淺談工程機(jī)械在西非貝寧項(xiàng)目施工中油脂的選擇

于永江

（大慶油田工程建設(shè)有限公司資源共享中心物資裝備部，黑龍江 大慶 163000）

1 項(xiàng)目概況

貝寧原油外輸管道項(xiàng)目線路管道全線采用埋地鋪設(shè)方式，線路全長(zhǎng)675km，設(shè)計(jì)壓力9.0MPa，管徑D508mm，管道材質(zhì)為X65?，F(xiàn)場(chǎng)施工包含陸地施工及大型河流穿越施工。

2 自然環(huán)境

貝寧位于西非中南部的幾內(nèi)亞灣沿岸，全境南北狹長(zhǎng)，南窄北寬。東臨尼日利亞，東北與尼日爾交界，西北與布基納法索相接，西與多哥接壤，南瀕大西洋，國(guó)土面積11.26萬km2。該地區(qū)屬熱帶氣候，全年高溫。大部分地區(qū)盛行西南風(fēng)，雨量較充沛。南北分為2個(gè)氣候區(qū)。在距海岸線約200km的沿海平原，屬熱帶雨林氣候，年降水量1300mm，氣溫為22℃～34℃。

3 液壓油的選用

液壓油是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、抗磨、系統(tǒng)潤(rùn)滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對(duì)于液壓油來說，首先應(yīng)滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動(dòng)溫度下對(duì)液體黏度的要求，由于潤(rùn)滑油的黏度變化直接與液壓動(dòng)作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān)，還要求油的粘溫性能和剪切安定性應(yīng)滿足不同用途所提出的各種需求。工程機(jī)械等的液壓系統(tǒng)使用液壓油作為工作介質(zhì)，這類液壓系統(tǒng)中油液的流速不大而壓力較高，故稱為靜壓傳動(dòng)。液壓油質(zhì)量的優(yōu)劣將在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的工作可靠性和使用壽命。通常對(duì)液壓油的質(zhì)量要求有如下幾點(diǎn)。

（1）抗磨損性能：液壓系統(tǒng)工作中，液壓油要在高壓下承受液壓泵的慣性力和系統(tǒng)閥芯的摩擦阻力，以及各液壓缸的摩擦阻力，因此液壓油要有良好的抗磨損性能，以保障系統(tǒng)的正常工作。

（2）防銹、抗氧化性能：液壓油要有良好的防銹和抗氧化性能，能夠減少液壓系統(tǒng)內(nèi)部零件的腐蝕和氧化，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。

（3）抗泡沫性能：液壓油要有良好的抗泡沫性能，以避免在高速工作時(shí)因?yàn)橛椭信菽^多引起系統(tǒng)出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定的情況。

（4）溫度特性：液壓油在不同的溫度下其流動(dòng)性能、黏度、流量等特性均不同，因此需要選用適合的液壓油，在不同的工作溫度下保持穩(wěn)定的性能。

由于設(shè)備所處施工環(huán)境常年高溫，目前抗磨液壓油里L(fēng)-HV型號(hào)液壓油是高黏度指數(shù)的合成液壓油，具有優(yōu)異的低溫流動(dòng)性和高溫穩(wěn)定性，適合高溫作業(yè)場(chǎng)合，因此本次推薦使用HV型號(hào)液壓油。本次施工設(shè)備多為柱塞泵和齒輪泵，為避免液壓油黏度過低導(dǎo)致液壓設(shè)備的內(nèi)、外泄漏，液壓系統(tǒng)工作壓力不穩(wěn)，壓力降低，避免泵體磨損，同時(shí)考慮液壓系統(tǒng)的新舊程度和室外工作環(huán)境，在實(shí)際使用過程中以VG46號(hào)液壓油為主。

4 冷卻液的選用

冷卻液通過吸熱、傳熱和冷卻的循環(huán)過程，有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱并提高熱效率，因此正確選用冷卻液對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命至關(guān)重要。冷卻液選擇主要考慮以下因素：

（1）溫度范圍：冷卻液的溫度范圍應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度匹配。一般而言，冷卻液的工作溫度應(yīng)在-25℃～120℃之間。過低的溫度會(huì)導(dǎo)致冷卻液凝固，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行；而過高的溫度則會(huì)使冷卻液過熱，降低散熱效果。

（2）耐腐蝕性：冷卻液應(yīng)具有良好的耐腐蝕性，能夠保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的金屬部件。發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部金屬部件往往會(huì)與冷卻液直接接觸，如果冷卻液具有較強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)導(dǎo)致金屬部件受損，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。因此，選用耐腐蝕性好的冷卻液非常重要。

