工業(yè)潤滑油的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

1、潤滑油供應(yīng)商技術(shù)座談會資料工業(yè)潤滑油的應(yīng)用及發(fā)展趨勢,北京統(tǒng)一石油化工有限公司 技術(shù)顧問 唐俊杰2010年9月,,,世界潤滑油用途分布,,2000年中國三大油耗量比例,液壓油 16.25%,內(nèi)燃內(nèi)燃機(jī)油31.2%,其它 18.97%,總計 213.2萬噸,全損耗油31.4%,齒輪油2.18%,我國潤滑油各品種的銷售量 萬噸 2000年,工業(yè)潤滑油的品種按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.1潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品的分類,根據(jù)應(yīng)用場

2、合,工業(yè)潤滑油包括:,★ 全損耗系統(tǒng)油★ 脫模油★ 工業(yè)齒輪油★ 壓縮機(jī)油（含冷凍機(jī)和真空泵油）★ 主軸、軸承和離合器油★ 導(dǎo)軌油★ 液壓系統(tǒng)用油,★ 金屬加工油★ 電器絕緣油★ 風(fēng)動工具油★ 熱傳導(dǎo)油★ 暫時保護(hù)防腐蝕油★ 汽輪機(jī)油★ 熱處理油,工業(yè)潤滑油的應(yīng)用特點,一次用量比內(nèi)燃機(jī)油要多得多使用周期長工況復(fù)雜，品種繁多特殊性能要求專門的評定試驗規(guī)格變化慢，專用產(chǎn)品發(fā)展快,工

3、業(yè)潤滑油一次性用量大,發(fā)動機(jī)油的一次加入量一般為幾公斤至幾十公斤而工業(yè)潤滑油一次加入量要大得多，一般要幾十公斤至幾百公斤，多的要達(dá)幾噸到幾十噸由于它在成品成本中占一定比例，因此用戶比較注重價格,工業(yè)潤滑油的使用周期長,發(fā)動機(jī)油一般要求使用幾千公里至數(shù)萬公里，大約半年至一年工業(yè)潤滑油一般都要求使用壽命一年以上，有的要求幾年甚至于有的設(shè)備要求潤滑油與其有相同的使用壽命,使用工況復(fù)雜，品種繁多,工業(yè)潤滑油的使用性能要求千變?nèi)f化。某些設(shè)

4、備還有特殊的性能要求。一些離火源較近的潤滑部位要求使用難燃的油品嚴(yán)寒地區(qū)冬季需要低溫性能極優(yōu)良的油品制冷壓縮機(jī)要求低溫性能好，與制冷劑有較好的相容性宇航和核工業(yè)設(shè)備則要求潤滑油能耐高真空和抗輻射電器用油要求有絕緣和一些電性能要求食品工業(yè)機(jī)械則首先要求潤滑油無毒性,特殊性能需要專門的評定方法,液壓導(dǎo)軌油要求測定油的粘-滑特性工業(yè)齒輪油來說，梯姆肯試驗和四球試驗的燒結(jié)負(fù)荷抗氨汽輪機(jī)油要求進(jìn)行抗氨試驗空氣壓縮機(jī)油測定積炭性

5、冷凍機(jī)油要測定絮凝點和與制冷劑的相容性電器用油都要求測定擊穿電壓、介電強(qiáng)度、介質(zhì)損耗因素等電性能測定。,工業(yè)潤滑油規(guī)格更新慢,發(fā)動機(jī)油的規(guī)格更新很快，一般2-3年就有新的規(guī)格替代抗磨液壓油德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 51524（Ⅱ）發(fā)布于1985年丹尼森泵公司的HF-0高壓抗磨液壓油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于1983年工業(yè)齒輪油的規(guī)格美鋼US Steel 224、美國齒輪制造者協(xié)會AGMA 250.04或德國DIN51517規(guī)格都發(fā)布于上個世紀(jì)80年代

