新型壓縮機(jī)潤(rùn)滑油研發(fā)現(xiàn)狀及試驗(yàn)探究

　　新開(kāi)發(fā)精品壓縮機(jī)的高性能和可靠性不僅決定于壓縮機(jī)本身的設(shè)計(jì)和制造工藝，也與新品壓縮機(jī)配套的壓縮機(jī)油有很大關(guān)系。但是對(duì)于新產(chǎn)品壓縮機(jī)適用的潤(rùn)滑油的試驗(yàn)研究卻寥寥無(wú)幾，此種狀況影響了壓縮機(jī)的發(fā)展。壓縮機(jī)制造商與有科研能力的潤(rùn)滑油制造商進(jìn)行戰(zhàn)略合作是必要的，精良的壓縮機(jī)油會(huì)使新開(kāi)發(fā)的精品壓縮機(jī)的功能發(fā)揮到極致。

　　1、新產(chǎn)品壓縮機(jī)油的現(xiàn)狀

　　如果壓縮機(jī)在研發(fā)期，無(wú)可非議的做法是找一種認(rèn)為可用的潤(rùn)滑油試用，而在壓縮機(jī)研發(fā)后期，人們往往卻忽視了潤(rùn)滑油的更適應(yīng)研究。一種得過(guò)且過(guò)的做法使尋找更適應(yīng)潤(rùn)滑油的工作如石沉大海，隨后就是以訛傳訛，互相抄襲，誰(shuí)也不肯在潤(rùn)滑油方面再增加成本，致使在此方面提高壓縮機(jī)性能和可靠性的工作停滯不前。

　　原因在于：

　　1）壓縮機(jī)制造商缺乏熟悉潤(rùn)滑技術(shù)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員；

　　2）潤(rùn)滑油制造商缺乏對(duì)壓縮機(jī)油的較深一步的了解；

　　3）低成本想法造就了此項(xiàng)工作的無(wú)人問(wèn)津。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)比壓縮機(jī)行業(yè)大得多，競(jìng)爭(zhēng)更為激烈，發(fā)動(dòng)機(jī)油更新?lián)Q代周期短，這和壓縮機(jī)狀況形成鮮明的對(duì)比。

　　其實(shí)，壓縮機(jī)行業(yè)的頂尖制造商在暗暗通過(guò)特殊的潤(rùn)滑油制造商提高潤(rùn)滑油品的技術(shù)研究，從而達(dá)到和提高潤(rùn)滑油的適應(yīng)性，使其壓縮機(jī)可靠性高踞于群雄之s*。

　　兩個(gè)例子可以說(shuō)明壓縮機(jī)油對(duì)壓縮機(jī)適應(yīng)性的重要程度。

　　一個(gè)例子是：德萊賽公司在國(guó)外的近百臺(tái)的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)一直在持續(xù)運(yùn)行，而魯西化肥廠從上海德萊賽購(gòu)進(jìn)的兩臺(tái)蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)卻事故頻出（包括聯(lián)軸器故障，減速機(jī)高速軸斷裂等），該廠中間換過(guò)高價(jià)減速箱的高彈性聯(lián)軸器，換過(guò)減速機(jī)，z*后不得不因?yàn)椴豢爸刎?fù)而廢掉蒸汽透平和減速機(jī)，并修改基礎(chǔ)，改為同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這中間傷筋動(dòng)骨的曲折、艱辛、大量人員和資金的浪費(fèi)，何人能夠知曉？

　　而恰恰與之相反的是山東久泰化工科技有限責(zé)任公司的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)一直在順利運(yùn)行，不少化工企業(yè)也前去調(diào)研試圖取經(jīng)。

　　問(wèn)題在哪？

　　蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)裝置的減速機(jī)和壓縮機(jī)普遍共用同一油箱，該油箱應(yīng)該加入抗磨液壓油，其FZG齒輪失效等級(jí)不應(yīng)小于10。山東久泰化工科技有限責(zé)任公司的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)其關(guān)鍵在于他們使用的是抗磨油品；德萊賽在國(guó)外的近百臺(tái)的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行也得益于國(guó)外壓縮機(jī)油品的高FZG齒輪失效等級(jí)。

　　有一個(gè)普遍的事實(shí)是：國(guó)內(nèi)的干螺桿壓縮機(jī)的增速齒輪箱一般裝的是普通液壓油，諸多用戶的干螺桿壓縮機(jī)3年以后出現(xiàn)齒輪箱異音增大，傷及干螺桿主機(jī)。即使購(gòu)買(mǎi)國(guó)外大品牌的干螺桿空壓機(jī)也不能幸免。但往往同樣是一個(gè)公司的干螺桿空壓機(jī)在國(guó)外卻很少出現(xiàn)這種情況。

