石化鐵路專線防護脂選型研究*

謝鵬波

(廣州工程技術職業學院，廣東 廣州 510725)

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石化鐵路專線防護脂選型研究*

謝鵬波

(廣州工程技術職業學院，廣東 廣州 510725)

某石化企業鐵路專線經常工作于腐蝕環境中，配件受到很大程度腐蝕，造成維護成本增大和行車安全隱患。測定腐蝕污水的pH值、油含量、總鐵、硫化物和氯離子含量等，分析判斷鹽酸為主要腐蝕因素。通過浸泡試驗、濕熱試驗、鹽霧試驗、腐蝕試驗和抗雨淋性能測定等試驗，測定不同潤滑油脂的防護效果和穩定性，從而選定改進型復合潤滑脂為該石化企業鐵路專線配件防護脂，并取得良好的應用效果。

鐵路配件 防護脂 選型

某石化公司地處廣東沿海，多雨，濕潤，空氣中鹽分高。公司有80 km的鐵路運輸專用線路。鐵路受腐蝕性污水和散落油品、硫磺等腐蝕性介質影響，配件銹蝕嚴重，造成軌道養護工作困難，列車運行安全隱患突出[1]。選擇合適的長效防護脂對鐵路配件進行有效防護對營運安全具有重要的意義。

1 鐵路配件腐蝕環境

1.1 工作環境

由于沿海多雨和噴淋到焦炭上的冷卻水共同影響，鐵路專線經常受到富含腐蝕介質的污水浸泡，鐵道備件腐蝕嚴重。工作環境及腐蝕狀態見圖1和圖2。

圖1 鐵道配件工作環境

1.2 腐蝕介質測定

根據GB/T 6904—2008《工業循環冷卻水及鍋爐用水中pH值的測定》、GB/T 16489—1996《水質 硫化物的測定 亞甲基藍分光光度法》和GB/T 15453—2008《工業循環冷卻水和鍋爐用水中氯離子的測定》等標準的要求，項目組對腐蝕污水氯離子、硫化物、總鐵、油含量和pH值進行測定，主要腐蝕介質分析見表1。

圖2 焦化南線備件腐蝕狀態

mg/L

1.3 腐蝕因素分析

根據腐蝕介質測定結果，模擬pH值為6.00, Cl-為71.19 mg/L，硫為0.235 mg/L最惡劣腐蝕工況，利用基于風險的檢驗(RBI)技術對該腐蝕工況下材料腐蝕規律進行模擬分析[2]。通過分析發現，該惡劣工況下材料腐蝕的主因是鹽酸，腐蝕速率達到0.508 mm/a。RBI分析結果與鐵路備件的實際腐蝕情況基本一致。

2 防護脂的選型

2.1 鐵路配件潤滑脂性能指標要求

應用于鐵路系統的潤滑脂性能指標需要符合《鐵道螺栓專用防護脂技術條件(暫行)》規定，具體見表2。

表2 鐵路系統使用的潤滑脂性能指標要求

2.2 防護油脂效果測定

選取改進型復合潤滑脂、皂基潤滑脂和烴基潤滑脂分A,B,C三組，按照《鐵道螺栓專用防護脂技術條件(暫行)》(運基線中[2003]124號)文件要求，進行理化指標和防護效果測定。

(1)浸泡試驗

將涂好潤滑脂的玻璃試片放入溫度為60 ℃恒溫烘箱內，實施24 h和48 h的試驗箱內浸泡和模擬水浸泡，根據潤滑脂涂膜和蒸餾水的變化對潤滑脂的抗水性能進行判斷。浸泡試驗過程見圖3和圖4，試驗結果見表3。

圖3 試驗箱內浸泡試驗過程

(2)濕熱試驗

試件分別涂上均勻的三種防護脂后置于溫度(49±1) ℃，相對濕度95%以上的濕熱試驗箱中40 d，評定試片的銹蝕度。試驗過程見圖5，試驗結果見表4。

圖4 模擬水浸泡試驗過程

試 樣24h試驗結果48h試驗結果A防護脂膜沒有變化 防護脂膜沒有變化B防護脂膜沒有變化 防護脂膜表面產生變色，色澤變化比較淡C防護脂膜色澤略有加深 防護脂膜表面產生變色，色澤變化比較深

圖5 抗濕熱試驗過程

試 樣試驗結果A 試片銹蝕不太明顯，與新打磨試片相比發現光澤有輕微變化B 試片銹蝕點比較明顯，與新打磨試片相比發現有均勻變色現象，銹蝕度約2．21%C 試片銹蝕點明顯較多，與新打磨的試片相比發現銹點較大，銹蝕程度約為3．35%

(3)鹽霧試驗

試件分別涂上均勻的三種防護脂后置于霧化前鹽酸溶液質量分數為(5±0.1)%，pH值在6.5～7.2(35 ℃±2 ℃)的鹽霧試驗箱內，14 d后評定試片的銹蝕度。試驗過程見圖6，試驗結果見表5。

