設(shè)備潤滑油檢測時間節(jié)點確定的新方法

孫雙斌, 孫洪濤, 張林

（1.大慶鉆井三公司，黑龍江大慶163412；2.大慶油田有限責(zé)任公司采油六廠，黑龍江大慶163412;3.大慶鉆探鉆井三公司生產(chǎn)服務(wù)分公司，黑龍江大慶163412）

0 引言

按質(zhì)換油實現(xiàn)了設(shè)備潤滑成本管理的最低化，既保證了設(shè)備安全使用，又最大限度地使?jié)櫥偷玫匠浞值睦茫瑢崿F(xiàn)了設(shè)備管理的降本增效和安全運營，是目前設(shè)備管理追求的目標(biāo)之一。

現(xiàn)代設(shè)備呈功能多樣化、自動化的變化趨勢，對設(shè)備管理提出了更高的要求。設(shè)備從設(shè)計制造到使用維護(hù)維修的全過程，潤滑管理貫穿始終。潤滑效果的好壞，直接影響設(shè)備的可靠性和可維修性。而油液監(jiān)測是設(shè)備潤滑管理中的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)設(shè)備按質(zhì)換油的前提和重要保證。

目前，我們單位在鉆井設(shè)備已經(jīng)全面展開了潤滑油的按質(zhì)更換，取得了良好效果和經(jīng)濟(jì)效益。但是油液質(zhì)量監(jiān)測還存在以下問題：一是現(xiàn)場設(shè)備檢測時間依據(jù)現(xiàn)場操作者根據(jù)目測、氣味以及使用時間來確定的，隨機(jī)性強(qiáng)，缺乏主動性，準(zhǔn)確性低；二是根據(jù)季節(jié)變化和設(shè)備理論換油周期來確定的。以上兩方面會產(chǎn)生以下后果：1）在潤滑油綜合指標(biāo)在合格范圍內(nèi)但還可使用一段時間，由于確定不了監(jiān)測節(jié)點，而不得不將其換掉造成浪費；2）在設(shè)備潤滑油已受到嚴(yán)重污染時才進(jìn)行檢測，對設(shè)備造成的損壞已無法避免。由此可以看出在潤滑油的按質(zhì)換油過程中，確定合理的監(jiān)測節(jié)點是非常重要的。結(jié)合幾年來潤滑油管理的經(jīng)驗，通過現(xiàn)場大量數(shù)據(jù)的積累分析，我們對現(xiàn)場設(shè)備的潤滑油檢測時間確定，提出了一些想法和建議。

1 目前按質(zhì)換油過程的持續(xù)推進(jìn)和遇到的問題

幾十年來我國一直執(zhí)行的是按期換油的傳統(tǒng)方式，即潤滑油使用到一定時間后，依據(jù)運行時間、運行公里數(shù)或運行季節(jié)統(tǒng)一更換潤滑油，這種方式要么使?jié)櫥筒荒艿玫匠浞掷茫灰词節(jié)櫥统奘褂茫瑢υO(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷。按質(zhì)換油是潤滑油管理的必然，然而按質(zhì)換油卻存在著以下問題。

1.1 按質(zhì)換油的實現(xiàn)策略和方法[1]

我們在2010年初開展設(shè)備潤滑油按質(zhì)更換的工作，選取12V190柴油機(jī)為按質(zhì)換油對象，基本方法是：在第一次換油后的一周期內(nèi)，通過不斷地取樣檢測來判斷潤滑油綜合指標(biāo)是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)，其基本流程如圖1所示。

圖1 基本流程

根據(jù)圖1，我們針對12V190柴油機(jī)采用了多節(jié)點全方位的方法，對設(shè)備潤滑油綜合指標(biāo)的變化進(jìn)行了監(jiān)測，由于12V190柴油機(jī)理論換油周期為500 h，考慮柴油機(jī)非滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，通常將30 d作為理論換油周期。判定潤滑油是否能夠使用[2]，主要對機(jī)油的黏度、水分、開口閃點、酸值、金屬含量、正戊烷不溶物等理化參數(shù)進(jìn)行檢測，當(dāng)某一項以上超過限值時，就判定應(yīng)更換機(jī)油。由此，我們以新油為基準(zhǔn)，與抽取油樣各項含量相比較，得出綜合指標(biāo)百分比作為油品的合格率來判定油品是否合格，一般合格率達(dá)50%的臨界點就應(yīng)該更換潤滑油了。我們采用“時間平均法”即每隔5 d對設(shè)備抽取油樣進(jìn)行綜合指標(biāo)的檢測，我們對5支井隊的柴油機(jī)抽取了油底機(jī)油的檢測樣本，合格率變化統(tǒng)計如圖2所示。