　　國(guó)內(nèi)不少的大棉紡廠自行淘汰昂貴的m*無(wú)油螺桿空壓機(jī)，改用SULLAIR的24KT螺桿空壓機(jī)+后處理器。

　　有些壓縮機(jī)專(zhuān)家不懂潤(rùn)滑油知識(shí)，導(dǎo)致不能正確使用潤(rùn)滑油，使昂貴的干螺桿空壓機(jī)變得不可靠。

　　2、更適應(yīng)于壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的研發(fā)

　　不同氣體壓縮機(jī)，尤其是螺桿壓縮機(jī)有不同的潤(rùn)滑油匹配要求，對(duì)于新品壓縮機(jī)更適應(yīng)的壓縮機(jī)油的基礎(chǔ)油和添加劑配方應(yīng)遵循：

　　為新精品壓縮機(jī)研發(fā)適應(yīng)的潤(rùn)滑油應(yīng)由壓縮機(jī)專(zhuān)家和潤(rùn)滑油專(zhuān)家結(jié)合，通過(guò)潤(rùn)滑油樣品分析，初步設(shè)計(jì)壓縮機(jī)油的功能要求和成本要求，初步設(shè)計(jì)配方，試調(diào)油樣，通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)和模擬臺(tái)架試驗(yàn)，優(yōu)選配方，并開(kāi)發(fā)不同級(jí)別的適用油品。

　　（1）對(duì)于不同重點(diǎn)功能要求的新品壓縮機(jī)，匹配的新壓縮機(jī)油也應(yīng)有區(qū)別。例如：要求突出高能效的空壓機(jī)，新壓縮機(jī)油的重點(diǎn)是支持空壓機(jī)降低能耗。潤(rùn)滑油制造商一般采用好的油性劑和高效減摩劑，以期由此降低壓縮機(jī)油的摩擦系數(shù)。但是僅此并不會(huì)取得理想的效果，此舉對(duì)能效的貢獻(xiàn)率不會(huì)超過(guò)1%。

　　要想達(dá)到理想的效果，可遵循的方法有：

　　1）采用附著力高的基礎(chǔ)油；

　　2）追求z*佳的粘度；

　　3）密封效果和摩擦功率消耗的綜合z*佳；

　　4）盡量降低空壓機(jī)的磨損，盡量延長(zhǎng)空壓機(jī)整機(jī)和零件的壽命，使空壓機(jī)的高效工況達(dá)到5年或以上。

　　（2）除此以外的研發(fā)要求是：

　　1）壓縮介質(zhì)與壓縮機(jī)油的適應(yīng)性研究

　　不同的壓縮介質(zhì)有較適應(yīng)的基礎(chǔ)油和匹配的添加劑，能夠掌握z*新，z*合理的基礎(chǔ)油和匹配的添加劑技術(shù)，就有可能研發(fā)出適應(yīng)的新品壓縮機(jī)油。

　　2）氧化速度控制

　　對(duì)于大量使用的烴類(lèi)化合物基礎(chǔ)油調(diào)制的壓縮機(jī)油而言，控制其氧化速度至關(guān)重要。

　　抗氧化實(shí)驗(yàn)研究主要應(yīng)遵循GB/T12581-2006（ASTM D943）方法，ASTM D2112，D2272法“旋轉(zhuǎn)氧彈法”。PDSC法適合于短期快速實(shí)驗(yàn)，并可用此法得到的數(shù)據(jù)分析對(duì)照上述兩種方法得到的數(shù)據(jù)。

　　抗氧化劑技術(shù)在不斷發(fā)展，抗氧劑單劑的性能和不同抗氧劑的協(xié)同效應(yīng)差別很大；有些其它添加劑也有抗氧化作用，這些添加劑與抗氧劑的協(xié)同效應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)某些端倪，而令人費(fèi)解。

　　新品壓縮機(jī)油的功能和壽命很大程度上取決于該油品的抗氧化水平。

　　3）酸值控制

　　酸值控制應(yīng)當(dāng)用GB/T12581-2006（ASTM D943）方法，研究適用于新品壓縮機(jī)油的配方和壽命?？偹嶂悼刂频暮玫脑挘瑫?huì)保證新品壓縮機(jī)不易銹蝕，壓縮機(jī)的可靠性相應(yīng)提高。

