工业润滑油的应用及发展趋势.ppt

润滑油供应商技术座谈会资料 工业润滑油的应用及发展趋势,北京统一石油化工有限公司 技术顾问 唐俊杰 2010年9月,世界润滑油用途分布,2000年中国三大油耗量比例,液压油 16.25%,内燃内燃机油31.2%,其它 18.97%,总计 213.2万吨,全损耗油31.4%,齿轮油2.18%,我国润滑油各品种的销售量 万吨 2000年,工业润滑油的品种 按国家标准GB/T7631.1润滑剂和有关产品的分类,根据应用场合,工业润滑油包括:, 全损耗系统油 脱模油 工业齿轮油 压缩机油（含冷冻机和真空泵油） 主轴、轴承和离合器油 导轨油 液压系统用油, 金属加工油 电器绝缘油 风动工具油 热传导油 暂时保护防腐蚀油 汽轮机油 热处理油,工业润滑油的应用特点,一次用量比内燃机油要多得多 使用周期长 工况复杂，品种繁多 特殊性能要求专门的评定试验 规格变化慢，专用产品发展快,工业润滑油一次性用量大,发动机油的一次加入量一般为几公斤至几十公斤 而工业润滑油一次加入量要大得多，一般要几十公斤至几百公斤，多的要达几吨到几十吨 由于它在成品成本中占一定比例，因此用户比较注重价格,工业润滑油的使用周期长,发动机油一般要求使用几千公里至数万公里，大约半年至一年 工业润滑油一般都要求使用寿命一年以上，有的要求几年 甚至于有的设备要求润滑油与其有相同的使用寿命,使用工况复杂，品种繁多,工业润滑油的使用性能要求千变万化。某些设备还有特殊的性能要求。 一些离火源较近的润滑部位要求使用难燃的油品 严寒地区冬季需要低温性能极优良的油品 制冷压缩机要求低温性能好，与制冷剂有较好的相容性 宇航和核工业设备则要求润滑油能耐高真空和抗辐射 电器用油要求有绝缘和一些电性能要求 食品工业机械则首先要求润滑油无毒性,特殊性能需要专门的评定方法,液压导轨油要求测定油的粘-滑特性 工业齿轮油来说，梯姆肯试验和四球试验的烧结负荷 抗氨汽轮机油要求进行抗氨试验 空气压缩机油测定积炭性 冷冻机油要测定絮凝点和与制冷剂的相容性 电器用油都要求测定击穿电压、介电强度、介质损耗因素等电性能测定。,工业润滑油规格更新慢,发动机油的规格更新很快，一般2-3年就有新的规格替代 抗磨液压油 德国标准DIN 51524（）发布于1985年 丹尼森泵公司的HF-0高压抗磨液压油标准发布于1983年 工业齿轮油的规格 美钢US Steel 224、美国齿轮制造者协会AGMA 250.04或德国DIN51517规格都发布于上个世纪80年代 真空泵油、压缩机油、电器用油的主要规格也大都采用原先的规格，变化不大,专用产品发展快,工业循环油规格已不能满足新的要求 造纸机循环系统专用润滑油 增加了针对新型造纸机润滑油要求的性能指标- Pall过滤试验，SKF轴承试验和SKF油膜老化试验 纺织油剂的新要求 短纤维纺丝油 长丝纺织油 针织机油等,工业润滑油的研究与应用特点,在研制工业润滑油新产品 注意油品的特殊性能要求 注意性能指标间的相互影响 注意OEM的新规格要求 力求降低成本 在选用工业润滑油品种 注意设备的工况 注意使用环境 注意设备的特殊性能要求,工业润滑油的发展趋势,21世纪科学技术发展面临的问题 节约能源 环境保护 新的机械设备朝着缩小体积、减轻重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和环境友好的方向发展 工业润滑油的发展趋势是，提高产品的性能，特别是满足OEM提出的性能要求、降低产品的成本和发展环境友好产品。,改进生产工艺，提高基础油品质,基础油正由API 类向API 类转变 聚烯烃合成油(PAO)具有较高的粘度指数、优良的低温性能和热氧化稳定性，但价格高 具有发展前景的基础油-天燃气生产合成润滑油（GTL） 由天然气生产合成气(CO+H2)的混合物 采用低温法由合成气合成混合液态烃 由液态烃加工成润滑油基础油,GTL生产工艺流程示意图,天然气,O2,H2O,溶剂蜡,石脑油、煤油、润滑油基础油,CO+2H2,-CH2-,各类基础油的性能比较,发展多功能添加剂,一个润滑油配方中往往要加入几种甚至十几种添加剂，这样造成配方复杂、加入量高并增加成本 发展多功能添加剂，将起不同功能的官能团结合于同一分子内，使一种添加剂的加入同时达到多种功能 增粘、降凝和分散作用的稠化剂 发展一种能减摩又能提高油品热氧化稳定性的添加剂。