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立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因探究

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摘要:潤滑油在使用過(guò)程中,時(shí)常會(huì )遇到油品起泡的問(wèn)題。本文結合某水泥廠(chǎng)的實(shí)際案例,分析潤滑油起泡問(wèn)題。
概要
 
潤滑油在使用過(guò)程中,時(shí)常會(huì )遇到油品起泡的問(wèn)題。本文結合某水泥廠(chǎng)的實(shí)際案例,通過(guò)對起泡問(wèn)題的分析,對油品、設備進(jìn)行逐步排查,結合油樣檢測等技術(shù)手段,找到問(wèn)題根源并加以解決,提供對此類(lèi)問(wèn)題的解決思路。
 
引言
 
某水泥廠(chǎng)立磨磨輥軸承潤滑油是通過(guò)集中潤滑系統來(lái)實(shí)現的,油箱中的油品出現大量起泡的問(wèn)題。
 
潤滑油在循環(huán)使用的過(guò)程中不可避免的被帶入空氣,油品被攪動(dòng)、振蕩后,會(huì )產(chǎn)生泡沫,油品中的泡沫破裂、空氣釋放需要一定的時(shí)間,所以少量的泡沫層是允許存在的,然而油品大量起泡會(huì )破壞油膜,加速油品氧化,形成氣阻,對設備造成危害。
 
所以,為避免設備可能出現的損傷,應盡快尋找到問(wèn)題的根源,并加以處理。首先,我們要明確可能會(huì )引起油品起泡的因素有哪些,這樣我們就可以按圖索驥,對癥下藥。

1、問(wèn)題分析
 
油品起泡的原因是多種多樣的,可歸納為兩大類(lèi):油品本身和外界因素影響。
 
油品本身的因素包括:油品中的抗泡劑消耗殆盡;油品發(fā)生氧化變質(zhì)等。
 
外界因素主要包括:設備及使用方面和外界污染物質(zhì)。
 
回油孔距離液面過(guò)高,回流的潤滑油沖擊液面導致起泡;回油孔距離出油孔過(guò)近,油箱容積過(guò)小,油品循環(huán)速度過(guò)快導致油品沒(méi)有一定時(shí)間釋放空氣導致的起泡;油泵漏氣,導致系統中被帶入過(guò)多的空氣導致的起泡等,都屬于設備及使用方面的問(wèn)題。
 
外界污染物質(zhì):堿性物質(zhì)、皂類(lèi)物質(zhì);多孔性的灰塵、物料會(huì )吸附消泡劑等?;谏鲜隹赡艽嬖诘挠绊懸蛩剡M(jìn)行逐一排查。
 
2、問(wèn)題查找
 
下圖為該水泥廠(chǎng)立磨磨輥潤滑油站油箱內油品起泡的情況,油品的外觀(guān)發(fā)生了明顯變化,由澄清、透明黃色液體變?yōu)槟G色。
 
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因

首先,我們需要對油品的基礎性能進(jìn)行檢測分析,我們將同批次的新油及正在使用中的油品(以下簡(jiǎn)稱(chēng)舊油)進(jìn)行了油樣采集,并進(jìn)行了檢測。
 
從檢測結果中看,基礎油粘度、酸值等變化不大,說(shuō)明起泡不是由于油品本身氧化、變質(zhì)等原因引起的,而油品的色相、抗泡性能發(fā)生了明顯的改變。
 
油品本身的問(wèn)題我們排除之后,再對設備進(jìn)行排查(回油孔位置,油泵、流量等進(jìn)行檢查)。
 
經(jīng)過(guò)仔細檢查,設備方面可能引起起泡的因素基本可以排除,接著(zhù),我們檢查是否有外界污染物質(zhì)對油品造成了影響,最簡(jiǎn)單直觀(guān)的方式是檢查過(guò)濾系統。
 
檢查油箱內壁及過(guò)濾系統時(shí)發(fā)現,存在墨綠色粘稠狀物質(zhì)。
 
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因

立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因
 
那么,是否是這種物質(zhì)導致了油品起泡,或油品起泡和該物質(zhì)有關(guān),亦或是油品氧化、變質(zhì)產(chǎn)生的沉淀?我們需要通過(guò)科學(xué)的檢測手段,對其進(jìn)行檢測,分析。
 
對油品進(jìn)行元素分析及紅外光譜分析。
 
元素分析結果(部分):

 

元素分析

新油

舊油

FT-IR

鐵(Fe      mg/KG

<1

36

ASTM D5185-13e1

銅(Cu     mg/KG

<1

<1

鎘(Cr      mg/KG

<1

<1

錫(Sn     mg/KG

<1

<1

硅(Si      mg/KG

<1

<1

鎳(Ni      mg/KG

<1

<1

鉬(Mo     mg/KG

<1

<1

鋁(Al      mg/KG

<1

<1

鈣(Ca      mg/KG

<1

<1

磷(P      mg/KG

375

321

鋅(Zn     mg/KG

<1

50

鋅的來(lái)源可能來(lái)自添加劑,而油品原配方是沒(méi)有的,因此可能為其他混入的油品中的ZDTP

鋅的來(lái)源可能來(lái)自添加劑,而油品原配方是沒(méi)有的,因此可能為其他混入的油品中的ZDTP

 
元素分析結果有一定差異的是鐵元素及磷元素,鐵元素含量增加,為設備磨損產(chǎn)生,磷元素含量降低,說(shuō)明油品中的抗磨添加劑被消耗。這里銅元素含量沒(méi)有增加,可說(shuō)明磨輥軸承保持架狀態(tài)良好,油品外觀(guān)顏色發(fā)生變化與其無(wú)關(guān)(若磨輥保持架被磨損、腐蝕,二價(jià)銅離子可能會(huì )使油品外觀(guān)呈綠色)。
 
