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石化铁路专线防护脂选型研究*

2017-07-18谢鹏波

石油化工腐蚀与防护 2017年3期
关键词:雨淋试片润滑脂

谢鹏波

(广州工程技术职业学院,广东 广州 510725)



石化铁路专线防护脂选型研究*

谢鹏波

(广州工程技术职业学院,广东 广州 510725)

某石化企业铁路专线经常工作于腐蚀环境中,配件受到很大程度腐蚀,造成维护成本增大和行车安全隐患。测定腐蚀污水的pH值、油含量、总铁、硫化物和氯离子含量等,分析判断盐酸为主要腐蚀因素。通过浸泡试验、湿热试验、盐雾试验、腐蚀试验和抗雨淋性能测定等试验,测定不同润滑油脂的防护效果和稳定性,从而选定改进型复合润滑脂为该石化企业铁路专线配件防护脂,并取得良好的应用效果。

铁路配件 防护脂 选型

某石化公司地处广东沿海,多雨,湿润,空气中盐分高。公司有80 km的铁路运输专用线路。铁路受腐蚀性污水和散落油品、硫磺等腐蚀性介质影响,配件锈蚀严重,造成轨道养护工作困难,列车运行安全隐患突出[1]。选择合适的长效防护脂对铁路配件进行有效防护对营运安全具有重要的意义。

1 铁路配件腐蚀环境

1.1 工作环境

由于沿海多雨和喷淋到焦炭上的冷却水共同影响,铁路专线经常受到富含腐蚀介质的污水浸泡,铁道备件腐蚀严重。工作环境及腐蚀状态见图1和图2。

图1 铁道配件工作环境

1.2 腐蚀介质测定

根据GB/T 6904—2008《工业循环冷却水及锅炉用水中pH值的测定》、GB/T 16489—1996《水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法》和GB/T 15453—2008《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定》等标准的要求,项目组对腐蚀污水氯离子、硫化物、总铁、油含量和pH值进行测定,主要腐蚀介质分析见表1。

图2 焦化南线备件腐蚀状态

mg/L

1.3 腐蚀因素分析

根据腐蚀介质测定结果,模拟pH值为6.00, Cl-为71.19 mg/L,硫为0.235 mg/L最恶劣腐蚀工况,利用基于风险的检验(RBI)技术对该腐蚀工况下材料腐蚀规律进行模拟分析[2]。通过分析发现,该恶劣工况下材料腐蚀的主因是盐酸,腐蚀速率达到0.508 mm/a。RBI分析结果与铁路备件的实际腐蚀情况基本一致。

2 防护脂的选型

2.1 铁路配件润滑脂性能指标要求

应用于铁路系统的润滑脂性能指标需要符合《铁道螺栓专用防护脂技术条件(暂行)》规定,具体见表2。

表2 铁路系统使用的润滑脂性能指标要求

2.2 防护油脂效果测定

选取改进型复合润滑脂、皂基润滑脂和烃基润滑脂分A,B,C三组,按照《铁道螺栓专用防护脂技术条件(暂行)》(运基线中[2003]124号)文件要求,进行理化指标和防护效果测定。

(1)浸泡试验

将涂好润滑脂的玻璃试片放入温度为60 ℃恒温烘箱内,实施24 h和48 h的试验箱内浸泡和模拟水浸泡,根据润滑脂涂膜和蒸馏水的变化对润滑脂的抗水性能进行判断。浸泡试验过程见图3和图4,试验结果见表3。

图3 试验箱内浸泡试验过程

(2)湿热试验

试件分别涂上均匀的三种防护脂后置于温度(49±1) ℃,相对湿度95%以上的湿热试验箱中40 d,评定试片的锈蚀度。试验过程见图5,试验结果见表4。

图4 模拟水浸泡试验过程

试 样24h试验结果48h试验结果A防护脂膜没有变化 防护脂膜没有变化B防护脂膜没有变化 防护脂膜表面产生变色,色泽变化比较淡C防护脂膜色泽略有加深 防护脂膜表面产生变色,色泽变化比较深

图5 抗湿热试验过程

试 样试验结果A 试片锈蚀不太明显,与新打磨试片相比发现光泽有轻微变化B 试片锈蚀点比较明显,与新打磨试片相比发现有均匀变色现象,锈蚀度约2.21%C 试片锈蚀点明显较多,与新打磨的试片相比发现锈点较大,锈蚀程度约为3.35%

(3)盐雾试验

试件分别涂上均匀的三种防护脂后置于雾化前盐酸溶液质量分数为(5±0.1)%,pH值在6.5~7.2(35 ℃±2 ℃)的盐雾试验箱内,14 d后评定试片的锈蚀度。试验过程见图6,试验结果见表5。

