从基础油出发避免涡轮机油结胶

2017-01-06   来源:润滑油情报 网友评论 0

摘要:减少结胶——一种不溶于油的有机固体污染物,很难从机械元件表面移除——是当下供电行业的燃气轮机使用者需要解决的第一难题.....


    减少结胶——一种不溶于油的有机固体污染物,很难从机械元件表面移除——是当下供电行业的燃气轮机使用者需要解决的第一难题。充足的天然气资源促使了燃气动力涡轮机的使用。有些燃气轮机的轴承和液压回路使用同种润滑油,其伺服阀的清拆频率较小,容易出现结胶,从而引起机器故障。精准的空燃比有利于让干燥的低氮氧化合物燃烧器正常工作,而且它对伺服阀的结胶产生情况也有影响。

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埃克森美孚一项调查显示,在润滑油持续六年的寿命里,有接近40%燃气轮机曾经或正在出现结胶现象。这些燃气轮机的初装油都是润滑油大公司供应的。燃气轮机的使用者也知道,结胶的形成会影响机器的正常工作,弱化设备的性能,引起意外的故障,导致生产力下降。

结胶的主要成因有三个:润滑油氧化,氧化反应导致润滑油分解;高温降解,这主要发生在300℃以上;内部产生的或者外面进入的污染物。

改善结胶的检测和防护措施都能控制以上三种情况,但是,最好的应对方法还是使用能够避免形成结胶的涡轮机油。合适的基础油和添加剂能够减少污染物沉淀和润滑油氧化,避免静电,同时保持系统的过滤性,而这些都有利于避免结胶形成。

基础油是基础

润滑油的基本成分是基础油。APIⅠ、Ⅱ、Ⅲ类基础油是当下最常用的基础油。Ⅳ类基础油(PAO油)属于合成基础油,它具有非常优越的高温性能和氧化稳定性,但是成本较高。Ⅴ类基础油比较特殊,它已经成功与其他基础油混合使用。

以前,Ⅰ类基础油是涡轮机油的首选,其粘度指数范围在90到120之间。Ⅰ类基础油通过简单的溶剂精制工艺制取而来。

Ⅱ类基础油的粘度指数范围与Ⅰ类基础油的相近,Ⅱ类基础油由加氢工艺制取,具有较高的烃饱和度。因此,Ⅱ类基础油的抗氧化性能更好。

Ⅲ类基础油比较先进,它由加氢工艺或者天然气制油工艺制取。其粘度指数超过120,这意味着它的工作温度范围更广。

涡轮轴承温度能够达到120℃,当设备的金属、润滑油污染物以及外部进入的空气与高温相遇,这时极易出现氧化现象。高粘度指数基础油具有更优秀的高温性能,不容易出现氧化现象。

实验室实验

除去实地测试,台架试验也许是最能准确地反映润滑油结胶形成特性的方式了。台架试验模拟了真实使用情况,而且试验中形成结胶的化学原理与实际的相近。

卡涩是伺服阀台架试验失败的关键因素。阀芯控制阀门的位置,当阀芯发生故障时伺服阀卡涩。这样导致油流上升,超调量过大。

台架试验主要用来检测伺服阀卡涩出现的时间。但是,通过检测沉淀物,台架试验也可以用来确定系统(包括过滤器和机油箱)的清洁度和正在使用的润滑油的情况。

在埃克森美孚的台架试验中,人们发现高质基础油比低质基础油更加优秀。APIⅢ类基础油和精心挑选的添加剂制备的涡轮机油胜于Ⅰ类和Ⅱ类基础油制备的机油,前者比后者至少多出500个工作小时才出现伺服阀卡涩情况。

台架试验结果比真实体会的感受更直观,实验室测试能够给人们提供有效的启发。润滑油老化实验通过检测油品在酸性物质增加和温度升高的时候表现出来的性能,方便人们改进润滑油配方。

在埃克森美孚的一个润滑油老化测试中,一款Ⅲ类基础油润滑油比另一款用Ⅰ类和Ⅱ类基础油复合剂制成的润滑油表现更优秀。后者在工作1344个小时候之后开始降解。此时的润滑油试样含有过量难溶污染物,容易形成结胶。相反,前者在工作2352个小时后才开始出现降解现象。

实验室润滑油老化测试的结果与伺服阀结胶台架试验的结果相同,Ⅲ类基础油的性能还是胜于Ⅰ类、Ⅱ类。

实地实验

实验室测试能够有效反应产品的真实使用情况,但是实地实验的地位仍然无可替代。实地实验的结果不出所料,Ⅲ类基础油还是比Ⅰ类、Ⅱ类更胜一筹。
有一个案例是关于5台正在进行周期检修的GE Frame 7EA汽轮机的,它们在1992年使用当时主流的Ⅰ类基础油涡轮机油作为初装油。在仅仅工作6000个小时后,这些涡轮机的伺服阀开始卡涩,伺服阀的预过滤器也开始堵塞。预过滤器安装在喷嘴前面,喷嘴往轴承上喷油,预过滤器能够阻挡污染物进入主系统过滤器。要想设备持续工作,就得经常更换伺服阀和预过滤器。每台过滤器价值3200美元,再算上更换时机器停工的损失,真是一笔昂贵的费用。

……

如需了解更多基础油与涡轮机油结胶的关联,敬请阅读最新《润滑油情报》杂志2017年1月刊。

索刊请电:020-87766826、37674321

 



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