润滑油如何帮助提高生产率和降低总拥有成本

2017-05-07壳牌中国有限公司

中国水泥 2017年7期

壳牌(中国)有限公司

壳牌矿业白皮书

前言

壳牌润滑油全球采矿行业市场经理Renée Power寄语：

经过与采矿行业客户几十年的密切合作，壳牌润滑油深知采矿企业目前面临的挑战。商品价格下跌，加上需求和供给过剩的不确定性，提升成本竞争力成为采矿企业的头等大事。新矿投资通常寻求低成本、高生产率的项目，而现有资产不得不最大限度提高生产率、利用规模经济效益和降低每台生产设备的成本。

很多采矿公司已经利用总拥有成本（TCO）评估衡量运营绩效。他们认识到，降低设备整个寿命周期的总拥有成本有助于挖掘资产的最大价值。然而，润滑对总拥有成本的影响通常会被低估。

壳牌润滑油委托某市场调研机构开展的一项国际行业研究表明， 60%的采矿公司意识到有效的润滑油选择和/或管理有助于将成本降低5%或更多，但是他们低估了这一节支潜力；仅不到10%的采矿公司认为润滑的节支潜力可以最多提高5倍。

壳牌润滑油相信，润滑可以创造重大的商业价值。在考虑节支潜力时，我们使用的总拥有成本定义包括设备停机所造成生产损失相关的成本。

一般而言，润滑油成本在采矿公司总维护支出中占比为5%左右。壳牌润滑油的技术专家已经帮助采矿公司，通过采用适当的润滑方法实现的节支效益相当于他们总的润滑油成本。他们还认为，润滑油可以影响高达30%的维护预算。这些节支效益主要通过降低维护成本、减少设备停机和提高生产率实现。

要抓住这个节支机会，两大关键方面至关重要：一是选择适当的润滑油或润滑脂；二是有效的润滑管理。

本论文旨在探索有效润滑规程的切实商业价值，同时利用案例研究阐述全球采矿公司如何与壳牌润滑油成功合作，通过降低总拥有成本和提高生产率挖掘最大价值。

希望本论文对您有所助益。

1.总拥有成本——了解节支潜力

壳牌润滑油相信：润滑可以通过提高生产率和降低成本创造重大的商业价值。然而，润滑油的节支潜力通常被大大低估。

了解润滑油如何影响总拥有成本（TCO）是实现潜在节支效益的第一步。

总拥有成本（TCO）

在评估润滑油对总拥有成本的影响时，壳牌润滑油考虑润滑油对维护预算和流程的端到端影响，以及与设备停机期间生产损失相关的任何成本。优化润滑可以对部件使用寿命、维护成本和非计划停机产生重大影响；因此，润滑油带来的节支效益远高于润滑油本身的价格。

抓住机会

润滑油选择或管理可以从多个方面影响公司的维护预算。抓住节支机会需要从两个同等重要的方面着手：

（1）选择适当的润滑油或润滑脂——适当的产品

（2）有效的润滑管理——包括正确的贮存和处理、适当的位置、时间、数量、监测和人员。

2.润滑油选择

不同原始设备制造商（OEM）制造的每一台采矿设备均提出了特定的润滑要求。OEM设定最低的润滑油或润滑脂要求，但并非所有满足这些标准的润滑产品都具有相同的性能水平。

2.1 润滑挑战

选择适当的润滑油或润滑脂通常取决于设备的设计特征、运行参数和环境。像温度、湿度和位置（海拔/地下）这些参数均提出了不同的润滑挑战。

以下是采矿行业的三个主要润滑油应用和一些具体的润滑挑战案例。在所有案例中，选择适当的润滑油是提高生产率和大幅降低总拥有成本的关键第一步。

发动机

有效的发动机润滑，对保护高成本设备和最大限度减少频繁换油、维护或甚至部件故障造成的停机至关重要。

抗磨损

极端工况下粘度控制：金属与金属接触造成的发动机磨损可能在低速、高负荷或冷启动条件下发生。润滑油可以帮助分离活动部件，避免发生磨损。发动机启动时，特别是在寒冷气候下，润滑油必须足够稀薄，以快速循环来保护关键部件。一旦发动机满载运行，润滑油需要保持充分的粘稠度和提供必要的保护，帮助防止磨损。

