導(dǎo) 讀 隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展,各種類型的船用柴油機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展,各種性能都有很大提高,科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,各種新材料、新技術(shù)也越來(lái)越多地運(yùn)用在船舶柴油機(jī)上,趨向于高溫、高壓、大功率、低排放(NO…)、低油耗(低燃油消耗和低潤(rùn)滑油消耗)、高的可靠性等。筆者從事船用潤(rùn)滑油研究、使用、管理多年,根據(jù)實(shí)際工作中的一些體會(huì)和案例,寫成此文與同行交流。 1、船用潤(rùn)滑油市場(chǎng)簡(jiǎn)述 2008年,在金融危機(jī)爆發(fā)前,全球船用潤(rùn)滑油市場(chǎng)達(dá)到300萬(wàn)千升,從扇形船用潤(rùn)滑油分布圖中可以看出:其中散貨船、油輪和集裝箱船占57%,其他主要是化學(xué)品船、雜貨船、漁船、游輪、輪渡等等。 2008年全球加油量為300萬(wàn)千升,亞太地區(qū)供應(yīng)量占全球供應(yīng)量的40%左右,大約有120萬(wàn)千升,歐洲地區(qū)供應(yīng)量占全球供應(yīng)量的35%左右,大約有105萬(wàn)左右,美洲占15%,非洲、中東和印度約占10%。 由于船舶流動(dòng)性大、技術(shù)服務(wù)水平高、供應(yīng)要求及時(shí)、便捷等特點(diǎn),需要國(guó)際上各石油公司在產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)各方面全面發(fā)展。隨著全球生產(chǎn)一體化的進(jìn)展,生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的全球配置已經(jīng)形成新的分工協(xié)作體系,國(guó)際石油公司重組合兼并,大的跨國(guó)石油聯(lián)盟紛紛成立,目前僅EXXON/MOBIL、SHELL、BP/CASTROL、TOTAL、CHEVRON等5家石油公司在國(guó)際船用油市場(chǎng)達(dá)到90%以上的占有率。 作為世界500強(qiáng)企業(yè)之一的中國(guó)石油,生產(chǎn)、供應(yīng)的“昆侖”船用系統(tǒng)油和船用氣缸油是通過(guò)國(guó)際兩大柴油機(jī)制造商(MAN BW和WARTSILA)生產(chǎn)的缸徑大于80以上的二沖程柴油機(jī)認(rèn)證的國(guó)產(chǎn)船用潤(rùn)滑油,“昆侖”船用中速筒狀活塞柴油機(jī)油也已通過(guò)國(guó)內(nèi)各大知名柴油機(jī)廠的認(rèn)證,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到當(dāng)今國(guó)際同類產(chǎn)品的質(zhì)量水平。在世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加快的形勢(shì)下,依靠積累產(chǎn)品認(rèn)證、物流保障、技術(shù)支持等方面的國(guó)際經(jīng)營(yíng)與服務(wù)經(jīng)驗(yàn),已實(shí)現(xiàn)全球化供應(yīng)服務(wù)網(wǎng)絡(luò),努力將“昆侖”品牌打造為國(guó)際化知名品牌。 2、船用柴油機(jī)油性能及選用 2.1船用柴油機(jī)的分類 船用柴油機(jī)按其運(yùn)轉(zhuǎn)速度分為三種:(1)高速柴油機(jī),轉(zhuǎn)速高于1500rpm;(2)中速柴油機(jī),轉(zhuǎn)速在1500到1000m之間;(3)低速柴油機(jī),轉(zhuǎn)速低于1000rpm。 2.2船用柴油機(jī)油的性能 船舶柴油機(jī)要求潤(rùn)滑油具備以下性能: 清潔性:清除部件表面形成漆皮和沉淀物的能力; 分散性:把不溶物懸浮在油中而不會(huì)沉積下來(lái)的能力; 熱穩(wěn)定性和抗氧化性:抵抗高溫和空氣氧化的能力; 中和性:中和燃燒期間所產(chǎn)生的酸的能力,即抗腐蝕磨損的能力; 抗拉缸性能:在高溫條件下保持潤(rùn)滑油油膜的能力; 抗乳化性:受污染時(shí)能與水分離的能力; 抗水解的能力:抵抗水對(duì)添加劑的影響的能力; 離心分離性和過(guò)濾性能:有分離出不溶物的能力; 抗泡沫性能:滑油受激烈攪動(dòng)時(shí),抵抗氣泡形成的能力。 2.3船用柴油機(jī)油的選用 船舶潤(rùn)滑油是船用柴油機(jī)必須使用的專用潤(rùn)滑油。它具有良好的耐水性和高堿值(減低高硫劣質(zhì)燃料帶來(lái)的酸性腐蝕)等獨(dú)有特性,是陸用柴油機(jī)油無(wú)法替代的。船用潤(rùn)滑油的選擇主要考慮以下兩方面。 粘度等級(jí):船用潤(rùn)滑油的粘度比較單一,航行環(huán)境氣溫偏高、發(fā)動(dòng)機(jī)工況較差者應(yīng)選用粘度等級(jí)高為宜,反之,可選擇粘度較低油品。 