　　4）粘度控制

　　同一種壓縮機(jī)可用壓縮機(jī)油的粘度范圍較寬，但對(duì)于壓縮機(jī)的不同功能要求有不同的z*佳粘度。此問(wèn)題尚未得到壓縮機(jī)界的共識(shí)，精良控制新品壓縮機(jī)油的粘度，會(huì)使新品壓縮機(jī)更能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，可能收到意想不到的效果。

　　壓縮不同氣體的壓縮機(jī)油（主要是噴油螺桿壓縮機(jī)油）粘度數(shù)值變化很大，用實(shí)際氣體做實(shí)驗(yàn)會(huì)更有針對(duì)性。加速和變溫模擬實(shí)驗(yàn)是行之有效的方法，可先人一步取得實(shí)驗(yàn)成功。

　　5）FZG齒輪失效等級(jí)要大于10

　　有關(guān)DIN標(biāo)準(zhǔn)和韓國(guó)SK公司要求壓縮機(jī)油的FZG齒輪失效等級(jí)大于10，而其它的潤(rùn)滑油制造商卻對(duì)此多有微詞，從很多例子應(yīng)該體會(huì)到他們的規(guī)定不是沒(méi)有道理的。前述的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)活塞壓縮機(jī)就是驚人一例，而眾多干螺桿壓縮機(jī)增速箱的齒輪和軸承磨損速度就更難于令人滿意，究其原因，無(wú)不在于抗磨性差，F(xiàn)ZG齒輪失效等級(jí)過(guò)低所致。

　　3、螺桿壓縮機(jī)油需要特殊的模擬試驗(yàn)

　　其實(shí)潤(rùn)滑油的許多試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法都屬于模擬實(shí)驗(yàn)，例如：四球摩擦試驗(yàn)機(jī)，是一種極端載荷試驗(yàn)，其載荷是實(shí)際載荷的5000~10倍，只有齒輪的接觸載荷能達(dá)到z*大無(wú)卡咬負(fù)荷PB的十分之一，一般的摩擦載荷只有z*大無(wú)卡咬負(fù)荷PB的1/5000，球軸承的載荷在1/20~100。這種模擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際摩擦的不同在于載荷的連續(xù)性。四球機(jī)加在摩擦面的負(fù)荷是連續(xù)負(fù)荷，而實(shí)際摩擦負(fù)荷則是脈動(dòng)載荷，摩擦面有間隙的低載荷，成為摩擦面的恢復(fù)期，所以四球摩擦試驗(yàn)機(jī)是一種極其嚴(yán)酷的試驗(yàn)方法。但是潤(rùn)滑界一直把這種方法作為神圣方法，不少的摩擦磨損學(xué)者并不認(rèn)為四球摩擦試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)方法的有效性和關(guān)聯(lián)性。

　　潤(rùn)滑油一般還要進(jìn)行某些臺(tái)架試驗(yàn)，一些發(fā)動(dòng)機(jī)油要求作臺(tái)架試驗(yàn)，通過(guò)之后方能投入使用。臺(tái)架試驗(yàn)是比較接近真實(shí)工況的模擬試驗(yàn)。

　　在高檔的車(chē)輛齒輪油標(biāo)準(zhǔn)中，要進(jìn)行一系列齒輪臺(tái)架的評(píng)定，包括低速高壓扭矩、高速低扭矩齒輪試驗(yàn)；沖擊負(fù)壓的齒輪試驗(yàn)；減速箱銹蝕試驗(yàn)及油品熱氧化安定性的齒輪試驗(yàn)。

　　評(píng)定內(nèi)燃機(jī)油有很多單缸臺(tái)架試驗(yàn)方法，如皮特W-1、AV-1、AV-B和萊別克L-38及國(guó)產(chǎn)11005、1135單缸，可以用來(lái)評(píng)定不同等級(jí)的內(nèi)燃機(jī)油。目前API內(nèi)燃機(jī)油質(zhì)量分類(lèi)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定柴油機(jī)油用Caterpillar、Mack、Cummins、單缸及GM多缸進(jìn)行評(píng)定；汽油機(jī)油則進(jìn)行MS程序ⅡD（銹蝕、抗磨損）ⅢE（高溫氧化）VE（低溫油泥）等試驗(yàn)。

　　而對(duì)壓縮機(jī)油所進(jìn)行的臺(tái)架試驗(yàn)真是鳳毛麟角。

　　有條件的制造商應(yīng)該開(kāi)展壓縮機(jī)油的臺(tái)架試驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)研究，改變目前這種壓縮機(jī)油壽命的混沌狀況。