如圖2所示，臨界線以上的水紋表示油品可正常使用，當(dāng)其數(shù)值接近臨界線時，表示該油品綜合指標(biāo)已到臨界點，繼續(xù)使用綜合指標(biāo)將低于臨界線，將對設(shè)備產(chǎn)生損壞。

圖2 12V190柴油機(jī)潤滑油綜合指標(biāo)合格率

圖3 12V190柴油機(jī)不同監(jiān)測點的性能對比

從圖3可看出，在1個換油周期內(nèi)進(jìn)行的11次檢測，前10次潤滑油綜合指標(biāo)在合格范圍內(nèi)，第10次油品綜合指標(biāo)已快接近黑色臨界線，油質(zhì)還是合格可用的，但應(yīng)引起重視，我們此節(jié)點稱之為漸進(jìn)點；第11次綜合指標(biāo)到臨界線，即將到達(dá)臨界點，表示該設(shè)備的潤滑油已經(jīng)不能使用，應(yīng)該予以更換，此節(jié)點我們稱之為臨界區(qū)。從圖3中也可看出，實際換油時間已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論換油時間，已達(dá)到了適時監(jiān)測按質(zhì)換油的目的。從圖3還可看出，過了理論換油時間，潤滑油的綜合指標(biāo)愈來愈接近臨界線，提示我們此時應(yīng)該加強(qiáng)油品的監(jiān)測，防止綜合指標(biāo)過低。

圖4 油液監(jiān)測的目的和過程

1.2 油液監(jiān)測的實質(zhì)

由以上分析我們可以看到，油液監(jiān)測不是多種檢測方法的簡單組合,是摩擦學(xué)領(lǐng)域多學(xué)科綜合應(yīng)用技術(shù)，是以最經(jīng)濟(jì)的手段獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場實踐經(jīng)驗積累和診斷準(zhǔn)確性，是適時有效的科學(xué)管理。其實質(zhì)和過程如圖4所示。

2 設(shè)備油品監(jiān)測點的確定和檢測周期的科學(xué)安排

由以上分析，我們知道，無論是預(yù)測維修還是主動維修，都要了解設(shè)備的運行狀態(tài)，甚至故障的根本原因。因此，設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是預(yù)測維修和主動維修的基礎(chǔ)。在《油液監(jiān)測技術(shù)》[4]一書中認(rèn)為約50%的設(shè)備失效是由磨損造成的，因此油液的檢測對于設(shè)備的可靠性和維修管理具有重大意義。

2.1 檢測節(jié)點的確定

油液的檢測在于及時和準(zhǔn)確，但檢測節(jié)點和檢測周期的確定，目前國內(nèi)外沒有明確的結(jié)論和標(biāo)準(zhǔn)，大慶油田幾家潤滑油站都是各有各的做法。以往潤滑油監(jiān)測采取多節(jié)點、拉大網(wǎng)式的檢測法。但是，隨著監(jiān)測設(shè)備數(shù)量的增加以及監(jiān)測鉆井隊的增加，其弊端日益顯露出來：首先，該方法隨意性大，有檢測漏點；其次，由于檢測人員和上井車輛數(shù)量有限的原因，給檢測工作帶來很大壓力。

幾年來，我們已經(jīng)對部分鉆井現(xiàn)場設(shè)備的按質(zhì)換油工作進(jìn)行跟蹤，陸續(xù)對柴油機(jī)等設(shè)備的潤滑油進(jìn)行了多點監(jiān)測工作。圖5是2013年一組柴油機(jī)油品合格率變化圖。

圖5 柴油機(jī)機(jī)油綜合指標(biāo)變化圖

如圖5所示，油液的品質(zhì)在理論換油周期前的節(jié)點處都是在合格范圍內(nèi)的，而在過了理論換油周期后，油液的品質(zhì)逐漸接近臨界線，此階段易產(chǎn)生檢測漏點，因此，工作中調(diào)整了監(jiān)測策略，將換新油后的第一次檢測節(jié)點放到理論換油時間點上，逐步將檢測節(jié)點，放在理論換油周期后，加大了這個時段的檢測密度。經(jīng)過多次監(jiān)測節(jié)點調(diào)整后我們發(fā)現(xiàn)，將檢測時間節(jié)點視為t，前次時間節(jié)點為t0，設(shè)備理論換油周期視為T，檢測次數(shù)為n，則它們存在如下關(guān)系：t=t0+T×21-n。以12V190柴油機(jī)為例，其函數(shù)對應(yīng)值如表1所示。

