從基礎(chǔ)油出發(fā)避免渦輪機(jī)油結(jié)膠

2017-01-06   來源：潤滑油情報(bào)

    減少結(jié)膠——一種不溶于油的有機(jī)固體污染物，很難從機(jī)械元件表面移除——是當(dāng)下供電行業(yè)的燃?xì)廨啓C(jī)使用者需要解決的第一難題。充足的天然氣資源促使了燃?xì)鈩?dòng)力渦輪機(jī)的使用。有些燃?xì)廨啓C(jī)的軸承和液壓回路使用同種潤滑油，其伺服閥的清拆頻率較小，容易出現(xiàn)結(jié)膠，從而引起機(jī)器故障。精準(zhǔn)的空燃比有利于讓干燥的低氮氧化合物燃燒器正常工作，而且它對伺服閥的結(jié)膠產(chǎn)生情況也有影響。

�？松�美孚一項(xiàng)調(diào)查顯示，在潤滑油持續(xù)六年的壽命里，有接近40%燃?xì)廨啓C(jī)曾經(jīng)或正在出現(xiàn)結(jié)膠現(xiàn)象。這些燃?xì)廨啓C(jī)的初裝油都是潤滑油大公司供應(yīng)的。燃?xì)廨啓C(jī)的使用者也知道，結(jié)膠的形成會(huì)影響機(jī)器的正常工作，弱化設(shè)備的性能，引起意外的故障，導(dǎo)致生產(chǎn)力下降。

結(jié)膠的主要成因有三個(gè)：潤滑油氧化，氧化反應(yīng)導(dǎo)致潤滑油分解；高溫降解，這主要發(fā)生在300℃以上；內(nèi)部產(chǎn)生的或者外面進(jìn)入的污染物。

改善結(jié)膠的檢測和防護(hù)措施都能控制以上三種情況，但是，最好的應(yīng)對方法還是使用能夠避免形成結(jié)膠的渦輪機(jī)油。合適的基礎(chǔ)油和添加劑能夠減少污染物沉淀和潤滑油氧化，避免靜電，同時(shí)保持系統(tǒng)的過濾性，而這些都有利于避免結(jié)膠形成。

基礎(chǔ)油是基礎(chǔ)

潤滑油的基本成分是基礎(chǔ)油。APIⅠ、Ⅱ、Ⅲ類基礎(chǔ)油是當(dāng)下最常用的基礎(chǔ)油。Ⅳ類基礎(chǔ)油（PAO油）屬于合成基礎(chǔ)油，它具有非常優(yōu)越的高溫性能和氧化穩(wěn)定性，但是成本較高。Ⅴ類基礎(chǔ)油比較特殊，它已經(jīng)成功與其他基礎(chǔ)油混合使用。

以前，Ⅰ類基礎(chǔ)油是渦輪機(jī)油的首選，其粘度指數(shù)范圍在90到120之間。Ⅰ類基礎(chǔ)油通過簡單的溶劑精制工藝制取而來。

Ⅱ類基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)范圍與Ⅰ類基礎(chǔ)油的相近，Ⅱ類基礎(chǔ)油由加氫工藝制取，具有較高的烴飽和度。因此，Ⅱ類基礎(chǔ)油的抗氧化性能更好。

Ⅲ類基礎(chǔ)油比較先進(jìn)，它由加氫工藝或者天然氣制油工藝制取。其粘度指數(shù)超過120，這意味著它的工作溫度范圍更廣。

渦輪軸承溫度能夠達(dá)到120℃，當(dāng)設(shè)備的金屬、潤滑油污染物以及外部進(jìn)入的空氣與高溫相遇，這時(shí)極易出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油具有更優(yōu)秀的高溫性能，不容易出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)

除去實(shí)地測試，臺架試驗(yàn)也許是最能準(zhǔn)確地反映潤滑油結(jié)膠形成特性的方式了。臺架試驗(yàn)?zāi)�擬了真實(shí)使用情況，而且試驗(yàn)中形成結(jié)膠的化學(xué)原理與實(shí)際的相近。

卡澀是伺服閥臺架試驗(yàn)失敗的關(guān)鍵因素。閥芯控制閥門的位置，當(dāng)閥芯發(fā)生故障時(shí)伺服閥卡澀。這樣導(dǎo)致油流上升，超調(diào)量過大。

臺架試驗(yàn)主要用來檢測伺服閥卡澀出現(xiàn)的時(shí)間。但是，通過檢測沉淀物，臺架試驗(yàn)也可以用來確定系統(tǒng)（包括過濾器和機(jī)油箱）的清潔度和正在使用的潤滑油的情況。

在�？松�美孚的臺架試驗(yàn)中，人們發(fā)現(xiàn)高質(zhì)基礎(chǔ)油比低質(zhì)基礎(chǔ)油更加優(yōu)秀。APIⅢ類基礎(chǔ)油和精心挑選的添加劑制備的渦輪機(jī)油勝于Ⅰ類和Ⅱ類基礎(chǔ)油制備的機(jī)油，前者比后者至少多出500個(gè)工作小時(shí)才出現(xiàn)伺服閥卡澀情況。

臺架試驗(yàn)結(jié)果比真實(shí)體會(huì)的感受更直觀，實(shí)驗(yàn)室測試能夠給人們提供有效的啟發(fā)。潤滑油老化實(shí)驗(yàn)通過檢測油品在酸性物質(zhì)增加和溫度升高的時(shí)候表現(xiàn)出來的性能，方便人們改進(jìn)潤滑油配方。

在�？松�美孚的一個(gè)潤滑油老化測試中，一款Ⅲ類基礎(chǔ)油潤滑油比另一款用Ⅰ類和Ⅱ類基礎(chǔ)油復(fù)合劑制成的潤滑油表現(xiàn)更優(yōu)秀。后者在工作1344個(gè)小時(shí)候之后開始降解。此時(shí)的潤滑油試樣含有過量難溶污染物，容易形成結(jié)膠。相反，前者在工作2352個(gè)小時(shí)后才開始出現(xiàn)降解現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)室潤滑油老化測試的結(jié)果與伺服閥結(jié)膠臺架試驗(yàn)的結(jié)果相同，Ⅲ類基礎(chǔ)油的性能還是勝于Ⅰ類、Ⅱ類。

實(shí)地實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室測試能夠有效反應(yīng)產(chǎn)品的真實(shí)使用情況，但是實(shí)地實(shí)驗(yàn)的地位仍然無可替代。實(shí)地實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不出所料，Ⅲ類基礎(chǔ)油還是比Ⅰ類、Ⅱ類更勝一籌。
有一個(gè)案例是關(guān)于5臺正在進(jìn)行周期檢修的GE Frame 7EA汽輪機(jī)的，它們在1992年使用當(dāng)時(shí)主流的Ⅰ類基礎(chǔ)油渦輪機(jī)油作為初裝油。在僅僅工作6000個(gè)小時(shí)后，這些渦輪機(jī)的伺服閥開始卡澀，伺服閥的預(yù)過濾器也開始堵塞。預(yù)過濾器安裝在噴嘴前面，噴嘴往軸承上噴油，預(yù)過濾器能夠阻擋污染物進(jìn)入主系統(tǒng)過濾器。要想設(shè)備持續(xù)工作，就得經(jīng)常更換伺服閥和預(yù)過濾器。每臺過濾器價(jià)值3200美元，再算上更換時(shí)機(jī)器停工的損失，真是一筆昂貴的費(fèi)用。

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