質(zhì)量等級(jí):船用油的質(zhì)量等級(jí)是以油品總堿值(TBN)的大小來(lái)區(qū)分的。油品堿值的選擇十分重要:堿值過(guò)小,油品的酸中和能力不足會(huì)造成腐蝕磨損;堿值過(guò)大,添加劑量增大,也將增大油品的成本。 (1)船用系統(tǒng)油 系統(tǒng)油主要用于十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱的潤(rùn)滑,曲軸箱和氣缸之間由填料箱密封,燃燒產(chǎn)物和雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入曲軸箱中,使用環(huán)境相對(duì)(氣缸油和中速機(jī)油)緩和,一般選擇堿值稍低油即可。 (2)船用氣缸油的選擇 首先應(yīng)考慮燃料的硫含量。船用氣缸油的堿值與所用燃料中硫含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如所示。 此外,在根據(jù)燃料硫含量選擇氣缸油堿值的同時(shí),還應(yīng)考慮柴油機(jī)的增壓度。對(duì)低增壓二沖程柴油機(jī),燃料油硫含量不超過(guò)3%時(shí),可選擇TBN40的氣缸油,對(duì)中、高增壓的柴油機(jī),燃料油硫含量大于2%時(shí),就得選用TBN為5070的氣缸油,目前用量較大的氣缸油主要有5040、5070等。 (3)船用中速筒狀活塞柴油機(jī)油 船用中速筒狀機(jī)油兼有氣缸油和系統(tǒng)油二者的全部特性,曲軸箱和氣缸之間沒(méi)有分開,燃燒產(chǎn)物和雜質(zhì)會(huì)隨未燃燒的中速機(jī)油沿著缸套流入進(jìn)入曲軸箱中,潤(rùn)滑工況苛刻,對(duì)潤(rùn)滑油的使用要求更高,其選擇也要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況及燃料油含硫量選用。 目前經(jīng)常使用的中速機(jī)油有4015、4030、4040等。 3、船用潤(rùn)滑油使用常見(jiàn)案例分析 案例1:系統(tǒng)油粘度、水分增長(zhǎng)過(guò)快原因分析 某船發(fā)動(dòng)機(jī)使用二沖程十字頭系統(tǒng)油,累計(jì)運(yùn)行時(shí)間50000h后,船上反映近期油品很臟、有水,經(jīng)對(duì)油樣化驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)油粘度增長(zhǎng)幅度達(dá)到85%,水分達(dá)到1%以上,不溶物含量較高,立即更換大部分新油,運(yùn)轉(zhuǎn)1000h后,對(duì)分油機(jī)前油樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,油品粘度仍有較快增長(zhǎng),水分達(dá)到1%左右,不溶物含量偏高,對(duì)分油機(jī)后油樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)粘度和不溶物含量變化不大,但水分含量卻有增長(zhǎng),對(duì)油樣進(jìn)行金屬含量分析,顯示油中鐵、釩含量均超出正常值,可能油品受來(lái)自燃料油及盤根箱廢油的污染。 上船了解實(shí)際工況,發(fā)現(xiàn)該發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)在正常的更換周期內(nèi)未進(jìn)行更滑,磨損嚴(yán)重、變形,間隙過(guò)大,造成燃燒不好,燃料油及燃燒產(chǎn)物漏入盤根箱,盤根箱使用時(shí)間長(zhǎng),維護(hù)不好,密封效果差,致使燃料油及燃燒產(chǎn)物和盤根箱中廢油一起漏入曲軸箱中,使得曲軸箱中系統(tǒng)油變質(zhì)速度加快,油泥增多,油品粘度和不溶物含量增長(zhǎng)速度較快。 從分油機(jī)前后油樣分析數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看,分油機(jī)分離效果不明顯,且水分有增大現(xiàn)象,船上檢查分油機(jī)系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn),分油機(jī)內(nèi)蒸汽線有內(nèi)漏現(xiàn)象,造成油品經(jīng)分油機(jī)后水分增大。該船分油機(jī)開動(dòng)后加熱溫度低于55℃,油品分離時(shí)粘度較大,分離效果較差。 案例2:主機(jī)活塞環(huán)異常磨損、斷環(huán)原因分析 某船進(jìn)廠大修,主機(jī)為二沖程十字頭發(fā)動(dòng)機(jī),航行300h后,船上反映氣缸油過(guò)濾器出現(xiàn)頻繁阻塞,經(jīng)檢查濾網(wǎng)上有絲狀纖維物覆蓋在表面,多次清洗依然如此,主機(jī)各缸活塞環(huán)出現(xiàn)異常磨損,特別是3、4缸各有一道環(huán)斷裂,為查找阻塞原因,立即對(duì)氣缸油供應(yīng)渠道、時(shí)間進(jìn)行調(diào)查,并取油樣和濾網(wǎng)上的絲狀纖維物分析。 