　　有些潤(rùn)滑油制造商已經(jīng)用GB/T12581-2006（ASTM D943）、旋轉(zhuǎn)氧彈、紅外和RULER方法作了一些高級(jí)壓縮機(jī)油的試驗(yàn)，取得了一些數(shù)據(jù)，但還不是真正意義的臺(tái)架試驗(yàn)。

　　直接使用傳統(tǒng)的這些方法作所需的試驗(yàn)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、經(jīng)費(fèi)和人力。

　　現(xiàn)在是應(yīng)該以相對(duì)準(zhǔn)確的臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)合理的模擬試驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和相應(yīng)的試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系等。為加快臺(tái)架試驗(yàn)速度，有計(jì)劃地進(jìn)行多方面的超速、超載荷、超溫等試驗(yàn)，取得一定量的數(shù)據(jù)，并經(jīng)進(jìn)一步分析考證，得出更符合實(shí)際的相似模擬臺(tái)架試驗(yàn)方法。

　　在新壓縮機(jī)油品研發(fā)中可以應(yīng)用既定的相似模擬臺(tái)架試驗(yàn)方法，優(yōu)選配方及工藝，z*終確定不同等級(jí)的新品壓縮機(jī)油樣品。

　　經(jīng)過(guò)模擬臺(tái)架試驗(yàn)可以形成一個(gè)具體型號(hào)壓縮機(jī)油品的真實(shí)性能數(shù)據(jù)和真實(shí)壽命數(shù)據(jù)，供壓縮機(jī)制造商和用戶參考使用。

　　針對(duì)不同種類(lèi)的壓縮機(jī)（活塞式，單雙螺桿式，滑片式，透平壓縮機(jī)等），應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的臺(tái)架試驗(yàn)方法，以適應(yīng)壓縮機(jī)的發(fā)展。

　　4、螺桿壓縮機(jī)油需要更全面的抗氧化試驗(yàn)

　　旋轉(zhuǎn)氧彈、紅外和RULER方法都能反映油品抗氧化性能狀況，但含義不同。

　　旋轉(zhuǎn)氧彈方法反映的是整個(gè)油品的抗氧體系，包括抗氧劑還有一些起著輔助、協(xié)同作用的抗磨、防銹、抗腐劑的抗氧效果。雖然為了較快的取得數(shù)據(jù)，試驗(yàn)規(guī)定工況比實(shí)際工況嚴(yán)酷，但還是比較接近實(shí)際工況。因而，潤(rùn)滑油指標(biāo)中，普遍都列有旋轉(zhuǎn)氧彈值，成為潤(rùn)滑油z*重要的抗氧化指標(biāo)，壓縮機(jī)油更是如此。

　　紅外和RULER方法雖然快速、便捷，但是只是測(cè)定油品中抗氧劑的量，而且由于氧化過(guò)程中抗氧劑的降解物的多樣性會(huì)帶來(lái)檢測(cè)誤差。在對(duì)用品的抗氧化劑的考察上，還應(yīng)以旋轉(zhuǎn)氧彈為主。ASTM D4378及一些汽輪機(jī)制造商對(duì)汽輪機(jī)油的氧化安定性都規(guī)定為控制旋轉(zhuǎn)氧彈的剩余值不得低于25%，如果低于25%，油泥增長(zhǎng)趨勢(shì)會(huì)加大。一般油品的旋轉(zhuǎn)氧彈值達(dá)到40min時(shí)，氧化速度已開(kāi)始進(jìn)入次方曲線。一般把旋轉(zhuǎn)氧彈值達(dá)到50min時(shí)作為換油標(biāo)準(zhǔn)不可超越的底線，多數(shù)換油標(biāo)準(zhǔn)以旋轉(zhuǎn)氧彈值≤60min作為換油指標(biāo)，即留有一定的安全空間。

　　在油品研究中，GB/T12581-2006（ASTM D943）加抑制劑的汽輪機(jī)油氧化安定性的方法很有用，試樣在有水和鐵—銅催化劑存在下，在95℃與氧反應(yīng)，試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行直到試樣的酸值達(dá)到或超過(guò)2.0 mgKOH／g。使試樣酸值達(dá)到2.0 mgKOH／g所需要的試驗(yàn)時(shí)間就是“氧化壽命”，與對(duì)油品的實(shí)際壽命相關(guān)密切。不過(guò)，這個(gè)試驗(yàn)周期很長(zhǎng)，很少有潤(rùn)滑油制造商能做下來(lái)。但是，GB/T 5904《輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機(jī)油》又規(guī)定用GB /T12581測(cè)定的氧化安定性（氧化壽命）為1000小時(shí)，這就使?jié)櫥椭圃焐叹陀行╇y為。

