中国石化长城L-HV32低温液压油在高空作业平台上的应用研究

曾鸣

中石化华中润滑油有限公司

高空作业机械，是将人员、器材等通过作业平台举升到空中指定位置进行各种安装、维修等作业的专用高空作业施工设备，主要包括高空作业平台和高空作业车。

根据中国工程机械工业协会资料，中国工程机械行业2016年至2021年呈连续六年增长态势，2022年至2023年经历市场调整。近年来在国内工程机械行业整体营收下滑的背景下，高空作业机械作为工程机械行业的新兴细分领域，正处于高速发展的增长期。由于楼宇清洁、立体仓储、园林绿化等商业服务领域应用场景延伸，高空作业机械在工程机械行业中“异军突起”，保持较快的增长速度。随着包括润滑油在内的部件自主化率的提升以及海外渠道的日臻完善，国内工程机械企业有望重塑全球高空作业机械市场竞争格局，不断提升市场份额，实现中国高空机械制造“走出去”。在海外市场，特别是全球发达国家和地区，国际工程机械企业早在半个多世纪前就开始生产并推广应用高空作业机械，在技术和规模上占有绝对主导地位。因此，中国高空作业机械在海外市场发掘广阔市场的同时，面临着诸多挑战。

高空作业机械所用润滑产品包括液压油、齿轮油、发动机油、冷却液、润滑脂等，其中液压油是使用量最大的品种。高空作业机械液压系统工况，要求既能为液压系统提供良好润滑保护，又能具有较宽的温度适应范围。根据调研，高空作业机械制造商目前普遍根据液压泵厂家自带原装液压油或推荐用油进行选择；终端用户常选用的液压油，种类繁多。

高空作业机械普遍在野外环境进行园林、桥梁、建筑外墙作业，施工环境潮湿、污染物多；施工地域跨度大，设备经受严寒与酷暑；由于高空作业场景，设备经常长时间连续作业。高空作业机械用油需求点如下：

◇野外环境作业，设备维护保养不方便，需要长换油周期的油品，通过延长换油周期而减少换油次数；

◇施工地域、施工时间跨度大，需要高低温性能突出的油品，在不同地域、不同季节的宽温范围内满足设备润滑需求；

◇施工过程中高空作业机械设备由于连续作业，设备运行温度较高，施工环境潮湿，油品容易氧化，出现油泥，需要抗氧化性好、油泥抑制能力强的油品满足设备需求。

依据以上工况特点，高空作业机械使用宽温型液压油产品是较为合适的选择。长城L-HV低温液压油即是一款宽温型液压油产品，特别适用于露天、寒区及环境温度变化较大的中、高压液压系统，例如工程机械、建筑机械、矿山机械等机械设备的液压系统[1～5]。长城液压油此前在高空作业机械上的应用考察较少。为了探索长城液压油在曲臂式高空作业平台及其他高空作业机械上的应用性能，扩大长城液压油的应用领域，实现高空机械用液压油的国产化替代，本文开展了长城L-HV32低温液压油产品在某工程机械企业的某型号曲臂式高空作业平台上的应用试验。

应用试验

试验设备

本次应用研究选用的设备为曲臂式高空作业平台产品（最大工作高度15.8 m，图1），共涉及2台作为定点跟踪监测设备，编号为1#和2#，两台设备参数相同，主要参数见表1。这两台设备工况为常规工况（楼宇施工、园林绿化等场景），定期对使用中的液压油进行取样监测。该机型采用久保田发动机、丹佛斯柱塞式液压泵、阀和马达，液压油箱（图2）容量76 L，液压系统总容量150 L。

表1 高空作业平台主要技术参数

图1 高空作业平台设备外观

图2 高空作业平台液压油箱

试验油品

试验用油采用长城L-HV32低温液压油，产品典型数据见表2。

表2 长城L-HV32低温液压油典型数据

取样及清洗

通过为期9个月的实际应用试验，考察长城L-HV32低温液压油在高空作业机械的应用情况。试验从2022年1月初开始，在设备运行3个月、6个月和9个月时取样，取样量为0.5 L。

在试验开始前，对润滑装置进行换油和清洗，以保证换油效果。润滑装置的清洗采用系统管道循环方式进行冲洗，以确保系统中残留的旧油较完全地被排出。冲洗环节使用长城L-HV32低温液压油新油，经过设备自己的过滤系统（先导滤芯+回油滤芯），冲洗油温度不超过55 ℃。排出冲洗油后再加入新油至油箱标准油位，检查液压系统的控制报警和联锁，按设备操作规程要求投入运行。

油样监测

因L-HV低温液压油换油指标尚无国家或行业标准，参考NB/SH/T 0599—2013 《L-HM液压油换油指标》作为试验结果的评价依据，具体换油指标见表3。试验期间，对采集的长城L-HV32低温液压油在用油样品进行分析，分析项目参考液压油换油指标项目包括40 ℃运动黏度、水分、色度、酸值、泡沫特性、正戊烷不溶物、铜片腐蚀，同时增加磨损金属元素等指标[1]。