,提高复配技术，降低加剂量,添加剂的复配技术是一项细致的研究工作 采用多功能添加剂 研究添加剂的协同效应 降低添加剂的总量 抗磨液压油的总剂量1.52.0%降至0.40.6% 工业齿轮油的总剂量也降至1.2%以下 汽轮机油在相同的加剂量下，抗氧化寿命已由原来的30004000小时提高到10000小时以上 破乳剂过去一般加0.050.1%，现在只要加入0.005%就可起到较好的效果。,应用新技术,生物技术在润滑油中的应用 生物可降解液压油、链锯油、二冲程机油及润滑脂 符合环保的要求的产品 无灰抗磨液压油配方 无氟冷冻机油 纳米材料与技术的应用 提高其抗磨损和抗极压性能的研究,HETG 环境可接受的液压油三甘油酯系列 HEPG 环境可接受的液压油聚醚系列 HEES 环境可接受的液压油合成酯系列 HEPR 环境可接受的液压油聚-烯烃合 成油系列,生物降解液压油4种,CFC物质破坏大气臭氧层的机理,F.S.Rowland和M.J.Molian 1974年提出了CFC物质破坏大气臭氧层的学说：即 CCl2F2 + h CClF2 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 一个氯原子可分解十万个臭氧分子，目前，南极上空空洞面积已达2000多万km2。,氟里昂及取代剂的分子式,R12 C1F2Cl2 R22 C1HFCl2 R134A C2H2F4,制备纳米材料润滑油的方法,一步法 即原位合成法，它以润滑油为介质，直接合成纳米润滑材料并直接分散在润滑油中，粒径小于可见光波长，因而制备所得的润滑油是透明的 两步法 即先制备出油溶性纳米润滑材料，然后将其分散到润滑油中。润滑油中的纳米材料的量可根据需要，自由调制。,金属磨损自修复材料（ART）,一种超细微颗粒的材料，在摩擦力和微粒研磨产生局部高温的作用下，微粒材料与摩擦面上的金属发生热化学与力化学置换反应，生成一种光洁度极高的复合材料，填补缺陷直到恢复到最佳配合间隙 作用机理 采用油性和极压添加剂或减摩剂 在金属表面形成保护膜或减摩层 ART 生成减摩性能极为优良和显微硬度大幅提高的有机或无机复合涂层 使用ART的轴承当寿命达到用一般润滑油的21倍时，仍能保持初始的精度和游隙，基本无磨损,润滑理论的新进展,传统的润滑理论 流体润滑 弹性流体动压润滑 边界润滑 薄膜润滑理论 给机械设计及润滑剂的研制带来新的思路 给纳米磨擦学和纳米润滑材料的研制提供理论基础,润滑膜厚发生了数量级的变化,20世纪初 普通滑动轴承 10100微米 50年代 稳态滑动轴承 10微米 80年代 内燃机滑动轴承 110微米 齿轮、滚动轴承 0.11.0微米 90年代 低弹性模量表面、磁记录装置润滑、塑 性流体动力润滑 介于0.10.01微米 甚至0.001微米(即1纳米)数量级,薄膜润滑独特的性能,弹流润滑以粘性流体膜为特征，它服从连续介质力学的规律，而边界润滑以润滑剂分子有序排列的吸附膜为特征，以表面物理化学为研究基础 以纳米膜厚为特征的薄膜润滑是介于弹流润滑与边界润滑之间的状态。作为中间状态的薄膜润滑兼有流体膜和吸附膜的特点，因而润滑机理复杂。研究表明，纳米厚度的润滑膜是一种分子有序排列的“约束流体,”而摩擦界面的作用主要是“结构化力”，它表征促使液体分子规律排列的力学效应 润滑剂在薄膜状态下将呈现三种性态，即类固态、玻璃态、类液态，在摩擦过程中相互转化，构成薄膜润滑独特的性能,油液监测技术的泛应用,通过分析被监测机械设备在用润滑油的性能变化和油中磨粒状况，从而得到设备运行的信息