　　用GB/T12581-2006（ASTM D943）方法測(cè)試油品的氧化壽命，會(huì)受到油品總堿值的影響，總堿值高的油品測(cè)定的氧化壽命長(zhǎng)。

　　在對(duì)一個(gè)油品用GB/T12581-2006（ASTM D943）進(jìn)行試驗(yàn)的同時(shí)，提高試驗(yàn)溫度，縮短試驗(yàn)時(shí)間，用不同試驗(yàn)溫度得出的模擬氧化壽命與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度得出的氧化壽命進(jìn)行比對(duì)，尋找在合適的模擬試驗(yàn)溫度下得出相應(yīng)的模擬氧化壽命與真實(shí)氧化壽命的關(guān)系。

　　該方法與程序升溫的PDSC法也不一樣。程序升溫的PDSC法測(cè)定的是起始氧化溫度，起始氧化溫度高的樣品抗氧化性能好。同樣，此方法適合于新油品研究和不同油品抗氧化性能的鑒別，由于起始氧化溫度偏離實(shí)際試驗(yàn)溫度太遠(yuǎn)，對(duì)油品實(shí)際使用壽命的關(guān)聯(lián)性較弱。

　　PDSC恒溫法是測(cè)得油品氧化誘導(dǎo)期，和旋轉(zhuǎn)氧彈法有類(lèi)似之處。

　　本刊上期所刊《壓縮機(jī)油真實(shí)壽命計(jì)算公式佐證探究》一文中所述的壓縮機(jī)油真實(shí)壽命計(jì)算公式采取旋轉(zhuǎn)氧彈值系數(shù)，正是基于此考慮。公式中沒(méi)有列入總堿值系數(shù)，宜留作潤(rùn)滑油制造商提高油品質(zhì)量的技術(shù)措施。

　　5、高級(jí)壓縮機(jī)制造商需與潤(rùn)滑油商進(jìn)行戰(zhàn)略合作

　　高級(jí)壓縮機(jī)制造商與有技術(shù)的潤(rùn)滑油制造商合作研發(fā)新品壓縮機(jī)油，是提高壓縮機(jī)油品的必經(jīng)之路。

　　我國(guó)壓縮機(jī)龍頭企業(yè)沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)已經(jīng)開(kāi)始這種合作。

　　2015年9月11日，禾泰股份與沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)風(fēng)電有限公司簽署了《特種潤(rùn)滑戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，以加強(qiáng)雙方在風(fēng)力發(fā)電特種潤(rùn)滑劑領(lǐng)域的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。雙方達(dá)成共識(shí)，在沈鼓風(fēng)電自營(yíng)及承接項(xiàng)目涉及的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主齒輪箱、發(fā)電機(jī)、主軸承、調(diào)漿軸承、偏航軸承、偏航開(kāi)式齒輪中應(yīng)用的特種潤(rùn)滑劑領(lǐng)域全面合作。作為行業(yè)后起之秀，沈鼓風(fēng)電在該領(lǐng)域的上游齒輪箱研發(fā)制造、風(fēng)場(chǎng)工程設(shè)計(jì)、施工、總包、運(yùn)維等取得了令人矚目的行業(yè)業(yè)績(jī)。禾泰股份率先于行業(yè)先后取得Flender全合成抗微點(diǎn)蝕齒輪油、Denison HF-0液壓系統(tǒng)用油國(guó)際認(rèn)證，并研發(fā)出系列行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的生物可降解風(fēng)電潤(rùn)滑劑。此次合作將大大提升禾泰股份在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的品牌知名度，推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電潤(rùn)滑劑國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，逐漸打破長(zhǎng)期以來(lái)由外資品牌壟斷的局面，進(jìn)一步推動(dòng)公司的“特種潤(rùn)滑整合解決方案提供商”的品牌定位和發(fā)展戰(zhàn)略。

　　由于風(fēng)電設(shè)備龐大，高架安裝，使用環(huán)境惡劣，修理困難，修理成本高，壽命要求高，對(duì)潤(rùn)滑劑的要求很高。雖然他們目前合作的是風(fēng)電項(xiàng)目，可這種合作終究會(huì)發(fā)展成為新品壓縮機(jī)油的合作方式。