潤滑(huá)脂的高溫(wēn)性能及其科學應用

2014-09-11

周蘇平
埃克森美孚(中國(guó))投資有限公司總工程師
  隨著工(gōng)業化水平的提升和各行業的(de)發展,越來越多機械設備的潤滑部位(wèi)處(chù)於高(gāo)溫環境(jìng),選擇具有傑出高溫性能的潤滑脂對滿(mǎn)足設備的高溫潤滑要求無疑具有重要的意義。但是,同一款潤滑脂產品依據不同原理、采用不同方法測定出的(de)潤滑脂(zhī)高溫極限值會有很(hěn)大的區別,如果在(zài)不清楚(chǔ)這些高溫值測(cè)定(dìng)背後的原理,隻(zhī)憑(píng)借產品所宣稱的(de)耐高溫值而進行(háng)采購或製定潤滑方案可能會事與願違,並對機械設備的運行產生不良的(de)後(hòu)果。
  滴(dī)點——評(píng)定高溫性能的老方法
  過去,宣稱為(wéi)高溫潤滑脂的依據通常(cháng)是其“滴點”。“滴點”代表的是在測試中潤滑脂內的增稠劑失效,即增稠劑失去凝聚作(zuò)用(yòng),不能保持內(nèi)部油時的溫度。“滴點”主要是被用來在生產質量控製試驗(yàn)中確定正確的增稠劑形成(chéng)的(de)參數,而非表現潤滑脂性能的指示參數。滴點溫度並不代(dài)表潤滑脂的實際耐高溫性能的情況,而人們也無法(fǎ)用滴點溫度數值減去某一數值的方法得到潤(rùn)滑脂(zhī)的實際耐高溫值。
  軸(zhóu)承測試——現代評定方法
  確定潤滑脂高(gāo)溫性能的較(jiào)好方法是標準軸承測試。這種測試通過提高操作強度以加速潤滑脂的老化過程,從而來測試潤滑脂的(de)高溫性能。限製潤滑(huá)脂(zhī)高溫性能的因素包括因增稠劑和基礎油的氧化而引起的老化,和由於潤滑脂析油(yóu)和蒸發而引起的基礎油的損失。總的(de)來說,軸承測試這種動態潤滑脂測定方法更能體現(xiàn)潤滑脂在日常機械運作中的真(zhēn)實情況,因(yīn)而(ér)基於這種方法測定的Z高(gāo)極限溫度比(bǐ)基(jī)於滴點所得的數值更(gèng)為真實可靠。
  有多種不同類型的軸承測(cè)試方法(fǎ)都可以用來評估潤滑脂的極限高溫,這些不同的測試方法都會用到一(yī)個基本的裝置,那就是軸承(chéng)被安裝在五套平行擺放的相同(tóng)的設備上進行測試。根據每(měi)套設備上潤滑脂失效(xiào)的時(shí)間,並利用威布爾(Weibull)統計法(fǎ)就可以(yǐ)確定50%的軸承(chéng)停止(zhǐ)正常運作的時間點,即所謂被測試潤滑脂在(zài)給定溫度下的“L50”壽命,由此得出潤(rùn)滑脂的高溫極限。
  高(gāo)溫潤滑脂的(de)軸承測試的具體方(fāng)法主要包括:
  ·ASTM
  D3336測試:該方法一(yī)般讓五個6204滾珠軸承以10000轉/分(fèn)鍾(zhōng)的(de)速度(dù)按照持續運行20小時後停(tíng)止4小時的循環連續運作(zuò),直至潤滑脂出現溫度劇增或軸承出現扭矩(jǔ)過大的(de)情況,即可判定潤滑脂失效。
  ·SKF
  R0F+測試:在此測試中,五個測試裝置上各安裝兩個6204試驗滾珠軸承,並讓它們(men)連續運(yùn)行。軸承溫度劇(jù)增時,說明潤滑脂(zhī)失效。此實驗裝置的運轉速度和載荷(hé)可以靈活改變,但通常(cháng)采用較輕(qīng)載荷並把速度設定為10000轉/分鍾。一般根據L50壽(shòu)命超過1000小時(shí)中出現(xiàn)的Z高(gāo)溫度來確定潤滑脂的連續運行溫度上限值。
  .DIN
  51821(或FE9)測(cè)試:采用7206B向心止推滾珠軸承(chéng),並使其在三種標準模式中的任意一種模式下運行。方法A為在無密封蓋的軸承中注入2ml潤(rùn)滑脂(zhī),並施加大小為1500N的軸向載荷,然後使之在6000轉/分鍾的速度下(xià)運行,從而確定潤滑脂的Z高溫度極(jí)限。當軸承扭矩增(zēng)大時(也就是裝置電源供(gòng)給需求增大時),說明潤滑脂失效。在DIN 51825K類潤滑脂中,潤滑脂的極限高溫是其(qí)L50壽命達到100小時中出現的Z高溫(wēn)度。
DIN 51821(FE9)測試(shì)
  科學評估潤滑脂(zhī)的高溫(wēn)性能(néng)