通過(guò)對(duì)供應(yīng)渠道調(diào)查發(fā)現(xiàn),該船出廠前,船上私自接受了國(guó)內(nèi)某地方小廠家生產(chǎn)的氣缸油,該油品雖然理化指標(biāo)與原用的“昆侖”牌船用氣缸油接近,但產(chǎn)品沒(méi)有經(jīng)過(guò)柴油機(jī)制造商認(rèn)證,生產(chǎn)工藝未通過(guò)國(guó)家質(zhì)量認(rèn)證,不能確保滿足發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求,導(dǎo)致短期使用后,就發(fā)生活塞環(huán)異常磨損、斷環(huán)現(xiàn)象。 對(duì)油樣和濾網(wǎng)上的絲狀纖維物分析,并與“昆侖”牌船用氣缸油新油進(jìn)行比對(duì),該油品與“昆侖”牌船用氣缸油添加劑品種、含量完全不同,確認(rèn)不是“昆侖”牌船用氣缸油,濾網(wǎng)上的絲狀纖維物為該油中的添加劑組分,這種添加劑不能在潤(rùn)滑油中使用,但該廠為降低生產(chǎn)成本,自行加入,在使用中析出,導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞。 案例3:曲軸箱臟污原因分析 某船主機(jī)為中速機(jī),燃燒重質(zhì)燃料油,長(zhǎng)期使用“昆侖”牌DCB4030 (TBN 30)中速筒狀活塞柴油機(jī)油,近期突然反應(yīng)曲軸箱內(nèi)油泥很多、很臟,有粘環(huán)現(xiàn)象。立即取在用潤(rùn)滑油樣和燃料油進(jìn)行分析,本次潤(rùn)滑油樣分析結(jié)果與前次分析結(jié)果對(duì)比來(lái)看,該油粘度、不溶物有明顯上升和增加,特別是堿值有明顯下降,與長(zhǎng)期以來(lái)在用潤(rùn)滑油定期分析變化趨勢(shì)不符。燃料油分析結(jié)果來(lái)看,除硫含量低于0.5%以外,其他各項(xiàng)指標(biāo)均符合180CST的標(biāo)準(zhǔn),且殘?jiān)^(guò)多。 經(jīng)與船上溝通潤(rùn)滑油和燃料油采購(gòu)和使用情況,船上表示,由于近期燃料油中硫含量較低,為降低潤(rùn)滑油成本,就私自更換使用CD40 (TBN 4)左右,導(dǎo)致在用油堿值明顯下降。 由于國(guó)際上對(duì)排放要求越來(lái)越嚴(yán),因此,燃料油均降低硫含量,但瀝青質(zhì)等雜質(zhì)含量未降,燃油及其不完全燃燒產(chǎn)物對(duì)潤(rùn)滑油的污染依然很高,如果潤(rùn)滑油的溶解及分散性能不足,瀝青質(zhì)就容易在曲軸箱表面、燃油泵、活塞等部分形成沉積物,俗稱“黑漆”。潤(rùn)滑油中的高堿值清凈劑除具有酸中和作用外(潤(rùn)滑油中清凈劑含量越高,堿值TBN也越高),還有清凈效果,有助于分散燃油污染的瀝青質(zhì)而提高潤(rùn)滑油的清凈分散性能,保持發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、曲軸箱干凈,某些清凈劑還具有抗氧化效果。選擇油品不能僅根據(jù)硫含量選擇潤(rùn)滑油的堿值,還要看其高溫情境性和抗氧化能力。因此,使用CD40后,不足以滿足使用要求,導(dǎo)致對(duì)在用機(jī)油使用性能和壽命影響較大,粘度和不溶物上升較快,曲軸箱臟污、活塞環(huán)粘結(jié),嚴(yán)重影響航行安全。 現(xiàn)代大型船舶柴油機(jī)使用燃料越來(lái)越惡劣,對(duì)船用潤(rùn)滑油的要求也越來(lái)越高,在選用時(shí),需要結(jié)合燃料油的綜合性能,確定適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油。 每一種潤(rùn)滑油都必須根據(jù)柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷更新,在最新機(jī)型上實(shí)船試驗(yàn)后,獲得柴油機(jī)廠商的認(rèn)可和推薦,在選用時(shí),盡量選用通過(guò)柴油機(jī)廠商認(rèn)證的油品。 船用發(fā)動(dòng)機(jī)油要求及使用維護(hù)與陸用發(fā)動(dòng)機(jī)油明顯不同,需要定期對(duì)在用油進(jìn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)分析,掌握設(shè)備當(dāng)前潤(rùn)滑與磨損狀態(tài),對(duì)綜合試驗(yàn)結(jié)果,從設(shè)備運(yùn)行工況、成本、安全等方面全面考慮,及時(shí)采取有效措施,減緩油品劣化,減少不必要的損失和浪費(fèi),確保設(shè)備長(zhǎng)周期可靠運(yùn)行。 注:本文源于兩年前的前輩所著,僅供分享參考。 |
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來(lái)自: 王老軌的資料 > 《航運(yùn)技術(shù)》