中国石化长城油膜轴承油在钢铁行业轧机配套应用的油品相容性分析

闫岳

中国石化润滑油有限公司西北分公司

油膜轴承主要由锥套、衬套、止推轴承部分、密封系统、锁紧系统等部分组成，具有承载能力大、抗冲击能力强、使用寿命长、速度范围宽、结构尺寸小、摩擦系数低等特点，种类繁多，用途广泛。轧机油膜轴承是油膜轴承中承载最大的轴承之一，一般轧机机械可分为轧钢机和有色金属轧机（主要是铝材轧机和铜材轧机），按轧制产品又可分为线材轧机、型材轧机、带材轧机、板材轧机（分宽厚板、中厚板、热轧板、冷轧板）等。现今轧机使用的轴承主要有滚动轴承和油膜轴承两大类，根据轧机的不同性能和用途选用不同种类的轴承，一般轧钢机和铜材轧机使用油膜轴承为主，铝材轧机习惯使用滚动轴承。线材轧机预精轧和精轧以使用油膜轴承为主；带材轧机目前仍是以滚动轴承为主，但因其承载低与寿命短等原因，有逐步向油膜轴承发展的趋向；板材轧机、一般中厚板轧机和热连轧机都是使用油膜轴承；冷连轧机大部分使用油膜轴承，部分使用滚动轴承，其中以日本冷轧机推行使用较多，西欧、美国、俄罗斯、中国等其他国家很少推荐使用滚动轴承。

油膜轴承油是专门为钢铁行业轧机油膜轴承配套设计的工业油品种。由于轧机是钢厂的大型关键设备，润滑的工况与其他油品存在很大的不同，因此对润滑油的要求很高，用量也很大。目前国内油膜轴承油的市场份额基本上被国外V系列、S系列所垄断，中国石化润滑油有限公司已经开发出与V系列、S系列性能相当的长城油膜轴承油，在国内二十几家客户成功应用，并取得客户的认可。中国石化润滑油有限公司通过与某钢厂合作，开展了长城A100和A220油膜轴承油在某钢厂轧机上对国外油膜轴承油进行国产化替代的工作。油膜轴承油在试用过程中可能存在原旧油残留、切换油箱时混油、两种油品补加混用等情况，由于不同生产厂家、不同黏度牌号的油膜轴承油产品配方不同，若互不兼容，则会发生反应，产生沉淀，极大地影响油品润滑、防锈、防腐等性能。所以，当采用长城油膜轴承油对轧机在用油进行替代时，有必要做油品性能分析，比较两种油品各项指标情况，并进行同黏度级别油膜轴承油混兑试验，考察两种油品的相容性。

本文采用长城A100和A220油膜轴承油与某钢厂在用进口同质量级别油膜轴承油进行了性能对比分析和混兑试验，考察油品的相容性。结果表明，长城A100油膜轴承油在某钢厂可以分别和在用进口V100、S100油膜轴承油按照一定比例补加使用，也可以全部更换在用进口S100或V100油膜轴承油后使用；长城A220油膜轴承油和进口S220油膜轴承油可以按一定比例补加使用，也可整体换油，但长城A220油膜轴承油和进口V220油膜轴承油混兑后抗乳化性改善不明显，建议全部更换为长城A220油膜轴承油后使用。

本文主要对长城A100和A220油膜轴承油与某钢厂在用的不同进口品牌油膜轴承油开展性能对比分析和混兑试验，考察油品的相容性，为钢铁行业预精轧机、精轧机组油膜轴承用油国产化替代提供技术依据。

长城A100油膜轴承油与不同进口品牌油品的相容性分析

长城A100油膜轴承油与不同进口品牌油品的性能数据对比

长城A100油膜轴承油与某钢厂在用的两个同质量级别和黏度级别的进口油膜轴承油（V100和S100）各项理化性能指标的数据对比见表1。

表1 V100、S100与A100的性能评价数据

由表1可见，长城A100油膜轴承油的理化性能与同质量级别和黏度级别进口油膜轴承油性能基本相当。

长城A100油膜轴承油与不同进口品牌油品的混兑试验

为了评价油品混合使用过程中的可行性，对进口油膜轴承油与长城A100油膜轴承油进行混兑试验，即分别将进口油膜轴承油（在用油）与长城油膜轴承油（新油）按照1∶9、5∶5和9∶1的比例（质量比）进行混兑，在54 ℃温度下搅拌30 min，使其混合均匀，冷却至室温后，观察样品外观，并放入60 ℃烘箱保持24 h，取出后观察油品外观，然后进行运动黏度、水分、酸值、水分离性、泡沫性、防腐蚀性、防锈性等理化性能检测[1～3]，通过油品指标性能变化情况，判断长城油膜轴承油是否可以与其他品牌油品进行混兑使用。