（3）防銹性：冷卻液中的防銹劑可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部金屬部件生銹。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生水蒸氣和氧氣，容易使金屬部件發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致部件生銹。防銹劑能夠形成一層保護(hù)膜，防止金屬部件與氧氣接觸，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

（4）穩(wěn)定性：冷卻液應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性，能夠在不同溫度下保持其性能不變。穩(wěn)定的冷卻液可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的正常運(yùn)行，并且能夠有效地吸熱和傳熱。

（5）環(huán)保性：冷卻液的選用還應(yīng)考慮其環(huán)保性。環(huán)保的冷卻液能夠減少對(duì)環(huán)境的污染，并且對(duì)人體健康無害。因此，選擇環(huán)保型冷卻液是保護(hù)環(huán)境的一種重要舉措。

乙二醇是一種常用的設(shè)備冷卻液，無色微粘液體，沸點(diǎn)為197.4℃，冰點(diǎn)為-11.5℃。它可以與水以任意比例混合，混合后，乙二醇會(huì)改變冷卻水的蒸氣壓，從而顯著降低冰點(diǎn)。乙二醇價(jià)格便宜、安全性高，同時(shí)具有強(qiáng)防凍能力和耐腐蝕性。乙二醇是有毒的，但由于其高沸點(diǎn)，不會(huì)蒸發(fā)形成蒸氣被人吸入體內(nèi)從而中毒。乙二醇具有很強(qiáng)的吸水性，所以儲(chǔ)存容器應(yīng)該密封以防止吸水后溢出。由于水的沸點(diǎn)比乙二醇低，所以在缺少冷卻液時(shí)，可以添加凈水。使用過的防凍液可以回收利用，可以通過沉淀、過濾、加水和補(bǔ)加防腐劑等處理過程，一般可使用3～5年。綜合考慮適用溫度、耐腐蝕性、穩(wěn)定性、環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)因素，本次施工設(shè)備均選用乙二醇冷卻液。

5 潤(rùn)滑脂的選擇

機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑脂的主要功能：潤(rùn)滑、防護(hù)與密封。

潤(rùn)滑作用：潤(rùn)滑脂具有減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)的2個(gè)摩擦副表面磨損的作用。

防護(hù)作用：潤(rùn)滑脂可隔絕或減少摩擦副表面或物體表面與腐蝕性物質(zhì)接觸，起到減少或減緩化學(xué)作用對(duì)材料表面侵蝕與破壞的作用，包括防銹、防腐蝕和抗水性等。

密封作用：潤(rùn)滑脂可為一些零部件間接觸面提供密封作用。

在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，從以下6個(gè)方面考慮使用哪種潤(rùn)滑脂。

（1）考慮潤(rùn)滑部位的工作溫度：機(jī)械摩擦部位的溫度高低及溫度變化，對(duì)潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑作用和使用壽命有著決定性的影響，潤(rùn)滑部位的工作溫度是選擇潤(rùn)滑脂的重要依據(jù)。

（2）考慮潤(rùn)滑部位的負(fù)荷。根據(jù)承載負(fù)荷可以分為極壓脂與普通脂，潤(rùn)滑脂需要能承載潤(rùn)滑部位的負(fù)荷才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的潤(rùn)滑保護(hù)作用。

（3）考慮潤(rùn)滑部位的速度：由于潤(rùn)滑脂屬于流變體系，它的相似黏度隨剪切速率而改變。因此，潤(rùn)滑脂的物理狀態(tài)和潤(rùn)滑作用對(duì)潤(rùn)滑部件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度特別敏感，這一點(diǎn)與潤(rùn)滑油有所不同。

（4）考慮潤(rùn)滑部位的環(huán)境和所接觸的介質(zhì)：潤(rùn)滑部位所處的環(huán)境和所接觸的介質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑脂性能有極大的影響，因此，在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，應(yīng)慎重考慮。

（5）考慮潤(rùn)滑脂的加注方式：潤(rùn)滑脂的加注方法有人工加注和泵集中加注。涂抹、填充、脂槍加注、脂杯加注等都屬于人工加注。

（6）從綜合效益方面考慮：選用潤(rùn)滑脂時(shí)不能僅僅關(guān)心其價(jià)格高低，更要看其是否能延長(zhǎng)潤(rùn)滑周期、降低檢修費(fèi)用等。只有綜合效益突出的潤(rùn)滑脂，才是適用的潤(rùn)滑脂。