  在理解潤滑脂耐溫範圍(wéi)測定原(yuán)理和方法(fǎ)後,企業就能在選擇高溫潤滑脂產品時進行科學地評估並作出更恰當(dāng)的決定。埃(āi)克(kè)森美孚的產品測試(shì)直觀地展現了“滴點”和(hé)“軸(zhóu)承測試”測定高溫數值的差(chà)異以及在差異(yì)背後所蘊涵的對潤滑脂高溫性能的科學判斷。
  美(měi)孚潤滑脂專門設(shè)計用於滿足工(gōng)業設備中各種各樣的極(jí)端運行條件,其中就包括超(chāo)高溫的狀況。美孚潤滑脂主要(yào)的產(chǎn)品係列包括:
  ·美孚潤滑(huá)脂XHPTM係列——該係列潤滑脂(zhī)設計用於多種重型設備。美孚潤滑脂XHPTM具有卓越的性能,能夠延長換(huàn)脂間隔(gé),特別適(shì)用於嚴苛條件。美孚潤滑(huá)脂XHPTM已經獲得了150多家主要設備製造商的認可或授權。
  ·美孚力富SHCTM係列——該係列經科學研配(pèi),能勝任極端溫度下的嚴苛應用需(xū)要。其均衡的配方使其成為各種機械設備與零件潤滑的(de)理想選擇。美孚力富SHCTM潤滑脂的性能得到了超過370家重要工業設(shè)備製造商(shāng)的(de)認可或授權。
  ·美孚SHC寶力達TM係列——該係列潤(rùn)滑脂專門設計和用來幫助改善設備可靠性,解決各種應用領域(yù)中的高溫潤滑問題,旨在實現設備(bèi)的無故(gù)障運行,從而降低維護成本並讓生產(chǎn)力提高。美孚SHC寶力達(dá)TM係列經過NSF H1等級登記並通過猶太、清(qīng)真潔食認(rèn)證。
  對這三種(zhǒng)係列(liè)的具體(tǐ)產品(pǐn)進行不同的測(cè)試方法(fǎ),可以發現基於(yú)滴點標(biāo)準測定的美孚潤滑脂XHPTM222保守的高溫極(jí)限值是180℃,而美孚力富SHCTM220和美孚SHC寶力達TM462的高溫極限值很接近(jìn),由於它們采用的是合成基礎油,因而性能更佳,所以兩者的高溫度上限值比美孚潤滑脂XHPTM222還要更高一些。與之形成鮮明對比的是,通過DIN 51821(FE9)軸承測(cè)試(shì)得到的結果則分別是:美孚潤(rùn)滑脂XHPTM222的耐(nài)溫極限為140℃,美孚力富SHCTM220為(wéi)150℃,美孚SHC寶力達(dá)TM462為170℃。
軸承測試比滴點提供了更為真實的操作溫度參考
  這兩種測試得出的(de)數值差異意味著在(zài)實際的潤滑應用中潤滑(huá)脂的壽命會有顯著延(yán)長的可(kě)能(néng),從而(ér)具有重要的參考意義。基於此,美孚的工程師團隊通常會以軸(zhóu)承測試得出的(de)高(gāo)溫值為依據向用戶提供設備(bèi)運行的建議,不(bú)過當設備(bèi)潤(rùn)滑部位超過上述(shù)推(tuī)薦溫度時,美孚工程師也會指出在(zài)這種情況下短時間的運行也是允許的,但需要對換脂間隔進行適當調整。總之,在評估不同的潤滑脂產品是否能滿足應(yīng)用需求時,務必確保它們的高溫極限值是基於同一種方式測定得出的。
  美孚TM潤滑脂因其卓越的(de)性(xìng)能被廣泛應用於(yú)食品、化工、塑料、水泥、鋼鐵、加(jiā)工與裝配、紙漿與造紙(zhǐ)等諸多(duō)行業的高溫應用場合。某國內甜菜加工廠在使用了美孚SHC寶力達TM462潤(rùn)滑脂後,每年節(jiē)約了零部件及維護成本23000美元。這家(jiā)工廠原來在蒸汽幹(gàn)燥器關鍵部件上使用了另一家公司的潤滑產(chǎn)品,在(zài)150℃高溫潮濕的環(huán)境中連續運作後,由於無法控製的析油現象導致了水閘側壁(bì)及潤滑油環發生過度(dù)磨損(sǔn)。之後,該廠在緊張的製糖期內換用了(le)美孚SHC寶力達TM462,使用一段(duàn)時間後對關鍵部位的檢查(chá)發現(xiàn)無磨(mó)損跡象,且潤滑脂保持著(zhe)一定的稠度,從而確保集中供(gòng)脂係統的(de)正常運轉。
  美孚TM潤滑脂具有先進的配(pèi)方,可解決各種應用領域中的高溫潤滑問題,幫(bāng)助設備(bèi)實現無故障運行並延(yán)長重新潤(rùn)滑周(zhōu)期,從而降低維護成(chéng)本,讓企業從安全、環保和高效的生(shēng)產中受益。
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