2个进口油膜轴承油（在用油）分别与长城A100油膜轴承油（新油）按照1∶9、5∶5和9∶1的质量比混兑后的性能数据对比见表2、表3。

表2 某钢厂精轧机组在用膜轴承油S100与长城A100混兑试验

表3 某钢厂精轧机组在用油膜轴承油V100与长城A100混兑试验

由表2、表3可见，混合油样的各项指标均在合理的变化范围之内，特别是水分离性始终保持在较好水平，表明所考察的两种油品的相容性良好，提高了长城A100油膜轴承油可替代进口S100和V100油膜轴承油方案的可行性。随着长城A100油膜轴承油新油混合比例的增加，混合油水分离性、抗泡沫性、酸值都有一定改善。

长城A220油膜轴承油与不同进口品牌油品的相容性分析

长城A220油膜轴承油与不同进口品牌油品的性能数据对比

长城A220油膜轴承油和某钢厂在用的两个同质量级别和黏度级别的进口油膜轴承油（V220和S220）各项理化性能指标的数据对比见表4。

表4 V220、S220与A220的性能评价数据

从表4可见，长城A220油膜轴承油与进口S220、V220油膜轴承油都采用烃类基础油，主要化学组分一致，而且都具有优异的抗乳化性能，在进水工作条件下可有效防止油品乳化、老化变质及润滑效果下降；长城A220油膜轴承油的其他理化性能如倾点、闪点、抗泡性等与同质量级别和黏度级别进口S220、V220油膜轴承油性能基本相当。

长城A220油膜轴承油与不同进口品牌油品的混兑试验

为了解高速线材预精轧机组在用油S220和V220油膜轴承油油品的当前性能状态，以及评估实际使用过程中两种油品分别与长城A220油膜轴承油混兑的影响，对现场所取S220和V220油膜轴承油油样及补加不同比例长城A220油膜轴承油（新油）的混合油样进行测试，具体数据见表5、表6。

表5 某钢厂高线预精轧机在用油膜轴承油V220与A220的混兑试验数据

表6 某钢厂高线预精轧机在用油膜轴承油S220与A220的混兑试验数据

从表5可见，该钢厂高线在用油V220油膜轴承油的外观颜色较深，含水量偏高，抗乳化性明显下降，产生泡沫倾向较大，可能与进水工况条件下长周期运行后油品的老化有关，其余性能指标尚在可接受水平。向该在用油中混加不同比例长城A220油膜轴承油新油后，混合油样的抗乳化性未见明显改善，特别是5:5混合时抗乳化性出现了异常下降，表明其不宜与长城A220油膜轴承油混合使用。

从表6可见，在用油S220油膜轴承油的外观、运动黏度、水分、酸值、抗泡沫性、防腐蚀性、防锈性等指标在可接受水平。不同比例混合油未出现沉淀、分层等外观异常现象，且混合油的运动黏度、酸值、抗乳化性、抗泡沫性、防腐蚀性、防锈性、烧结负荷PD均在合理的变化范围内，表明两种油品的相容性良好。随着长城A220油膜轴承油新油混合比例的增加，混合油的抗乳化性、抗泡沫性、酸值都有一定改善。

结论

☆长城A100油膜轴承油可与该钢厂在用进口S100或V100油膜轴承油按照一定比例补加使用，也可以全部更换在用进口S100或V100油膜轴承油后使用；长城A220油膜轴承油可与该钢厂在用进口S220油膜轴承油按一定比例补加使用，也可以全部更换在用进口S220油膜轴承油后使用；长城A220油膜轴承油不适合与该钢厂在用进口V220油膜轴承油混合使用。

☆面临高速、持续性大量进水的工况，油膜轴承油会不可避免地进入一些水分，这就要求油膜轴承油具有很好的分水性能，因此油品的抗乳化性能指标是不同油品混兑可行性的一个重要判断依据。面临复杂的工况，建议客户加强进水监控，控制进水速度，通过油箱沉降、更换备用油箱等措施进行润滑管理，及时排除进入水分，同时建议技术人员定期对油品进行取样检测分析，及时给出合理建议，延长油膜轴承油使用寿命，降低设备磨损程度。