朱华
(新疆油田公司石西油田作业区,新疆 克拉玛依 834000)
卡特彼勒G3512燃气发动机在设备操作手册中推荐使用的润滑油为壳牌、美孚等进口润滑油。为降低润滑油的使用成本、验证昆仑润滑油在卡特彼勒燃气发动机上使用效果,组织了昆仑固定式燃气发动机油7805在卡特彼勒G3512燃气发动机的2000小时应用试验。
卡特彼勒G系列燃气发动机是油田大量使用的一款发动机,原使用进口低灰分燃气发动机润滑油,其发动机性能参数见表1。
昆仑固定式燃气发动机油7805是一款采用优质矿物油基础油加入高性能添加剂调制而成燃气发动机专用润滑油,该产品具有优越的控制沉积物、抗氧化及抗硝化性能,具有优异的抗磨损和抗腐蚀能力,其油品典型数据见表2。
卡特彼勒G3512燃气发动机在用油的监测项目包括理化指标分析和磨损金属分析2方面:
(1)理化指标分析。理化指标分析包括粘度、戊烷不溶物、碱值和酸值。
表1 卡特彼勒G3512燃气发动机性能参数
黏度:润滑油流动性能的主要技术指标之一,可以反映润滑油氧化或者被污染的情况。
酸值和碱值:酸值反映油中酸性物质含量的指标,酸值用于判断油品的氧化变质程度,新油的碱值主要反映了油品中功能添加剂加入量的多少,油品在使用过程中的碱值变化反映了油品中功能添加剂的降解程度。
表2 昆仑固定式燃气发动机油7805的质量指标和典型数据
戊烷不溶物:指在用油中不溶于正戊烷的物质,主要是指磨损金属、粉尘杂质、积炭等固体物质,戊烷不溶物可以间接反映油品劣化的程度。
(2)磨损金属分析。机器各主要摩擦在运行过程中都会产生磨损金属颗粒,润滑油中的磨损金属颗粒会加剧摩擦副的磨损,另外还对润滑油的氧化有催化作用,在用油中的磨损金属含量多少是设备磨损程度的重要参考指标,因此需要对在用油进行磨损金属分析。
(1)润滑系统的清洗。油品在应用之前,必须对压缩机的润滑系统进行彻底清洗,以保证试验油品不受污染,试验数据真实可靠。首先应排空压缩机内部现有的油品,然后用清洗油将系统冲洗干净,再用应用油品对系统进行清洗,清洗1~2次。整个清洗、加油过程保证规范,避免污染物的侵入。
(2)监测样品的采集。压缩机组在装入新油并循环4h后取样2L,该样品将作为以后数据分析的比对基准,并且该样品应保留至试验结束。在应用试验周期中,在设备每运行700h后采样一次,每次采样量为500mL。
表3 昆仑固定式燃气发动机油7805在用油监测结果
试验共跟踪2000h,整个试验的油液监测分析包括黏度、酸值、碱值、戊烷不溶物和磨损金属含量等项目,具体监测结果见表3。
图1~3是在用油的黏度、戊烷不溶物、酸值和碱值更监测数据,随设备运行时间的变化趋势图。
图1 100℃黏度变化
图2 戊烷不容物变化
图3 酸、碱值变化
(1)2000h的应用试验过程中,在用油的100℃运动黏度随油品应用时间的延长平缓上升,说明油品使用过程中存在正常氧化。试验过程中,在用油的100℃运动黏度均小于固定式燃气发动机油参考报废值指标要求。
(2)2000h的应用试验过程中,在用油的戊烷不溶物数值变化平稳,说明油品中油泥等氧化产物少,试验过程中,在用油的戊烷不溶物小于固定式燃气发动机油参考报废值指标要求。
(3)2000h的应用试验过程中,在用油的碱值随油品应用时间的延长呈下降趋势,酸值随油品应用时间的延长呈升高趋势。试验过程中,在用油的酸值增加了1.99mgKOH/g,达到了3.91mgKOH/g,小于固定式燃气发动机油参考报废值指标要求。在用油碱值在1500~2000h的应用试验过程中下降明显,为0.365mgKOH/g·100h,达到了0.96mgKOH/g。说明油品在应用过程中功能添加剂因为油品氧化和分解等原因逐渐消耗,在用油对油品氧化产生的酸性氧化物的中和能力降低,在用油品如果继续使用可能因为在用油抑制油品的氧化能力下降,导致油品因氧化程度继续增大影响对设备的润滑效果,因此建议在用油品在应用2000h后根据设备工况适时更换润滑油。
磨损金属不仅能反应油品质量问题,更能直观地了解机器在运行中的磨损情况。图4是在用油中磨损金属含量随机器运行时间的变化趋势图,在设备运行2000h过程中,在用油中的铁、铝和铜等磨损金属含量均小于50ug/g,说明设备磨损轻微,设备运行情况良好。
图4 金属元素磨损变化
昆仑固定式燃气发动机油7805在卡特彼勒G3512燃气发动机运行2000h后,黏度、酸值和戊烷不溶物等数据变化值均未达到固定式燃气发动机油参考报废值要求;燃气发动机设备磨损轻微,设备运行平稳。综上所述,昆仑固定式燃气发动机油7805可以满足卡特彼勒G3512燃气发动机运行周期内的润滑要求。