在表1中我們看到，1～3次的潤滑油檢測時間節(jié)點分別與圖5的理論換油周期、漸進(jìn)區(qū)和臨界區(qū)相符合。而4～6次的時間節(jié)點，則是理論預(yù)測的時間節(jié)點，如果油液綜合指標(biāo)依然合格情況下，可按此時間節(jié)點繼續(xù)油品的檢測工作。我們不妨將此節(jié)點確定方法稱之為潤滑油檢測節(jié)點的“1-N次法”。

表1 12V190柴油機(jī)機(jī)油檢驗次數(shù)和檢測時間節(jié)點

2.2 設(shè)備潤滑油檢測時間節(jié)點確定的新方法的準(zhǔn)確性驗證

幾年來，在對現(xiàn)場設(shè)備的油液監(jiān)測中，通過對柴油機(jī)等設(shè)備油液檢測時間的認(rèn)真分析研究，更進(jìn)一步驗證了這種潤滑油檢測節(jié)點確定的方法的準(zhǔn)確性和正確性，我們對2014-2016年現(xiàn)場設(shè)備的柴油機(jī)時段分布進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果如圖6和表2所示。

圖6 2014-2016年12V190柴油機(jī)換油次數(shù)時段分布圖

表2 2014-2016年柴油機(jī)換油次數(shù)分布比例統(tǒng)計表

在圖6中，“非常規(guī)”指的是由外界原因造成設(shè)備油品污染，致使油品綜合指標(biāo)下降導(dǎo)致的潤滑油更換，例如油液混進(jìn)柴油、水、粉塵等。而“常規(guī)”指的是設(shè)備正常運轉(zhuǎn)情況下，由于高溫、高壓、摩擦、空氣中的水分混入致使油品綜合指標(biāo)下降，導(dǎo)致的換油。在表2中我們可以看出，在理論換油周期前更換油品的頻次不足5%，且均為非常規(guī)換油，而在理論換油周期后更換油品頻次則在95%以上。這與新方法的時間節(jié)點充分契合，例如柴油機(jī)檢測節(jié)點為：30、45、52.5、58.25 d，與分布圖中的分布時段相吻合，這充分證明了設(shè)備潤滑油檢測時間節(jié)點確定的新方法的正確性。

2.3 設(shè)備潤滑油檢測時間節(jié)點確定的新方法的意義及在實踐中的應(yīng)用

潤滑油檢測節(jié)點確定的新方法能使?jié)櫥蜋z測時間節(jié)點的確定更有前瞻性和計劃性，有力地促進(jìn)了設(shè)備按質(zhì)換油工作的開展，使?jié)櫥腿瘫O(jiān)控更加完善。首先它使?jié)櫥凸芾淼萌瘫O(jiān)控?zé)o漏點，檢測節(jié)點分布更合理、更接近臨界點，能更有效及時地掌握設(shè)備油液綜合指標(biāo)，為設(shè)備按質(zhì)換油提供有力依據(jù)。其次使?jié)櫥蜋z測節(jié)點更計劃有序，工作中有據(jù)可依，填補(bǔ)了潤滑油管理的空白，它符合設(shè)備潤滑油指標(biāo)變化的一般規(guī)律，使按質(zhì)換油更加科學(xué)規(guī)范。

新的節(jié)點確定方法是設(shè)備潤滑油監(jiān)測的一種方法，必須與其它潤滑油監(jiān)測方法結(jié)合應(yīng)用，才能發(fā)揮它的作用和效能，與油液現(xiàn)場管理和設(shè)備操作者的責(zé)任心和業(yè)務(wù)素質(zhì)息息相關(guān)，在分布圖中非常規(guī)更換潤滑油，基本是由現(xiàn)場操作者和管理者初步檢查發(fā)現(xiàn)并發(fā)出指令而實現(xiàn)檢測的。結(jié)合現(xiàn)場管理，采用此種方法在2017年分別對現(xiàn)場的十多部柴油機(jī)，進(jìn)行了潤滑油監(jiān)測的節(jié)點進(jìn)行了預(yù)測和檢驗，準(zhǔn)確性達(dá)100%，無一臺設(shè)備存在漏檢，取得了良好效果。

3 結(jié)論

“1-N次”潤滑油檢測節(jié)點確定的方法，是以設(shè)備理論換油周期為依據(jù)的，它依托現(xiàn)場檢驗結(jié)果為基礎(chǔ)的具有前瞻性和計劃性,是一種新的潤滑油檢測節(jié)點確定方法,通過幾年來的觀察和驗證，它避免了以往檢測潤滑油的隨意和滯后，無檢測漏點，它對現(xiàn)場設(shè)備潤滑油管理提出了指導(dǎo)性的意見，為潤滑油檢測節(jié)點的確定提供了理論依據(jù)，隨著設(shè)備潤滑油管理的逐步升級，這種方法的合理性和前瞻性將會進(jìn)一步得到驗證。