大量試驗(yàn)表明,溫度越高,潤(rùn)滑脂的壽命下降越明顯。如溫度在90～120℃時(shí),溫度每升高19℃,脂的壽命約降低一半，而在120～150℃時(shí),溫度每升高15℃,脂的壽命也將下降一半。此外,潤(rùn)滑脂使用環(huán)境中的水分、塵埃和有害氣體等也是使其劣化的重要因素。所以選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，主要應(yīng)考慮摩擦副的工況(負(fù)荷,速度、溫度),工作狀態(tài)(連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),有無振動(dòng)和沖擊等)和工作環(huán)境(濕度、氣溫,空氣污染程度等)。潤(rùn)滑脂的使用溫度應(yīng)至少低于其滴點(diǎn)20～30℃，在使用溫度高時(shí)，應(yīng)選擇抗氧化性能好、蒸發(fā)損失小和滴點(diǎn)高的脂。

綜合考慮，本次施工中選用二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂，該脂耐熱性好、抗水性、防銹性好，極壓性能好，使用溫度-20～120℃，最高使用極限甚至達(dá)到150℃，適用于負(fù)荷較高或有沖擊負(fù)荷的部件，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行有效潤(rùn)滑防護(hù)。在使用過程中二硫化鉬潤(rùn)滑脂不能與其他油脂混用，同時(shí)要注意加注新脂前應(yīng)該將舊脂完全排出，依據(jù)實(shí)際工況決定潤(rùn)滑脂的加注頻率，選擇有效加注工具進(jìn)行加注。

6 密封墊的選擇

密封墊廣泛用于工程機(jī)械及柴油機(jī)的管道、殼體的結(jié)合面的靜密封中，以其彈性變形填補(bǔ)零件結(jié)合面的不平度,切斷泄漏通道,增加泄漏阻力,或承受內(nèi)外側(cè)壓力差等方式防止流動(dòng)介質(zhì)(氣體,冷卻水、潤(rùn)滑油、齒輪油,液壓油、制動(dòng)液等)泄漏。目前，常用的密封墊主要有以下幾種：

（1）橡膠材質(zhì)：挖機(jī)墊圈通常采用橡膠材質(zhì)，因?yàn)橄鹉z材質(zhì)具有良好的密封性、耐高溫、抗老化和防水性能。橡膠墊圈的密封性能好，可以防止油滲漏和灰塵滲入，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。此外，橡膠墊圈還能滿足不同機(jī)型和挖掘條件下的要求，更容易加工成各種形狀和尺寸。

（2）聚氨酯材質(zhì)：聚氨酯墊圈也是一種挖機(jī)墊圈材質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是具有更好的耐磨損性、耐低溫和耐化學(xué)腐蝕性。聚氨酯材質(zhì)的墊圈在冷卻油或散熱水等介質(zhì)中運(yùn)行時(shí)，性能穩(wěn)定，減少了更換墊圈的損失，省去了不必要的停機(jī)維修時(shí)間。

（3）金屬材質(zhì)：金屬墊圈通常用于挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、氣門、傳動(dòng)系統(tǒng)和其他關(guān)鍵部件。金屬材質(zhì)的墊圈具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐磨損等特點(diǎn)。在高負(fù)荷、高密封和高溫度條件下，金屬墊圈能夠長(zhǎng)時(shí)間保持其性能和形狀，減少了機(jī)器的故障率。

本次施工的工程機(jī)械各管路結(jié)合面狹窄而光滑，此時(shí)在相同螺栓擰緊力的情況下金屬密封墊有較大的壓緊力,可以保持足夠的密封度，保障設(shè)備正常運(yùn)行。

7 運(yùn)輸準(zhǔn)備工作

該批設(shè)備采用海運(yùn)的交通方式，整體海上航行周期大約需要3個(gè)月。為避免設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間暴露受到海水腐蝕，在設(shè)備集結(jié)前需要整體噴漆防護(hù)，不能噴漆部位需整體涂抹潤(rùn)滑脂，裝船集結(jié)前需以苫布整體包裹防護(hù)，以達(dá)到防海水腐蝕及銹蝕的效果。

8 結(jié)語

當(dāng)前不同施工環(huán)境對(duì)工程機(jī)械提出了更高的要求，為保障施工設(shè)備安全高效運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用周期，選用合適的潤(rùn)滑油脂尤為重要。在今后的施工過程中，需加強(qiáng)對(duì)操作手的培訓(xùn)教育，提升操作人員潤(rùn)滑保養(yǎng)意識(shí)，業(yè)務(wù)管理人員根據(jù)實(shí)際工況和環(huán)境編制潤(rùn)滑手冊(cè)，選擇合適的潤(rùn)滑油脂，對(duì)設(shè)備開展按質(zhì)換油。