(4)腐蚀性能试验

试件分别涂上均匀的三种防护脂置于(100±2) ℃恒温箱内静置24 h后取出观察,发现试件均未出现斑点,也没有明显的颜色不均匀现象。试验过程见图7。

图6 抗盐雾试验过程

试 样试验结果A 试片锈蚀不太明显,与新打磨试片相比发现光泽有轻微变化B 试片锈蚀点比较明显,与新打磨试片相比发现有均匀变色现象,锈蚀度约2.28%C 试片锈蚀点明显较多,与新打磨的试片相比发现锈点较大,锈蚀程度约为3.46%

图7 抗腐蚀试验过程

(5)雨淋性能测定试验

将已注满防护脂的轴承组合放入模拟雨淋试验箱后,要求连续喷淋1 h。试验转速为5 r/min、大雨流量状态、摆杆90°左右摆动。试验结束后测定防护脂雨淋损失量。试验过程见图8,两次试验结果见表6。

图8 抗雨淋试验过程

试 样试验一试验前质量/g试验后质量/g雨淋损失率,%试验二试验前质量/g试验后质量/g雨淋损失率,%平均损失率,%A3.993.931.564.033.971.511.54B4.033.893.584.023.873.623.60C3.963.726.013.973.735.965.98

(6)防护脂滴点测定试验

使用滴点计对三种试样进行两次滴点测定,结果见表7。

表7 三种防护脂的滴点 ℃

根据国内铁道相关的技术资料显示,国内铁路轨道最高温度为88 ℃,为防止润滑脂在高温下变为流体影响密封性能,根据润滑脂的使用经验,其产品的滴点一般要高于工况的温度30 ℃,因此产品的滴点为120左右,试验取1.15安全使用系数,合格滴点大于140 ℃。

(7)防护脂钢网分油测定

将约10 g防护脂试样装在金属丝钢网上,置于(100±1) ℃恒温箱中静置24 h,将防护脂取出并冷却到室温后,测定钢网流出油质量分数(分油率)。试验结果见表8。

(8)防护脂蒸发损失率测定试验

将约10 g防护脂试样放在蒸发器后置于(99±5) ℃的恒温浴,22 h后根据试样质量损失计算蒸发损失率。试验结果见表9。

表8 润滑脂的钢网分油量 g

表9 防护脂蒸发损失量 g

2.3 防护脂选取

综合分析选型试验结果,同时考虑铁路专线工作环境中高温、湿热、临海和运送腐蚀介质的特性,课题组最终选择了复合基改进型润滑脂作为某石化企业铁路专线配件防护脂。该防护脂以脂肪酸锂皂稠化精制矿物油为基油,加入有助于提高防腐蚀性能和成膜速度的添加剂,提高了防护脂的综合防护性能。

3 改进型复合润滑脂应用

2013年11月完成各项分析与试验后,复合基的改进型润滑脂在某石化企业焦化南线维修中得以应用。通过跟踪测试发现,防护脂性能可靠,同时降低30%~40%日常维修工作量,铁路线路的使用效率得到提高;原来用机械油脂时的消耗量约为950~970 kg/(km·a),使用改进型复合润滑脂进行防护后,可节省润滑油50 kg/(km·a);铁路配件的使用寿命得到延长,降低了修理费,提高机车运行的可靠性。不同防护效果见图9。

图9 铁路配件防护效果

4 结束语

随着国家铁路建设的高速发展和石化、电力等行业铁路运输专用线的扩张,具有高附着力、强抗水性和低毒性等特点的长效防护脂在铁路配件防护中将得到广泛应用。

[1] 谢鹏波,梁国华,朱建华.长效防护脂在石化铁路专线的研究与应用[J].化学工程与装置,2014(11):71-73.

[2] 梁国华.石化铁路专用线配件腐蚀与防护研究[J].石油化工腐蚀与防护,2014,31(6):1-3.

(编辑 张向阳)

Study of Selection of Protective Grease for Petrochemical Railway Line

XiePengbo

(GuangzhouInstituteofTechnology,Guangzhou510725,China)

Railway line in a petrochemical enterprise always exposed in a corrosive environment, and thus railway fittings were corroded severely, which could lead to an increase in maintenance cost and even a hidden danger for transportation. Hydrochloric acid was proved to be the main cause of corrosion according to pH value, oleaginousness, and concentrations of ferric ion, sulfide and chloride. Protective performance and stability of different greases were evaluated through immersion test, damp heat test, salt spray test, corrosion test and resistance test to drenching rain, and improved complex grease was selected as the protective grease for the railway line in Maoming Petrochemical Company, which has achieved good application effects.

railway fittings, protective grease, type selection

2017-03-02;修改稿收到日期:2017-03-25。

谢鹏波(1966—),副教授, 本科,1989年毕业于江苏化工学院化工设备与机械专业,主要从事化工技术应用研究和化工人才培养工作。E-mail:762658422@qq.com

茂名石化技术开发(委托)项目(15650000-13-ZC0607-0002)。

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