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因
紅外光譜分析(新油)
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因
紅外光譜分析(舊油)
 
通過(guò)對比可以發(fā)現,新油的基礎油、添加劑特征峰明顯,而舊油的添加劑特征峰雖明顯,但基礎油特征峰被打亂,在2800-3000區間出現平行雜峰,說(shuō)明有其他類(lèi)型的油品混入其中。
 
而能混入其他類(lèi)型油品的部位,或能接觸其他油品的部位,為磨輥密封處,現場(chǎng)調研發(fā)現,磨輥密封采用的是某品牌的通用型礦物基礎油的鋰基脂。
 
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因
該款潤滑脂呈深藍色,現場(chǎng)進(jìn)行了混溶實(shí)驗,發(fā)現與油箱中的油品外觀(guān)相近

潤滑脂混入到潤滑油中是否對油品的抗泡性產(chǎn)生影響?
 
目前所使用的抗泡劑主要分為三類(lèi):硅類(lèi)、非硅類(lèi)及復合型三種,這三種消泡劑的主要作用都是增大液體與空氣界面的表面張力,從而使氣泡快速破裂,達到消泡的作用。
 
相關(guān)資料顯示,鋰基脂的稠化劑屬于陰離子表面活性劑的一種,呈堿性,會(huì )降低表面張力,對泡沫的形成有利。
 
所以,潤滑油中混入一定量的潤滑脂,其中的稠化劑會(huì )抵消或降低消泡劑的作用,從而使油品起泡。
 
以上所有的檢測、分析、推論,顯示油品起泡的原因是磨輥密封潤滑脂混入導致,那么這個(gè)結論是否正確,需要進(jìn)行驗證。
 
3、解決措施
 
通過(guò)與油品廠(chǎng)家的協(xié)調溝通,我們將該款潤滑脂及油箱內壁、過(guò)濾網(wǎng)上的異物,進(jìn)行了采集,提供給廠(chǎng)家實(shí)驗室,廠(chǎng)家進(jìn)行了相關(guān)的試驗論證,針對目前狀況,提供了新型的消泡劑,按照規定的比例在油箱中進(jìn)行了添加,10分鐘后有了明顯改善,兩小時(shí)后,僅存在少量泡沫層。這證實(shí)了我們的推論。
 
立磨磨輥軸承潤滑油起泡的原因
左圖:剛加入消泡劑時(shí),右圖:運行了兩個(gè)小時(shí)后
 
4、優(yōu)化改進(jìn)
 
雖然,目前問(wèn)題得到了解決,但根本性問(wèn)題沒(méi)有處理,隨著(zhù)抗泡劑的消耗以及潤滑脂的泄漏,仍會(huì )出現問(wèn)題,那么就需要對其進(jìn)行改進(jìn),徹底解決泄漏的問(wèn)題。
 
首先,利用停機時(shí)間,檢查并對密封情況進(jìn)行維修,并在日常生產(chǎn)操作過(guò)程中,注意穩定入料粒度,維持好料層厚度等,盡量避免“磨振”的發(fā)生,防止磨輥密封受到影響。
 
其次,我們知道,在正常運轉狀態(tài)下立磨需要通熱風(fēng),干燥物料,風(fēng)溫在180℃以上,所以該處的潤滑油需要選擇合成油產(chǎn)品,而磨輥密封脂也處于該工況溫度下,但目前該立磨使用的密封脂為通用型礦物基礎油的潤滑脂,其工作溫度無(wú)法適應該工況環(huán)境,高溫下很容易造成油脂軟化、流失等問(wèn)題,這也是導致油脂泄漏的主要因素。
 
通過(guò)與設備廠(chǎng)家的溝通以及設備潤滑推薦說(shuō)明書(shū)的推薦,該設備的磨輥密封潤滑脂推薦使用優(yōu)潤的全氟聚醚潤滑脂ETFluor72,全氟聚醚潤滑脂其耐高溫性能優(yōu)良,最高使用溫度可達到250℃以上;實(shí)踐證明,即使少量泄漏也不會(huì )對潤滑油造成影響。
 
5、總結
 
通過(guò)添加新的消泡劑及對磨輥軸承密封脂的更換,解決了起泡的問(wèn)題,目前設備運轉狀況良好,未發(fā)生同類(lèi)問(wèn)題。
 
油品起泡的原因是多種多樣的,應因地制宜,做好現場(chǎng)的調研工作,對設備關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行逐步排查,結合科學(xué)的監測、檢測手段對工況、環(huán)境、油品進(jìn)行分析,這樣才能找到問(wèn)題的根源,并加以解決。
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