6、真空泵油、壓縮機(jī)油、電器用油的主要規(guī)格也大都采用原先的規(guī)格，變化不大,專用產(chǎn)品發(fā)展快,工業(yè)循環(huán)油規(guī)格已不能滿足新的要求造紙機(jī)循環(huán)系統(tǒng)專用潤滑油增加了針對新型造紙機(jī)潤滑油要求的性能指標(biāo)- Pall過濾試驗，SKF軸承試驗和SKF油膜老化試驗紡織油劑的新要求短纖維紡絲油長絲紡織油針織機(jī)油等,工業(yè)潤滑油的研究與應(yīng)用特點,在研制工業(yè)潤滑油新產(chǎn)品注意油品的特殊性能要求注意性能指標(biāo)間的相互影響注意OEM的新規(guī)格要求力求降低成本

7、在選用工業(yè)潤滑油品種注意設(shè)備的工況注意使用環(huán)境注意設(shè)備的特殊性能要求,工業(yè)潤滑油的發(fā)展趨勢,21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展面臨的問題節(jié)約能源環(huán)境保護(hù)新的機(jī)械設(shè)備朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和環(huán)境友好的方向發(fā)展工業(yè)潤滑油的發(fā)展趨勢是，提高產(chǎn)品的性能，特別是滿足OEM提出的性能要求、降低產(chǎn)品的成本和發(fā)展環(huán)境友好產(chǎn)品。,改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高基礎(chǔ)油品質(zhì),基礎(chǔ)油正由API Ⅰ類向API Ⅱ／Ⅲ類轉(zhuǎn)變 聚α烯烴合成油

8、(PAO)具有較高的粘度指數(shù)、優(yōu)良的低溫性能和熱氧化穩(wěn)定性，但價格高具有發(fā)展前景的基礎(chǔ)油-天燃?xì)馍a(chǎn)合成潤滑油（GTL）由天然氣生產(chǎn)合成氣(CO+H2)的混合物采用低溫法由合成氣合成混合液態(tài)烴由液態(tài)烴加工成潤滑油基礎(chǔ)油,GTL生產(chǎn)工藝流程示意圖,,,,,,,天然氣,O2,H2O,溶劑蠟,石腦油、煤油、潤滑油基礎(chǔ)油,CO+2H2,-CH2-,各類基礎(chǔ)油的性能比較,發(fā)展多功能添加劑,一個潤滑油配方中往往要加入幾種甚至十幾種添加劑，這

9、樣造成配方復(fù)雜、加入量高并增加成本發(fā)展多功能添加劑，將起不同功能的官能團(tuán)結(jié)合于同一分子內(nèi)，使一種添加劑的加入同時達(dá)到多種功能增粘、降凝和分散作用的稠化劑發(fā)展一種能減摩又能提高油品熱氧化穩(wěn)定性的添加劑。,提高復(fù)配技術(shù)，降低加劑量,添加劑的復(fù)配技術(shù)是一項細(xì)致的研究工作采用多功能添加劑研究添加劑的協(xié)同效應(yīng)降低添加劑的總量抗磨液壓油的總劑量1.5～2.0%降至0.4～0.6%工業(yè)齒輪油的總劑量也降至1.2%以下汽輪機(jī)油在相同的

10、加劑量下，抗氧化壽命已由原來的3000～4000小時提高到10000小時以上破乳劑過去一般加0.05～0.1%，現(xiàn)在只要加入0.005%就可起到較好的效果。,應(yīng)用新技術(shù),生物技術(shù)在潤滑油中的應(yīng)用 生物可降解液壓油、鏈鋸油、二沖程機(jī)油及潤滑脂 符合環(huán)保的要求的產(chǎn)品無灰抗磨液壓油配方無氟冷凍機(jī)油納米材料與技術(shù)的應(yīng)用提高其抗磨損和抗極壓性能的研究,HETG 環(huán)境可接受的液壓油三甘油酯系列HEPG 環(huán)境可接受的液壓油聚醚

