中国石化长城AP 460工业齿轮油在SIEMENS减速箱上的应用

2024-03-05陈金龙

石油商技 2024年1期

陈金龙

中国石油化工股份有限公司茂名分公司

中国石油化工股份有限公司茂名分公司某套聚丙烯装置采用INEOS公司的Innovene气相聚丙烯工艺技术，设计生产能力20万t/a，于2014年8月28日正式投产，装置生产的产品广泛用于管材、流延膜、汽车/高档家电/洗衣机内桶专用料，以及高熔体强度聚丙烯等高性能产品的生产。该聚丙烯装置采用2个反应器，第一反应器搅拌器（A201）和第二反应器搅拌器（A251）的齿轮减速箱均采用德国制造的SIEMENS减速箱。减速箱工作正常与否，直接关系到整套装置是否能够正常运行，因此，反应器减速箱是整套装置的核心关键设备。

反应器减速箱从投产以来一直使用某进口品牌460号工业齿轮油，为实现企业关键设备用油的自主化应用，在2022年装置停车检修消缺期间，通过与长城润滑油进行沟通交流，决定采用长城AP 460工业齿轮油进行自主化应用。

在自主化应用期间，进行定期采样跟踪分析，考察长城AP 460工业齿轮油的性能变化，同时对减速箱的振动进行监控，并紧密监控减速箱的运行情况。通过一年多时间应用跟踪，减速箱运行正常，长城AP 460工业齿轮油的性能表现稳定，满足SIEMENS减速箱的润滑求。

应用试验

设备情况

长城AP 460工业齿轮油应用设备装置图如图1，第一反应器搅拌器和第二反应器搅拌器的SIEMENS减速箱的技术参数见表1。

表1 SIEMENS减速箱技术参数

图1 长城AP 460工业齿轮油自主化应用装置设备

试验油品

长城AP工业齿轮油是高级重载工业齿轮油，能有效防止齿轮设备运转过程中微点蚀的产生，满足工业齿轮箱发展及世界主流齿轮箱OEM的规格要求，符合DIN 51517 Part III（CLP）、Q/SH3031 0551、GB 5903（L-CKD）、Flender T7300 A-a、ISO 12925-1（L-CKSMP）、SEB 181226、AGMA 9005-F16（AS）以及AIST 224等主流工业齿轮油标准要求，适用于带有重载、冲击负荷以及在苛刻的环境温度下工作的工业设备、船舶的正齿轮、斜齿轮、锥齿轮等齿轮与轴承系统的润滑。

长城AP 460工业齿轮油的性能参数见表2。

表2 长城AP工业齿轮油的性能参数

油液监控

结合减速箱的运行工况特点，参照NB/SH/T 0586—2010《工业闭式齿轮油换油指标》标准要求[1]，对油品的40 ℃运动黏度、机械杂质、酸值、水分、铜片腐蚀等理化指标进行定期监控，同时进行铁谱分析。各项指标的警戒值见表3。当某一项指标达到警戒值时，需采取诸如在线置换油品的措施或进行更换新油处理。

表3 长城AP 460工业齿轮油应用监控指标及警戒值

结果及讨论

运动黏度变化

运动黏度是齿轮油的最基本性能指标[2]，也是各设备油品监控的最典型指标。长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的运动黏度变化情况如图2所示。

图2 运动黏度变化情况

由图2可见，长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的40 ℃运动黏度的变化较小，在正常变化范围内，可持续正常使用。

水分含量变化

水分会导致油品的乳化，影响设备的安全运行，长城AP 460工业齿轮油应用过程中的水分含量变化情况如图3所示。

图3 水分含量变化情况

从图3可以看出，长城AP 460工业齿轮油应用过程中的水分含量在正常变化范围内，可持续正常使用。

机械杂质变化

油品中的外来粉尘、砂粒污染以及机件磨损的磨损碎屑等都会加速机械设备的异常磨损，同时还会堵塞油路及过滤器，导致设备产生润滑故障。机械杂质是油品的常规监测指标之一，也是判断设备是否需要换油的指标之一。长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的机械杂质含量变化情况如图4所示。

图4 机械杂质含量变化情况

从图4可以看出，长城AP 460工业齿轮油应用过程中的机械杂质含量在正常变化范围内，可持续正常使用。

酸值变化

酸值的变化情况反映了油品中某些功能添加剂的消耗情况和以及油品老化程度[3]。在高温以及长时间运行条件下，油品因氧化而产生的酸性产物会不断增加，使酸值不断增大，导致设备酸性腐蚀磨损。长城AP 460工业齿轮油应用过程中的机械杂质含量变化情况如图5所示。

图5 酸值变化情况

按照油品的监控标准要求，长城AP 460工业齿轮油应用过程中的增加值大于或等于1.0 mgKOH/g时即需采取相应措施。从图6可以看出，长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的酸值变化不大，酸值增加值在0～0.4 mgKOH/g，满足换油指标限值（酸值增加值≥1.0 mgKOH/g）要求，在正常的范围之内，可以继续使用。

图6 铁谱分析结果

铜片腐蚀变化

腐蚀磨损是设备安全运行的重大隐患之一，因此油品对齿轮箱的防腐蚀性保护是十分重要的。齿轮油在使用中，发生氧化反应会产生酸性腐蚀性物质，这些腐蚀性物质会对设备造成一定的腐蚀，影响设备的安全运行。为防止它们对金属的腐蚀，所以要求齿轮油具有良好的防腐蚀性能[4]。长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的防腐蚀性能的监控情况如表4。

表4 铜片腐蚀变化情况

从表4可以看出，长城AP 460工业齿轮油在应用过程中的铜片腐蚀均为1b级，使用过程中未发生明显变化，说明长城AP 460工业齿轮油具有良好的防腐蚀性能。

铁谱分析

铁谱分析技术是设备状态监测和预测维修的重要技术之一。通过铁谱分析可以了解设备润滑部件的磨损状态以及潜在的故障。铁谱分析是将磨损颗粒从润滑油中分离出进行微观检测和分析，定量和定性评价设备磨损的过程[5]。长城AP 460工业齿轮油在应用过程中，采用直读铁谱仪分析的结果如图6所示。

从图6可以看出，油液中的金属磨损颗粒的大磨损颗粒（DL）含量和小磨损颗粒（DS）含量以及总磨损颗粒含量ID（ID=DL+DS）的变化趋势未出现异常突变情况，说明油液中的金属颗粒含量正常，设备没有出现异常磨损情况。

设备运行状态监控

在设备运行过程中，振动是一种普遍存在的现象，绝大多数故障都与机械运动或振动密切相关。如果设备的运行状态良好，其振动烈度会处于正常范围之内，但当其内部零部件发生磨损、错位、松动、密封不严、或润滑不良等细微变化时，振动的能量就会随之产生不同的变化，因此振动加剧是设备即将发生故障的重要标志之一，也是设备运维过程中判断设备运转健康与否的重要条件之一。在长城AP 460工业齿轮油在应用过程中，特别对设备进行了振动的密切监控，减速箱A201和A251部分监控结果分别如图7和图8所示。