表3 换油指标技术要求

结果及讨论

色度

色度是油样注入比色管内，与标准色片相比较相当的色号。影响在用油色度变化的关键因素主要包括油品劣化的影响，如氧化产物等。

试验过程中试验油品的色度变化见表4。

表4 油品色度/号

由表4可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样色度缓慢增加，均小于1.0；色度增加值均小于2。显示出油品使用中颜色变深程度较小。

运动黏度

液压油的黏度是影响液压油能量传递和润滑性的一项重要指标。氧化反应常使液压油黏度增长，增长幅度过大会导致液压系统效率下降；而液压油受到机械剪切作用时黏度会下降，下降幅度过大会导致油膜厚度不足和液压元件磨损。影响润滑油使用过程中黏度特性的因素很多，如聚合物的剪切和降解、油品老化产物等。

试验过程中试验油品的40 ℃运动黏度变化如图3所示。

图3 试验油品的40 ℃运动黏度变化

由图3可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样40 ℃运动黏度变化不大，黏度变化率均离换油指标还有较远距离，显示出油品具有优异的黏度保持能力。

水分

水分指润滑油中含水量的百分数（质量分数或体积分数），常通过GB/T 260等方法进行测试。水分属于润滑油中常见污染物的一种，液压油中的水分常来源于外部环境。液压油中水分存在时，可能增加液压油泡沫稳定性，不利于循环消泡；同时水分的存在也会降低油膜的强度，影响局部润滑性能，导致液压元件磨损；此外，水分存在的条件下金属部件更容易发生腐蚀和锈蚀。

试验过程中试验油品的水分变化如图4所示。

图4 试验油品的水分变化

由图4可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样水分均为痕迹，说明行车试验中油样水分均未超标。

酸值

酸值是中和1g油样中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数，可用于反映润滑油在使用过程中对金属的腐蚀性及变质程度[6]。在液压油使用过程中，由于部分添加剂的消耗，酸值可能降低；由于油品氧化衰变和添加剂的降解，酸值可能升高。

试验过程中试验油品的酸值变化如图5所示。

图5 试验油品的酸值变化

由图5可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样酸值均呈现先略微减少再略微增加的趋势，未超出换油指标，说明油品添加剂的消耗和氧化程度正常。

正戊烷不溶物

正戊烷不溶物是指在用油与正戊烷混合后分离出来的物质，可以反映在用油品中不溶的污染物和老化产物的多少，正戊烷不溶物的增加反映了润滑油的老化程度和污染程度。

试验过程中试验油品的正戊烷不溶物变化如图6所示。

图6 试验油品的正戊烷不溶物变化

由图6可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样的正戊烷不溶物呈上升趋势，未超出换油指标，可见油品抗氧化性能和油泥控制情况良好。

铜片腐蚀

通过铜片腐蚀试验，可判断润滑油中是否含有可对金属产生腐蚀的物质，如游离硫和活性硫化物、酸、碱等，判断其在使用过程中对金属腐蚀的可能性[7]。试验过程中，1#、2#平台油样的铜片腐蚀均为1b，与新油一致，均低于换油指标，表明油品在试验的进行过程中为机械设备含铜部件提供了良好保护。

泡沫特性

泡沫特性反映油品表面生成气泡的快慢和气泡消失的快慢，通过油表面泡沫倾向性（吹气周期泡沫体积）和稳定性（静止周期泡沫体积）表示。液压油氧化变质可产生易起泡的表面活性物质，同时油品氧化产生的酸性物质也会造成抗泡剂的失效[8]。

试验过程中试验油品的泡沫特性变化见表5。

表5 试验油品的泡沫特性变化

由表5可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样泡沫特性正常，均未超出换油指标。

元素分析

铁、铜等金属元素含量可以有效反映液压系统不同金属元件的磨损情况。通过测试试验油品中磨损金属元素含量的变化，能够为液压元件的磨损情况评估提供依据。

试验采用GB/T 17476方法，试验过程中试验油品的磨损金属元素含量变化如表6所示。

表6 油品元素含量

由表6可以看出，试验过程中，1#、2#平台油样的Fe、Cu元素含量均低于方法检出限，表明相应金属部件的磨损非常轻微。

结论

分别使用长城L-HV32低温液压油在2台同型号曲臂式高空作业平台上开展了应用研究，两台机械车况良好且运转正常。为期9个月的跟踪监测数据显示，长城L-HV32低温液压油在1#和2#平台的应用情况良好，各项指标都在正常范围内，未出现超出换油指标的情况。应用试验结果表明，长城L-HV32低温液压油适合在曲臂式高空作业平台上应用，具有优良的黏温性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能和抗磨性能，可有效保护高空作业平台液压系统，保障设备可靠运行。