高速紙機潤滑油的選擇與使用

徐正新

(河南江河紙業股份有限公司，河南焦作，454950)

隨著國內造紙裝備技術的快速發展，國產造紙機車速越來越高，負載越來越大，相應地對為設備提供潤滑保護的潤滑油的各項性能提出了更高的要求。河南江河紙業股份有限公司多年來在高速紙機的改造、開發、應用方面積累了很多經驗，對高速紙機的紙機系統和液壓系統循環潤滑油的選擇、更換及常見問題上也有一些心得，現進行總結，希望能與各位同行分享。

1 紙機系統循環潤滑油

紙機系統循環潤滑油的使用設備包括烘缸軸承、導輥軸承、傳動齒輪、減速機等。在循環潤滑油的選擇和使用過程中，要關注的重點是潤滑油的黏度和性能，使用中則要注重日常檢查和維護。

1.1 潤滑油黏度的選擇

紙機系統循環潤滑油要根據使用部位不同的工況選用不同的黏度，見表1。

1.2 潤滑油性能的要求

紙機系統的網部、壓榨部和干燥部屬于高濕或高溫環境，對循環潤滑油的選擇要考慮到潤滑油的抗氧化穩定性、分水能力、過濾性和極壓抗磨性能。

1.2.1 抗氧化穩定性

紙機系統循環潤滑油在使用過程中，受到紙機干燥部烘缸的熱輻射、混入循環潤滑油中的空氣、因泄漏而進入循環潤滑油中的纖維、水分及造紙化學品的影響，循環潤滑油會逐漸產生氧化變質，生成油泥和酸性物質。如潤滑油的抗氧化性不好，油泥的產生量就會加大，會在潤滑油循環的各支管的彎頭處積累并堵塞;還會沉積在熱交換器上，使換熱器對于循環潤滑油的冷卻效果不好，致使循環潤滑油溫度提高，加快循環潤滑油的變質，并產生惡性循環;循環潤滑油氧化酸性產物也會導致軸承腐蝕和潤滑系統銹蝕。同時會在潤滑油分配器的有機玻璃面板上形成附著物，致使巡視人員無法正確判斷循環潤滑油的供油量。因此，紙機系統循環潤滑油必須要具有良好的抗熱氧化能力。

表1 紙機系統不同部位循環潤滑油黏度的選擇

1.2.2 分水能力

紙機運行過程中，濕熱空氣會冷凝成水進入紙機系統循環潤滑油中;油箱呼吸作用也會有部分冷凝水進入紙機系統循環潤滑油中。進入紙機系統循環潤滑油的水會導致潤滑油的添加劑水解，加速潤滑油變質，也會導致黑色金屬腐蝕。因此，紙機系統循環潤滑油必須要具有良好的分水性能。

1.2.3 過濾性能

傳統的紙機循環潤滑油過濾元件孔徑一般在40～100 μm，目前已開始使用較細的過濾元件，其孔徑為5～10 μm。使用效果表明，提高了所潤滑軸承的壽命，減少了軸承的維修費用。如紙機系統循環潤滑油黏度高、污染重，則在使用中易堵塞過濾器。因此，紙機系統循環潤滑油必須要具有良好的過濾性能。

1.2.4 極壓抗磨性能

紙機系統循環潤滑油用來潤滑大量的驅動齒輪和烘缸軸承，如果驅動齒輪潤滑不好，異常的磨損使傳動振動較大，導致軸承損壞。因此，紙機系統循環潤滑油必須具有良好的極壓抗磨性能。

現將Delima品牌的兩種潤滑油在實驗室條件下的性能特點進行介紹 (見表2)，以便直觀地了解紙機系統循環潤滑油的選擇方法。

1.3 日常維護

紙機運行過程中，烘缸、導輥的軸與軸承室之間有一定間隙，氣罩內的相對濕度超過90%，這些高濕的熱空氣會很容易進入循環潤滑油系統中，在溫度降低的時候形成冷凝水。加上紙幅表面的輔料塵粒、紙毛等會隨著紙機高速運轉所產生的氣流進入循環潤滑油系統，破壞油膜的形成，對摩擦副產生不良影響。尤其是造紙輔料的塵粒，這些化工產品對循環潤滑油中的功能性添加劑影響很大，破壞功能性添加劑的性能。由于循環潤滑油系統本身配置有在線過濾裝置，采用精度為10 μm的非活性吸附式濾芯就可達到去除雜質的目的，因此，紙毛、塵埃、金屬磨粒比較容易清除。每次停機后，將循環潤滑油靜置1 h，就可打開排污口排水，效果很好。需要配置油水分離裝置，每次開機之后，紙機運行正常時，啟動油水分離器，運行一個循環，水和氣就可被有效地清除。