(4)腐蝕性能試驗

試件分別涂上均勻的三種防護脂置于(100±2) ℃恒溫箱內靜置24 h后取出觀察，發現試件均未出現斑點，也沒有明顯的顏色不均勻現象。試驗過程見圖7。

圖6 抗鹽霧試驗過程

試 樣試驗結果A 試片銹蝕不太明顯，與新打磨試片相比發現光澤有輕微變化B 試片銹蝕點比較明顯，與新打磨試片相比發現有均勻變色現象，銹蝕度約2．28%C 試片銹蝕點明顯較多，與新打磨的試片相比發現銹點較大，銹蝕程度約為3．46%

圖7 抗腐蝕試驗過程

(5)雨淋性能測定試驗

將已注滿防護脂的軸承組合放入模擬雨淋試驗箱后，要求連續噴淋1 h。試驗轉速為5 r/min、大雨流量狀態、擺桿90°左右擺動。試驗結束后測定防護脂雨淋損失量。試驗過程見圖8，兩次試驗結果見表6。

圖8 抗雨淋試驗過程

試 樣試驗一試驗前質量/g試驗后質量/g雨淋損失率，%試驗二試驗前質量/g試驗后質量/g雨淋損失率，%平均損失率，%A3．993．931．564．033．971．511．54B4．033．893．584．023．873．623．60C3．963．726．013．973．735．965．98

(6)防護脂滴點測定試驗

使用滴點計對三種試樣進行兩次滴點測定，結果見表7。

表7 三種防護脂的滴點 ℃

根據國內鐵道相關的技術資料顯示，國內鐵路軌道最高溫度為88 ℃，為防止潤滑脂在高溫下變為流體影響密封性能，根據潤滑脂的使用經驗，其產品的滴點一般要高于工況的溫度30 ℃，因此產品的滴點為120左右，試驗取1.15安全使用系數,合格滴點大于140 ℃。

(7)防護脂鋼網分油測定

將約10 g防護脂試樣裝在金屬絲鋼網上，置于(100±1) ℃恒溫箱中靜置24 h，將防護脂取出并冷卻到室溫后，測定鋼網流出油質量分數(分油率)。試驗結果見表8。

(8)防護脂蒸發損失率測定試驗

將約10 g防護脂試樣放在蒸發器后置于(99±5) ℃的恒溫浴，22 h后根據試樣質量損失計算蒸發損失率。試驗結果見表9。

表8 潤滑脂的鋼網分油量 g

表9 防護脂蒸發損失量 g

2.3 防護脂選取

綜合分析選型試驗結果，同時考慮鐵路專線工作環境中高溫、濕熱、臨海和運送腐蝕介質的特性，課題組最終選擇了復合基改進型潤滑脂作為某石化企業鐵路專線配件防護脂。該防護脂以脂肪酸鋰皂稠化精制礦物油為基油，加入有助于提高防腐蝕性能和成膜速度的添加劑，提高了防護脂的綜合防護性能。

3 改進型復合潤滑脂應用

2013年11月完成各項分析與試驗后，復合基的改進型潤滑脂在某石化企業焦化南線維修中得以應用。通過跟蹤測試發現，防護脂性能可靠，同時降低30%～40%日常維修工作量，鐵路線路的使用效率得到提高；原來用機械油脂時的消耗量約為950～970 kg/(km·a)，使用改進型復合潤滑脂進行防護后，可節省潤滑油50 kg/(km·a)；鐵路配件的使用壽命得到延長，降低了修理費，提高機車運行的可靠性。不同防護效果見圖9。

圖9 鐵路配件防護效果

4 結束語

隨著國家鐵路建設的高速發展和石化、電力等行業鐵路運輸專用線的擴張，具有高附著力、強抗水性和低毒性等特點的長效防護脂在鐵路配件防護中將得到廣泛應用。

[1] 謝鵬波，梁國華，朱建華.長效防護脂在石化鐵路專線的研究與應用[J].化學工程與裝置,2014(11)：71-73.

[2] 梁國華.石化鐵路專用線配件腐蝕與防護研究[J].石油化工腐蝕與防護,2014,31(6):1-3.

(編輯 張向陽)

Study of Selection of Protective Grease for Petrochemical Railway Line

XiePengbo

(GuangzhouInstituteofTechnology,Guangzhou510725,China)

Railway line in a petrochemical enterprise always exposed in a corrosive environment, and thus railway fittings were corroded severely, which could lead to an increase in maintenance cost and even a hidden danger for transportation. Hydrochloric acid was proved to be the main cause of corrosion according to pH value, oleaginousness, and concentrations of ferric ion, sulfide and chloride. Protective performance and stability of different greases were evaluated through immersion test, damp heat test, salt spray test, corrosion test and resistance test to drenching rain, and improved complex grease was selected as the protective grease for the railway line in Maoming Petrochemical Company, which has achieved good application effects.

railway fittings, protective grease, type selection

2017-03-02；修改稿收到日期：2017-03-25。

謝鵬波(1966—)，副教授， 本科,1989年畢業于江蘇化工學院化工設備與機械專業，主要從事化工技術應用研究和化工人才培養工作。E-mail:762658422@qq.com

茂名石化技術開發(委托)項目(15650000-13-ZC0607-0002)。