11、系列HEES 環(huán)境可接受的液壓油合成酯系列HEPR 環(huán)境可接受的液壓油聚α-烯烴合 成油系列,生物降解液壓油4種,CFC物質(zhì)破壞大氣臭氧層的機(jī)理,F.S.Rowland和M.J.Molian 1974年提出了CFC物質(zhì)破壞大氣臭氧層的學(xué)說：即 CCl2F2 + hν → CClF2 + Cl Cl + O3 → ClO + O2 ClO + O

12、 → Cl + O2 一個氯原子可分解十萬個臭氧分子，目前，南極上空空洞面積已達(dá)2000多萬km2。,氟里昂及取代劑的分子式,R12 C1F2Cl2 R22 C1HFCl2 R134A C2H2F4,制備納米材料潤滑油的方法,一步法 即原位合成法，它以潤滑油為介質(zhì)，直接合成納米潤滑材料并直接分散在潤滑油中，粒徑小于可見光波長，因而制備所得的潤滑油是透明的兩步法 即先

13、制備出油溶性納米潤滑材料，然后將其分散到潤滑油中。潤滑油中的納米材料的量可根據(jù)需要，自由調(diào)制。,金屬磨損自修復(fù)材料（ART）,一種超細(xì)微顆粒的材料，在摩擦力和微粒研磨產(chǎn)生局部高溫的作用下，微粒材料與摩擦面上的金屬發(fā)生熱化學(xué)與力化學(xué)置換反應(yīng)，生成一種光潔度極高的復(fù)合材料，填補(bǔ)缺陷直到恢復(fù)到最佳配合間隙作用機(jī)理采用油性和極壓添加劑或減摩劑 在金屬表面形成保護(hù)膜或減摩層ART 生成減摩性能極為優(yōu)良和顯微硬度大幅提高的有機(jī)或無機(jī)復(fù)合涂

14、層使用ART的軸承當(dāng)壽命達(dá)到用一般潤滑油的21倍時，仍能保持初始的精度和游隙，基本無磨損,潤滑理論的新進(jìn)展,傳統(tǒng)的潤滑理論流體潤滑彈性流體動壓潤滑邊界潤滑薄膜潤滑理論給機(jī)械設(shè)計及潤滑劑的研制帶來新的思路給納米磨擦學(xué)和納米潤滑材料的研制提供理論基礎(chǔ),潤滑膜厚發(fā)生了數(shù)量級的變化,20世紀(jì)初 普通滑動軸承 10～100微米50年代 穩(wěn)態(tài)滑動軸承 10微米80年代 內(nèi)燃機(jī)滑動軸承 1～10微米

15、 齒輪、滾動軸承 0.1～1.0微米90年代 低彈性模量表面、磁記錄裝置潤滑、塑 性流體動力潤滑 介于0.1～0.01微米 甚至0.001微米(即1納米)數(shù)量級,薄膜潤滑獨特的性能,彈流潤滑以粘性流體膜為特征，它服從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的規(guī)律，而邊界潤滑以潤滑劑分子有序排列的吸附膜為特征，以表面物理化學(xué)為研究基礎(chǔ)以納米膜厚為特征的薄膜潤滑是介于彈流潤滑與邊界

16、潤滑之間的狀態(tài)。作為中間狀態(tài)的薄膜潤滑兼有流體膜和吸附膜的特點，因而潤滑機(jī)理復(fù)雜。研究表明，納米厚度的潤滑膜是一種分子有序排列的“約束流體,”而摩擦界面的作用主要是“結(jié)構(gòu)化力”，它表征促使液體分子規(guī)律排列的力學(xué)效應(yīng)潤滑劑在薄膜狀態(tài)下將呈現(xiàn)三種性態(tài)，即類固態(tài)、玻璃態(tài)、類液態(tài)，在摩擦過程中相互轉(zhuǎn)化，構(gòu)成薄膜潤滑獨特的性能,油液監(jiān)測技術(shù)的泛應(yīng)用,通過分析被監(jiān)測機(jī)械設(shè)備在用潤滑油的性能變化和油中磨粒狀況，從而得到設(shè)備運行的信息來分析和預(yù)測設(shè)備