展了高/低剪切率流變實驗和極壓實驗，提出了潤滑油黏度指標預測公式，比較了各種潤滑油的極壓特性；其次，基于光彈流膜厚測量實驗臺研究了不同油品的成膜能力；進而研究了不同油品的摩擦減磨性能，提出了油品簡化方案；最后，發(fā)展了基于彈流潤滑計算的潤滑油黏度的確定方法。

2 潤滑脂通用化

潤滑脂由基礎油、稠化劑和添加劑組成，是一種油脂狀的半固體物質，在機械設備中起到潤滑、密封、防護等作用[19]。目前，在航空航天、工程機械、車輛等各個行業(yè)的潤滑系統(tǒng)中具有廣泛的應用[20]。

美軍的汽車與火炮潤滑脂規(guī)格，自1947年提出設想至今，半個世紀以來已經過7次修訂，從MILG-10924 A發(fā)展到現在的MIL-PRF-10924 G，漸臻完善，對我軍汽車與火炮潤滑脂的研究和應用產生了一定影響。隨著現代科學技術的高度發(fā)展，武器裝備的現代化程度也越來越高，對潤滑脂的要求也不斷提高。為適應日趨苛刻的使用條件，研究人員已更注重長壽命、多用途的潤滑脂，或能與特殊部位同等壽命的潤滑脂的開發(fā)，以節(jié)約能源，減少保障費用，延長裝備使用壽命，推動潤滑脂的通用化進程[21]。

譚勝[22]研制出了一種汽車與火炮通用潤滑脂，對其配方、制備流程及關鍵使用性能進行了詳細介紹,并分析了潤滑脂的基礎油、稠化劑、添加劑等組分對性能的影響。實驗結果表明,其關鍵性能符合美軍標MIL-PRF-10924G,是目前在用油品的一個很好的替代選擇。

王佳[23]針對國產某裝備特種潤滑脂難以購買且價格過高，部分關鍵性能難以滿足潤滑要求等問題，研發(fā)出一種新型潤滑脂配方。一方面，該潤滑脂能提高產品性能，并能適應我國環(huán)境條件，對裝備有較好的潤滑效果；另一方面，新型潤滑脂的成本較低，籌措運輸方便，能大大提升潤滑油品保障的效率。

陳學軍[24]對我軍及外軍地面裝置用潤滑脂的現狀及發(fā)展趨勢進行了歸納分析,論述了新型潤滑脂的配方和制備工藝。該脂具有較好的潤滑性、膠體安定性、耐高低溫性、機械安定性和耐水安定性，其主要創(chuàng)新是：（1）首次合成復合鋰鈣稠化劑，該劑既具有復合鋰皂耐高溫性好的優(yōu)點，又具有鈣皂良好的耐水安定性和膠體安定性；（2）研究出兩步法皂化制備工藝，只經過一次升溫和降溫過程；（3）解決了極壓、抗磨劑與防銹劑相對抗的矛盾。經國家質量認證機構性能評定，該脂主要性能指標符合美軍標MIL-G-10924F，在國際上也處在同類產品的先進水平。通過理化性能測試和實裝試驗,發(fā)現該脂各項性能指標優(yōu)異，符合實裝使用要求，能夠作為部隊現用軍械潤滑脂的通用化用脂,能全炮通用，也能在不同區(qū)域不同季節(jié)通用。

3 防護油通用化

防護油是一種武器保養(yǎng)油，它同時具有潤滑、清潔、防護功能。一方面，它能有效清除射擊殘留物和其他附著物等；另一方面，在一定程度上能提供防護作用（不超過30d）。所以防護油的正確使用能夠延長武器系統(tǒng)使用壽命，使其保持良好的運作狀態(tài)。最新一版防護油標準是MIL-PRF-63460E規(guī)格，由美國國防部于2006年發(fā)布[25]。

譚勝等[26]研制了一種PTFE潤滑防護油，對配方、制備流程及理化和摩擦性能進行了簡要介紹，分析了添加劑對油品性能的影響。實驗結果表明，PTFE潤滑防護油在潤滑性、防銹性和防護性能上都較優(yōu)，并且制備簡單，對武器裝備的保養(yǎng)能起到較好的效果。該油品的研制為防護油品通用化提供了一個新的研究方向。

王鵬新等[27]首先對國內外武器裝備防護油的應用和現狀進行了分析，然后確立先分后合的總體研究思路，制定了研制進程，包括制定戰(zhàn)術技術指標、研制基礎油、復合防銹劑和火藥殘渣清洗劑，最終研制出一種通用裝備防護油。該油具有優(yōu)異的防護性能，在去除火藥殘渣方面也有良好的效果，能夠南北方、冬夏通用。另外，該油品可大幅減少武器裝備的維護保養(yǎng)次數，提高武器裝備的保養(yǎng)質量，從而延長武器裝備的使用壽命，產生巨大的軍事經濟效益。

4 結語

油品通用化對于我國潤滑油品的發(fā)展和機械設備的高效潤滑具有重要的意義。首先，通過對油品品種的簡化，方便了油品的管理和儲存，也便于機械操作人員熟悉了解油品使用性能；其次，由于通用化后的油品性能效果更好，使用壽命長，從而延長了換油周期，使機械設備的使用壽命得到相應的延長；再次，潤滑油品在南北方的跨區(qū)域使用效果更好，也減少了季節(jié)氣候的影響；最后，對進口油品的國產化一方面提高了經濟效益，另一方面也減少了國外油品技術方面的掣肘。

目前，我國油品通用化研究正在逐漸深入，但也暴露出油品替代流程較為簡單，沒有一套科學的論證體系、關鍵機械不敢用替代油品等問題。下一步，針對關鍵機械的替代油品研究，并形成一套科學的論證體系是重點研究方向，從而推動國內潤滑油品的通用化的進程。