李軍豐

(91458部隊(duì)裝備部，海南 三亞 572021)

某船備用潤(rùn)滑油易起泡原因分析及建議

李軍豐

(91458部隊(duì)裝備部，海南 三亞 572021)

文章針對(duì)某備用潤(rùn)滑油易產(chǎn)生難以消失氣泡的故障現(xiàn)象，詳細(xì)分析了潤(rùn)滑油起泡的危害，并采用水分分析、發(fā)射光譜分析和黏度分析等方法，系統(tǒng)論述了這種故障現(xiàn)象發(fā)生的可能原因，最后針對(duì)這類故障現(xiàn)象提出了解決方案，從而為類似故障現(xiàn)象的解決提供了可行性方案。

潤(rùn)滑油;氣泡;水分;光譜;黏度

在實(shí)際油液監(jiān)測(cè)工作中，我們發(fā)現(xiàn)某船備用潤(rùn)滑油極易產(chǎn)生氣泡，且氣泡穩(wěn)定性非常好，黏度還比同型號(hào)的其它潤(rùn)滑油大，該潤(rùn)滑油牌號(hào)為CD40，具體情況見表1。

表1 某船備用潤(rùn)滑油與正常CD40潤(rùn)滑油情況比較

由表1可知，該船2個(gè)備用油柜中的潤(rùn)滑油可能存在故障隱患，因此，本文主要分析這些故障現(xiàn)象的危害、產(chǎn)生原因并提出處理建議。

1 潤(rùn)滑油起泡對(duì)柴油機(jī)的危害

如果潤(rùn)滑油在沒有進(jìn)入柴油機(jī)前，僅通過(guò)手搖振蕩就產(chǎn)生較多難以消失的氣泡，當(dāng)潤(rùn)滑油在實(shí)際使用過(guò)程中，由于受機(jī)器振蕩、攪拌等作用，必將使空氣混入油中，并形成更多難以消失的氣泡，從而使?jié)櫥偷牧鲃?dòng)性變壞，潤(rùn)滑性變差，甚至發(fā)生氣阻而影響供油，使機(jī)件得不到潤(rùn)滑而磨損甚至燒結(jié)。泡沫產(chǎn)生的危害性如下[1-2]：①油品的散熱性變差。油液表面集中大量氣泡后形成一道隔熱層，使其散熱性變差，從而導(dǎo)致油溫增高。②加劇氧化變質(zhì)。油中有了氣泡后，與空氣接觸面積增大，加上油溫升高，因此加劇了油液的氧化變質(zhì)，使油箱底部油泥淤積。③潤(rùn)滑油性能降低。含氣泡潤(rùn)滑油吸入油泵，進(jìn)入柴油機(jī)，活塞推動(dòng)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)；油品氧化變質(zhì)，使?jié)櫥阅芙档?，使機(jī)件得不到正常的潤(rùn)滑而發(fā)生磨損甚至燒結(jié)。④減小供油壓力。由于潤(rùn)滑油中吸入氣體，會(huì)使油液產(chǎn)生一定的可壓縮性，從而使供油壓力降低，造成供油不足，會(huì)增大柴油機(jī)的磨損或燒壞軸瓦。⑤使油的體積增大或產(chǎn)生假液面。如果所產(chǎn)生的氣泡不能及時(shí)消失，就會(huì)使油的體積增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從油箱中溢出，或使液面指示器指出假液面，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否缺油，影響正常的潤(rùn)滑。⑥縮短換油周期。潤(rùn)滑油起泡不及時(shí)處理，會(huì)引起設(shè)備噪聲增大，機(jī)件磨損加快等一系列問(wèn)題，為了解決這些不利因素，不得不縮短換油周期。⑦會(huì)使設(shè)備發(fā)生氣蝕。由于潤(rùn)滑油中混入了大量的空氣，會(huì)使設(shè)備發(fā)生氣蝕。

2 潤(rùn)滑油起泡原因分析與排除

2.1 排除潤(rùn)滑油含水

在日常監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)潤(rùn)滑油振蕩后顏色變白且含有較多氣泡時(shí)，我們會(huì)懷疑其中是否進(jìn)水，通過(guò)采用海軍工程大學(xué)生產(chǎn)的水分現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀和深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的YPW-32精密水分儀測(cè)試，發(fā)現(xiàn)相關(guān)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)如表2。