1.4 日常巡視

日常巡視過程中，發現循環潤滑油泄漏及時處理。當泄漏量為1滴/5 s時，循環潤滑油的日損耗量是0.9 L;如果產生滴流，循環潤滑油日損耗量將達到91 L，這不僅僅是浪費的問題，同時還污染了工作環境，使整臺紙機周圍的環境變差。對于多次處理后還出現循環潤滑油泄漏的設備，要進行更換。另外，油箱上面的人孔蓋，必須處于常閉狀態。循環潤滑油站內要做到設備表面及地面無油污。潤滑油的使用本質上就是一個如何清潔使用的問題，換言之，能否使設備潤滑良好，潤滑油本身的性能只占30%，70%在使用者的觀念。

1.5 過濾器濾芯的更換

設備使用車間要做一個記錄，記錄循環潤滑油過濾器新濾芯裝上之后的初始壓差，壓力損失在2天內會有一個快速上升的過程，然后穩定下來，記錄下這時的壓差，這之后的壓力損失是緩慢上升的，可以維持幾個月，當壓力損失和泵的額定壓力與工作壓力之差有0.1 MPa時，即可更換。這也是選擇循環潤滑油過濾器濾芯可耐壓強度的一個數據。

2 液壓系統循環潤滑油

液壓系統循環潤滑油為各液壓系統所控制的執行元件提供壓力能，并為系統內各種閥塊、泵、執行元件提供潤滑保護。液壓系統循環潤滑油的使用特點如表3所列。

2.1 液壓系統循環潤滑油的選擇

造紙過程的液壓系統都屬于低壓系統，在黏度選擇上，可以不考慮系統負載，只需要考慮泵的最低吸入黏度和環境溫度就可以了。摩擦件中沒有銅、銀這

些金屬，為鋼-鋼摩擦。執行元件的金屬之間有間隙，其摩擦為彈性密封元件和金屬之間的摩擦。中原地區的晝夜溫差不大，對油的黏度指數要求不高，造紙車間液壓系統循環潤滑油的工作油溫不可能低于10℃，故對潤滑油的低溫性能要求不高。國產L-HM46#(—等品)潤滑油適用于造紙過程所有的液壓系統。靴壓潤滑油站選擇稍高黏度潤滑油的原因是因為它多了一個保護滑動摩擦副的動壓潤滑回路，有兩種摩擦副，分別為銅-鋼摩擦和鋼-合成材料的摩擦，靴壓潤滑油站潤滑油的選擇，必須考慮潤滑油中功能性添加劑與合成材料的相容性以及與銅的反應性，對于滑動摩擦副，較低的摩擦因數更適合。

表2 Delima品牌的2種潤滑油在實驗室條件下的性能特點

表3 液壓系統循環潤滑油的使用特點

2.2 日常維護

液壓系統的密封性良好，外界顆粒污染物侵入的可能性較小，最大的污染源是外界的濕空氣及內部摩擦產生的磨屑，采用精度5 μm的非活性吸附式濾芯就可有效地清除顆粒物，每月一次的真空脫水可有效清除所含水和氣。在潤滑油工作油溫超過40℃時，濾油機的加熱系統不必啟用，只需將真空度調至－0.093 MPa即可。

2.3 工作溫度

起導熱作用的潤滑油的工作溫度低于160℃，國產潤滑油L-QC320的閃點溫度達到220℃，完全可以使用。

3 循環潤滑油的更換

在造紙廠的實際工作中，對潤滑油的更換多數比較隨意，有的潤滑油定期換，比如用1年或2年;有的潤滑油是只補充不更換;有的潤滑油是看顏色變化來確定是否更換。這些都不可取，潤滑油使用時間的長短、顏色的變化都不能體現潤滑油性能的變化。只有了解所使用潤滑油的性能，才能知道該何時更換，多數潤滑油的基礎油相差不大，區別在于添加劑，潤滑油性能的改變就是添加劑受外界因素影響生成了其他有害物質。