烟炱沉积：发动机中烟炱沉积可能导致润滑油稠化和磨损。尤其，对高海拔地下采矿作业中废气再循环（EGR）系统用作后处理系统的应用来说，这是一项巨大挑战。长时间空载运行使发动机产生烟炱的速度更快。业界发现，使用API CJ-4润滑油有助于降低烟炱沉积的影响。另外，使用API CK-4发动机油有望进一步提高性能。

防腐蚀：气体和酸是燃烧过程始终会生成的副产物。润滑油能够中和这些酸，帮助防止腐蚀。这对采用巴氏合金滑动轴承的发动机来说特别重要，因为这类轴承很容易被酸腐蚀。

延长润滑油使用寿命：氧化、烟炱沉积和润滑油稠化，以及润滑油中酸积聚均会导致润滑油老化。蕴含适当的基础油和抗氧化剂等添加剂技术的优质合成发动机油，可在存在污染物和副产物的条件下确保性能维持时间更长。

动力传动系统

动力传动系统技术对采矿作业至关重要。润滑油质量可能大大影响部件寿命、设备停机和换油周期，从而影响总拥有成本。设备通常在高负荷下长时间运行，这可能增加对设备部件和旨在保护部件的润滑油产生的应力。

摩擦特性：Powershift变速箱使用一系列摩擦片帮助齿轮啮合和脱离。润滑油在传递摩擦力中发挥着重要作用，因此润滑油的摩擦特性对确保有效工作十分重要。如果摩擦力过小，摩擦片可能滑动，导致变速困难。如果摩擦力过大，生成过多热量可能损坏设备和缩短润滑油使用寿命。

抗磨损——粘度控制：在齿轮减速电机中，润滑油必须帮助延长轴承使用寿命，并提供卓越的抗齿轮磨损和抗点蚀保护。变速箱油帮助分离活动部件，比如轮齿和滚动体，从而避免金属与金属接触和磨损。选择具有适合应用的最优粘度以及所需要的抗磨损、抗腐蚀添加剂的润滑产品，可以对设备使用寿命产生重大影响。粘度和剪切安定性也对多种温度条件下保持出色性能至关重要。

抗磨损——极压：在差速齿轮中，接触比压可能过高，导致变速箱油被挤走，从而造成金属与金属接触。使用极压添加剂帮助预防轮齿的接触区域微焊接在一起。

延长润滑油使用寿命：氧化安定性和防腐蚀性也对维持润滑油性能十分重要。具有出色抗氧化性的优质变速箱油和齿轮油可以防止润滑油久而久之退化和分解，从而减少频繁换油所要求的停机。

开式齿轮

采矿行业的润滑脂应用可以说是一个专业技术领域。选择适合特定应用的适当润滑脂，对避免成本高昂的设备故障和非计划停机至关重要。这对开式齿轮应用来说尤其如此，因为开式齿轮暴露在极端环境下，污染对润滑脂提出了巨大挑战。

严苛工况下抗磨损

极端温度：由于开式齿轮暴露在各种气候条件下，润滑脂的粘度和可泵性至关重要。在极寒环境下，润滑脂必须维持足够的流动性，以流经润滑脂管路为部件提供保护；在极热环境下，润滑脂必须维持足够的粘稠度，以停留在设备表面。

极端环境：约40% 的开式齿轮故障是由于污染物进入直接导致的。暴露在大量灰尘、污垢和雨雪中，意味着开式齿轮要求润滑脂能够维持充分的润滑膜和持续流动性，同时排出污染物。

极压和极端冲击：为帮助设备持续以最大效率运行，润滑脂采用特殊配方抵抗采矿设备日常承受的高负荷、极压和冲击负荷。

应用：40%左右的开式齿轮故障是由于误用造成的。如果不能在适当的时间加注适量的润滑油，即使再完美的润滑产品也无法保护设备。另外，必须对润滑系统进行维护和微调，确保正确施用润滑产品。

咬合不佳：两个完全咬合的齿轮的接触比为100%。如果咬合不佳导致接触比下降至85%以下，传动装置承受的负荷和应力将增加，导致齿轮和润滑膜负荷过重，可能导致次表面出现裂缝和点蚀。这会大幅缩短部件使用寿命，可能导致齿轮故障。