表2 3個(gè)不同油樣水分分析現(xiàn)象及數(shù)據(jù) μg/g

通過(guò)采用以上2個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)試，均說(shuō)明左、右備用滑油柜中的潤(rùn)滑油不含水。

2.2 排除清凈分散劑的影響

由于潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中，會(huì)因?yàn)楦邷匮趸a(chǎn)生積碳、油泥和膠膜等產(chǎn)物，這些產(chǎn)物對(duì)柴油機(jī)的危害非常大，目前的解決方法是向其中提前加入清凈分散劑，從而起到分散、清凈、增溶和中和4個(gè)作用。然而，因?yàn)榍鍍舴稚儆诒砻婊钚晕镔|(zhì)，過(guò)多的清凈分散劑會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油容易產(chǎn)生難以消失的泡沫，尤其是柴油機(jī)潤(rùn)滑油產(chǎn)生泡沫的現(xiàn)象更加普遍。

然而在我國(guó)常用的清凈分散劑主要是含金屬鹽的有灰清凈分散劑，它雖然種類很多，但主要成分分別為中灰分石油磺酸鈣、高灰分石油磺酸鈣、高堿度石油磺酸鈣、烷基酚鋇和烷基水楊酸鈣等。因此我們可以通過(guò)超譜-M型發(fā)射光譜儀對(duì)潤(rùn)滑油中的鈣、鋇這2種金屬元素含量進(jìn)行分析，查看是否存在因清凈分散劑含量過(guò)高而導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因，表3為3種潤(rùn)滑油的原子發(fā)射光譜分析數(shù)據(jù)。

由表3可知，左、右備用油柜中的潤(rùn)滑油中除鎂元素有所增加外，其他金屬元素均沒有明顯變化，尤其是清凈分散劑中常含有的鈣和鋇這2種元素，可以排除左、右備用油柜中的潤(rùn)滑油中含有過(guò)量的清凈分散劑。

表3 3種潤(rùn)滑油原子發(fā)射光譜分析數(shù)據(jù) μg/g

2.3 排除油液中混入其他成分

一般情況下，當(dāng)潤(rùn)滑油中混入了其他油品，如防凍液、冷卻液等，就會(huì)產(chǎn)生氣泡。但是目前國(guó)內(nèi)使用的防凍液主要有乙二醇—水、酒精—水、甘油—水等，雖然備用油柜中的新潤(rùn)滑油可能在上級(jí)供油單位儲(chǔ)存或運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中混入了防凍液[3]，但是由于防凍液中主要成分是水，根據(jù)2.1可知，新潤(rùn)滑油中含水較少，可初步排除防凍液的影響。

目前我們使用的冷卻液主要是由10%的HG-KB改進(jìn)型緩蝕劑與90%的符合要求的清潔水混合而成，雖然備用油柜中的潤(rùn)滑油也可能在儲(chǔ)運(yùn)或運(yùn)輸過(guò)程中混入了冷卻液，但是如果混入了冷卻液，則這些潤(rùn)滑油中應(yīng)該含有較多的水分，這與水分含量檢測(cè)結(jié)果不符；另外，由于緩蝕劑中一般都含有較多鈉元素，混入了冷卻液的潤(rùn)滑油在進(jìn)行光譜分析時(shí)，其鈉元素含量應(yīng)該有較大幅度增加，而鎂元素含量變化不大，而由表3可知，這2瓶潤(rùn)滑油中鈉元素含量變化不大，反而鎂元素含量有所增加，可以排除潤(rùn)滑油中混入了冷卻液。

2.4 黏度過(guò)大

由研究可知，潤(rùn)滑油黏度過(guò)大是導(dǎo)致其易產(chǎn)生氣泡的原因之一[4]。于是分別采用V8038快速油黏度計(jì)和S-FLOW850型自動(dòng)黏度計(jì)對(duì)這3種潤(rùn)滑油在室溫下和100 ℃條件下的運(yùn)動(dòng)黏度進(jìn)行測(cè)試，具體數(shù)據(jù)見表4。