潤滑油在使用過程中，受熱、機械剪切等作用，以及磨損粉末、水分、灰塵等混入而逐漸變壞，使黏度、酸值、含水量上升，產生油泥，顏色變深，必須定期進行監測，按要求及時更換。通常測試潤滑油的黏度、酸值、抗氧化性來體現潤滑油性能的變化。

3.1 紙機系統循環潤滑油的更換

紙機系統循環潤滑油的更換要求見表4。

表4 紙機系統循環潤滑油的更換

3.2 液壓系統循環潤滑油的更換

液壓系統循環潤滑油的更換要求見表5。

表5 液壓系統循環潤滑油的更換

4 潤滑油循環系統的常見問題

4.1 油箱

在機械設計手冊第三冊中要求潤滑油應在油箱中停留40～60 min，這個設計理念值得商榷。傳統設計的油箱尺寸過大，四方形，死角太多，油箱中有很多的油不參與循環流動，所沉寂的水分、磨屑、雜質會反應產生一些酸性物質，對潤滑油的品質產生影響，縮短潤滑油的使用壽命，也對摩擦副產生不良影響，使設備使用壽命縮短。在2012年1月，本公司對一個潤滑油箱清洗時發現底部油品已經發臭。在實際使用中，以潤滑油在油箱中停留10～15 min來設計潤滑油箱的容積比較合理，以圓錐體作為潤滑油箱的幾何外形，內置除氣網和20 μm的回油過濾網，濾網內放置永久磁環，圓錐底安裝排污口。這樣的油箱設計有4個優點:①沒有死角，潤滑油可以在油箱中充分流動;②水分和雜質能匯聚成一點，容易排出，增加了潤滑油的自清潔能力;③圓形比長方體堅固，材料的使用可相對薄一點;④潤滑油的使用效率高，可以比長方體潤滑油箱的體積小。

4.2 在線過濾器

濾芯的過濾面積選擇不當，造成初始壓力損失過大，使整個系統無法正常工作。實踐經驗表明，過濾面積每增加1倍，濾芯的使用壽命會增加2～4倍。所以，過濾器在選型時以初始壓力損失0.05 MPa為宜，在這個基礎上再增加1倍的過濾面積，這樣就為以后的系統升級預留了空間，也降低了后期的維護費用。

4.3 回油支管

潤滑油循環系統內各種回油支管一般采用不銹鋼管中間加活結的方式，這種方式缺陷如下:①設備運行中產生的振動會使活結處經常出現滲漏;②無法有效觀察回油情況;③回油支管兩端固定，中間加活結，形成過盈配合，拆裝不方便。生產實踐發現，以400 mm長透明軟管代替金屬活結效果會很好。

4.4 壓力調節閥

傳統設計中，潤滑油循環系統的壓力調節閥一般裝在熱交換器之后，這種做法值得商榷。在潤滑油循環系統中有過濾器和熱交換器這2臺重要設備，其清洗和更換的唯一指標就是壓力損失。調節閥如裝在熱交換器之后，相當于全部潤滑油都流經了這2臺設備，如裝在過濾器之前 (見圖1)，則余量潤滑油將不會通過這2臺設備，相應地壓力損失將會減少。

圖1 紙機潤滑油循環系統圖

4.5 清洗方法

紙機系統循環潤滑油大部分采用220#的潤滑油，在運行一段時間之后，分配器的有機玻璃面板上會形成一層油泥，使巡視人員無法準確觀察供油情況，熱交換器壓力損失會逐漸加大，熱交換效果會變差。生產車間一般會拆開所有的分配器，用汽油清洗，這樣做有機玻璃面板的螺紋及熱交換器的密封容易損壞，且管路內的沉積物也清除不掉，沖洗液成本也很高。建議采用32#低黏度潤滑油進行沖洗，在沖洗時以木棒敲擊主管路，使流體產生紊流，一般4 h后分配器就能恢復如新。因為液體在管路中的流動是層流，越接近管壁的地方流動越慢，黏度越高流動越慢，所以黏度低則清洗效果好。應注意32#低黏度潤滑油在沖洗之后要盡可能地排放干凈，以免影響工作潤滑油的黏度。

5 結論

對于潤滑油的使用，根據工況來選擇合適的潤滑由并不太難，而如何符合要求干凈地使用潤滑油才是最難的。首先要提高認識，因為設備的失效是逐漸產生的，它不會因為潤滑油被污染就立刻損壞，所以很多人不重視，致使本來應該用10年的設備只用了1年或者幾個月。只有從細微處入手，才能保證設備的長效運行。

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