潤滑油優化與監測在設備管理中的作用

楊新強

（中海油能源發展裝備技術有限公司，天津 300452）

潤滑油優化與監測在設備管理中的作用

楊新強

（中海油能源發展裝備技術有限公司，天津 300452）

渤海某海上油田為提高其作業關鍵設備的可靠性，對所使用的潤滑油進行優化管理，并對部分潤滑油進行國產化替代。

潤滑油優化；監測；設備管理；作用意義

一、前言

由于海上石油平臺空間狹窄、運輸不便，減少潤滑劑種類能給潤滑劑的采購、庫存帶來很大的便利性。

油液監測技術的應用能早期發現天然氣壓縮機組部件磨損和油品的異常征兆，可為機組的預測維修、主動維修和潤滑優化提供技術支持，是最常用的設備狀態監測技術之一，它與振動監測有良好的互補性。從潤滑劑品種優化、油液監測、按質換油和污染控制等環節為出發點，對潤滑管理進行優化和提升很有必要。

二、潤滑油優化管理

潤滑油優化管理主要是了解目前潤滑油的管理與使用情況，針對使用現狀提出具有可操作性優化方案，主要內容如下。

1.潤滑油現場調研

（1）設備制造商對潤滑劑品種和潤滑維護的推薦。

（2）潤滑劑的補加和換油。

（3）在用油的狀態監測及其應用。

（4）日常潤滑操作和巡檢。

（5）在用油的污染控制。

（6）設備潤滑有關資料的管理。

2.制定實施方案

（1）統一潤滑油的管理模式與各崗位的分工與職責。

（2）統一現場潤滑油的儲存與使用規范。

（3）對部分潤滑油實施國產化替代。

（4）根據設備的實際情況建立潤滑油的監測周期。

（5）根據油液與設備不同建立在用油的污染控制目標。

（6）主要設備實施按質換油。

3.國產化替代實施

（1）根據設備在用油的性能尋找與其相似的國產油。

（2）兩種油分別進行監測，對比其性能參數。

（3）對兩種潤滑油在常溫與100℃左右（根據設備運行時的溫度來定）并按5種不同比例進行混溶實驗。

（4）混溶實驗符合換油標準才能實施國產化替代。

（5）專家討論，對換油過程中可能出現的風險制定相應的預防措施。

（6）組織現場換油。

（7）換油結束后，在機組運行期間對其潤滑油進行監測跟蹤。

三、潤滑油監測

設備潤滑油液監測是一項通過以潤滑油液分析為手段，對油品的質量、油液的使用狀況實施動態監控，評價油品質量、油液的工況，進而確定換油周期與評價分析設備運行狀況，綜合確定預報和診斷設備存在的潛在故障，提出管理措施和維修決策的技術。潤滑油液監測對保障設備安全運行、延長設備的使用壽命、正確評估油液品質，降低油耗、減少維修成本、提高維修質量起著重要的作用。潤滑油液監測是實施動態監控設備狀況的有效方法之一，是維修決策的重要依據。