由表4可知，左、右備用油柜中的潤(rùn)滑油容易產(chǎn)生氣泡的原因與其黏度較大有關(guān)，但是這應(yīng)該不是氣泡難于消失的主要原因，因?yàn)槿粘１O(jiān)測(cè)中，我們發(fā)現(xiàn)一些使用過(guò)的潤(rùn)滑油黏度也很大，但是振蕩后氣泡消失時(shí)間不會(huì)需要這么久。

表4 3種潤(rùn)滑油在不同情況下的黏度測(cè)試數(shù)據(jù)

2.5 消泡劑失效

通常情況下，為了提高潤(rùn)滑油的抗泡性，通常向潤(rùn)滑油中加入表面張力較小的消泡劑，常用的消泡劑是二甲基硅油[5]。當(dāng)消泡劑失效時(shí)，潤(rùn)滑油就易于產(chǎn)生難以消失的氣泡，這可能是左、右滑油柜中潤(rùn)滑油易于產(chǎn)生難以消失的氣泡的主要原因。其一是含有二甲基硅油的消泡劑具有油溶性差和難分散的缺點(diǎn)，不一定能起到應(yīng)有的作用；其二是含有二甲基硅油的消泡劑穩(wěn)定性不高，若長(zhǎng)期放置潤(rùn)滑油，其消泡劑容易分解。通過(guò)與供油單位交流得知，該潤(rùn)滑油是從油罐底部抽出提供給該船的，而且同一油灌中先前提供給其他船舶的潤(rùn)滑油未出現(xiàn)類似情況，這就可能因灌底的潤(rùn)滑油長(zhǎng)期放置導(dǎo)致消泡劑失效。

3 結(jié)論及建議

綜合分析以上情況可知，該潤(rùn)滑油易于產(chǎn)生難于消失氣泡的原因主要可能是消泡劑失效，次要原因可能是潤(rùn)滑油黏度過(guò)大，針對(duì)這2種原因，建議分別采取如下2種方法解決。

1)針對(duì)可能存在的消泡劑失效的問(wèn)題。可以加入大量的消泡劑或更換消泡劑種類來(lái)予以解決。①加入大量二甲基硅油，先將硅油按1∶10的比例溶于煤油中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬蠹尤霛?rùn)滑油中，二甲基硅油的添加量為5～10 μg/g；②加入非硅型消泡劑。如歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已大量使用非硅型消泡劑，如美國(guó)的LZ889、英國(guó)的PC1244等，近年來(lái)我國(guó)也開始使用“上902”非硅型消泡劑。

2)針對(duì)黏度過(guò)大的問(wèn)題。應(yīng)選用同一廠家、同一型號(hào)的較小黏度的潤(rùn)滑油來(lái)?yè)絻墩{(diào)和，使其黏度適中。

[1] 安琦, 周銀生, 顧大強(qiáng).潤(rùn)滑油混入氣泡后對(duì)滑動(dòng)軸承耗油量的影響[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù), 1997, 16(1): 13-16.

[2] 吳春裕.潤(rùn)滑油氣泡對(duì)增壓器軸承的危害[J]. 內(nèi)燃機(jī)工程, 2003, 24(2): 83-84.

[3] 關(guān)子杰, 鐘光飛.潤(rùn)滑油應(yīng)用與采購(gòu)指南[M]. 北京：中國(guó)石化出版社, 2005.

[4] 鄒先瑞.潤(rùn)滑油起泡原因、危害和處理[J]. 山西機(jī)械, 2001(增刊)：164-165.

[5] 袁汝康.原料氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油氣泡原因分析及處理[J].貴州化工, 2002, 27(5): 48-49.

Aiming at a kind of new marine lubricating oil prone to producing air bubbles which are difficult to disappear,the danger of air bubbles in lubricating oil is analyzed in detail with water analysis,emission spectrum analysis and viscosity analysis.The possible reason for this phenomenon is discussed systematically.At last,the suggestions and the feasibility scheme are put forward to solve some similar problems.

lubricating oil;air bubbles;water;spectrum analysis;viscosity

李軍豐(1976-)，男,湖北荊門人,工程師,碩士,主要從事艦船裝備管理與維修工作.

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.06.007

2016-07-21