油液監測應包括三個重要方面：油液品質、污染物和磨損顆粒。

潤滑油品質指潤滑油的化學性質和物理性質兩部分內容。

潤滑油的理化性能一般主要有黏度、總酸值或總堿值、破乳化時間、閃點、水分、不溶物等。

潤滑油的化學性能一般包括潤滑油中的氧化物、硝化物、磺化物和添加劑等。

設備潤滑油監測的目的如下。

第一，評定油品，確定油液的使用壽命。動態檢測油液使用中性能的變化，確定油液使用壽命，將定期換油轉變為視情換油。

第二，確定設備油液系統污染狀況。通過測定油液中污染物數量和尺寸，確定油液污染程度。

第三，了解油液衰變的情況。通過測定油液中添加劑消耗，確定油液衰變程度。

第四，科學確定設備的磨合期。通過測定油液中磨損金屬含量的變化，了解設備磨合狀況，科學地確定設備的磨合期，代替經驗統計或數理統計的磨合期。

第五，為設備結構改進提供依據。通過測定油液中磨損金屬成分、含量，確定設備磨損部位及磨損程度，提出改進設備結構、加工工藝和材料的建議。

第六，設備運行故障診斷。通過各種界限值，預報設備可能發生的故障與異常的狀況。

第七，采用多種措施使油液的狀態恢復到原狀態。

1.潤滑油的污染物

潤滑油的污染物包括固體顆粒污染物和液體污染物。

顆粒污染物一般使用顆粒計數器分析油液中顆粒濃度和尺寸大小分布情況，積碳濃度測定儀測量油液中積碳的濃度。

液體污染主要分析和監測油液中的水、冷卻劑和燃料污染情況。

2.潤滑油的磨損顆粒

磨損顆粒是設備摩擦副磨損產生的磨屑顆粒。通過對油中微粒分析可以得到如下信息：

（1）磨損微粒總量:可以判斷磨損處于什么階段。

（2）微粒尺寸分布:可以判斷磨損的嚴重程度。

（3）化學成分:可以判斷磨損部件、故障的位置。

（4）微粒形態:可以判斷磨損類型,是疲勞磨損或粘著磨損等。

四、油液優化與監測技求的應用

1.潤滑油國產化替代

2013年4月，渤海某平臺CATG3616天然氣發電機實施了潤滑油國產化，到目前為止，機組運行正常，對潤滑油定期監測未見異常。

平臺有3臺CATG3616發電機組，平均補充潤滑油量為60～70L/天/臺；潤滑油貨源是進口，采購周期長，費用高，給設備的管理與運行造成很大困難。

（1）潤滑油替換的條件。

①保證設備良好潤滑、提高生產效率和降低設備運維成本。

②縮短平臺天然氣主機潤滑油的供貨周期，防止其發生設備潤滑事故和降低設備性能，同時達到合理潤滑，節能減排。表1為柴油發電機的基本信息。

表1 柴油機基本信息

（2）發動機油液監測。

經過調研與選擇，選擇國產的BODA9011 SAE40與CAT SAE40做對比試驗，通過油液監測實驗數據監測分析，分析結果如下。

①潤滑油組成成分。

通過紅外光譜分析，兩種潤滑油的組成成分基本一致，見表2。

表2 BODA9011 SAE40與CAT SAE40油組成

②潤滑油理化數據對比見表3。

③混合實驗數據對比。以下檢測數據為博達9011 SAE40與CAT SAE40分別按1：9、3：7、5：5、7：3、9：1混合，混合后常溫靜置48h后進行實驗，實驗結果見表4。

（3）技術方面。

①從組成成分上，BODA9011 SAE40與卡特彼勒專用潤滑油均采用深度精制礦物油為基礎油，配復合添加劑，因此二者組成基本一致。

②從性能上，博達9011 SAE40與卡特彼勒專用潤滑油的運動黏度、閃點、傾點、銅腐蝕等理化性能指標均處同一水平。博達9011 SAE40油的低溫性更好，在冬季可保證供油量充足，并且給潤滑部件提供更好潤滑保護。

③從混溶實驗結果看，兩種油品按各種比例充分混合后，運動黏度無變化。銅腐蝕不變，說明任何比例混合后，其性能和使用結果均無明顯變化。

表3 BODA9011 SAE40與CAT SAE40理化數據對比

由上可知，博達9011 SAE40與卡特彼勒專用潤滑油組成相同，性能相當，兩種油品相互替代使用在技術上是完全可行的。

（4）安全方面。

平臺天然氣發電機整個潤滑系統均屬于一套密閉的自動潤滑系統，根據潤滑油的液位進行不定期的補加，不會造成供油不足、潤滑不良的現象。

兩種油品的閃點均在250℃以上，即使泄漏，如無特殊情況也不會引起燃燒。因此不會發生安全事故，可確保設備安全運行。

BODA9011 SAE40油的低溫性比原用油好，在冬季對潤滑部件可提供更好的潤滑保護，從而減少部件損壞，提高綜合經濟效益。

表4 博達9011 SAE40與CAT SAE40不同比例監測結果

2.潤滑油監測

2012年11月，平臺某單點主滑環油液分析結果見表5、圖1。

檢測結論:

（1）該樣品PQ值為32，略超出正常范圍。

（2）經鐵譜顯微分析表明該樣品中磨損顆粒主要表現為切削磨損和滑動粘著顆粒，最大磨損顆粒尺寸達400μm，表明單點主滑環軸承表面出現可見的疲勞點蝕和擦傷，單點主滑環目前磨損狀態高于正常水平。

圖1 磨損顆粒顯微監測結果

表5 單點主滑環油液分析結果

（3）建議適當增大加脂量或增加加脂頻率擠出內部大顆粒以減少磨損；加強監測，經平臺檢查發現單點主滑環磨損較大。

五、結語

目前海上采油平臺使用的潤滑油品種多，特別是部分潤滑油需要進口，實施進口潤滑油國產化或性能接近的潤滑油進行牌號統一、潤滑油優化與監測對提高設備管理水平具有重要意義。

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1671-0711（2015）04-0046-04

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