工業(yè)潤(rùn)滑油的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

1、北京統(tǒng)一石油化工有限公司北京統(tǒng)一石油化工有限公司 技術(shù)顧問技術(shù)顧問 唐俊杰唐俊杰20201010年年9 9月月船用潤(rùn)滑油船用潤(rùn)滑油5%潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂3%發(fā)動(dòng)機(jī)油發(fā)動(dòng)機(jī)油20%金屬加工液金屬加工液6%生產(chǎn)工藝用潤(rùn)滑生產(chǎn)工藝用潤(rùn)滑油油10%其它工業(yè)潤(rùn)滑油其它工業(yè)潤(rùn)滑油56%液壓油液壓油 16.25%內(nèi)燃內(nèi)燃機(jī)油內(nèi)燃內(nèi)燃機(jī)油31.2%其它其它 18.97%總計(jì)總計(jì) 213.2萬噸萬噸全損耗油全損耗油31.4%齒輪油齒輪油2.18%成品油總量成品油總量中石化中石化中油中油213.2 94.9(中高檔中高檔77.2)118.3 內(nèi)燃機(jī)油內(nèi)燃機(jī)油66.5 齒輪油齒輪油4.6 全損耗油全損耗油66.9 蒸汽汽

2、缸油蒸汽汽缸油4.2 液壓油液壓油34.6 主軸、軸承油主軸、軸承油0.11 電絕緣油電絕緣油15.2 金屬加工油金屬加工油1.8 壓縮機(jī)油壓縮機(jī)油3.0 專用潤(rùn)滑油專用潤(rùn)滑油4.1 汽輪機(jī)油汽輪機(jī)油2.5 其它潤(rùn)滑油其它潤(rùn)滑油0.4按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.1GB/T7631.1潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品的分類潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品的分類, ,根據(jù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合用場(chǎng)合, ,工業(yè)潤(rùn)滑油包括工業(yè)潤(rùn)滑油包括: : 全損耗系統(tǒng)油全損耗系統(tǒng)油 脫模油脫模油 工業(yè)齒輪油工業(yè)齒輪油 壓縮機(jī)油（含冷凍機(jī)和真空壓縮機(jī)油（含冷凍機(jī)和真空泵油）泵油） 主軸、軸承和離合器油主軸、軸承和離合器油 導(dǎo)軌油導(dǎo)軌油 液壓系統(tǒng)用

3、油液壓系統(tǒng)用油 金屬加工油金屬加工油 電器絕緣油電器絕緣油 風(fēng)動(dòng)工具油風(fēng)動(dòng)工具油 熱傳導(dǎo)油熱傳導(dǎo)油 暫時(shí)保護(hù)防腐蝕油暫時(shí)保護(hù)防腐蝕油 汽輪機(jī)油汽輪機(jī)油 熱處理油熱處理油n一次用量比內(nèi)燃機(jī)油要多得多一次用量比內(nèi)燃機(jī)油要多得多n使用周期長(zhǎng)使用周期長(zhǎng)n工況復(fù)雜，品種繁多工況復(fù)雜，品種繁多n特殊性能要求專門的評(píng)定試驗(yàn)特殊性能要求專門的評(píng)定試驗(yàn)n規(guī)格變化慢，專用產(chǎn)品發(fā)展快規(guī)格變化慢，專用產(chǎn)品發(fā)展快n發(fā)動(dòng)機(jī)油的一次加入量一般為幾公斤至幾十發(fā)動(dòng)機(jī)油的一次加入量一般為幾公斤至幾十公斤公斤n而工業(yè)潤(rùn)滑油一次加入量要大得多，一般要而工業(yè)潤(rùn)滑油一次加入量要大得多，一般要幾十公斤至幾百公斤，多的要達(dá)幾噸到幾十幾十公斤

4、至幾百公斤，多的要達(dá)幾噸到幾十噸噸n由于它在成品成本中占一定比例，因此用戶由于它在成品成本中占一定比例，因此用戶比較注重價(jià)格比較注重價(jià)格n發(fā)動(dòng)機(jī)油一般要求使用幾千公里至數(shù)萬公里，發(fā)動(dòng)機(jī)油一般要求使用幾千公里至數(shù)萬公里，大約半年至一年大約半年至一年n工業(yè)潤(rùn)滑油一般都要求使用壽命一年以上，有工業(yè)潤(rùn)滑油一般都要求使用壽命一年以上，有的要求幾年的要求幾年n甚至于有的設(shè)備要求潤(rùn)滑油與其有相同的使用甚至于有的設(shè)備要求潤(rùn)滑油與其有相同的使用壽命壽命 n工業(yè)潤(rùn)滑油的使用性能要求千變?nèi)f化。某些設(shè)工業(yè)潤(rùn)滑油的使用性能要求千變?nèi)f化。某些設(shè)備還有特殊的性能要求。備還有特殊的性能要求。n一些離火源較近的潤(rùn)滑部位要求使用

5、難燃的油品一些離火源較近的潤(rùn)滑部位要求使用難燃的油品n嚴(yán)寒地區(qū)冬季需要低溫性能極優(yōu)良的油品嚴(yán)寒地區(qū)冬季需要低溫性能極優(yōu)良的油品n制冷壓縮機(jī)要求低溫性能好，與制冷劑有較好的相容性制冷壓縮機(jī)要求低溫性能好，與制冷劑有較好的相容性n宇航和核工業(yè)設(shè)備則要求潤(rùn)滑油能耐高真空和抗輻射宇航和核工業(yè)設(shè)備則要求潤(rùn)滑油能耐高真空和抗輻射n電器用油要求有絕緣和一些電性能要求電器用油要求有絕緣和一些電性能要求n食品工業(yè)機(jī)械則首先要求潤(rùn)滑油無毒性食品工業(yè)機(jī)械則首先要求潤(rùn)滑油無毒性n液壓導(dǎo)軌油要求測(cè)定油的粘液壓導(dǎo)軌油要求測(cè)定油的粘- -滑特性滑特性n工業(yè)齒輪油來說，梯姆肯試驗(yàn)和四球試驗(yàn)的燒結(jié)負(fù)荷工業(yè)齒輪油來說，梯姆肯試驗(yàn)

6、和四球試驗(yàn)的燒結(jié)負(fù)荷n抗氨汽輪機(jī)油要求進(jìn)行抗氨試驗(yàn)抗氨汽輪機(jī)油要求進(jìn)行抗氨試驗(yàn)n空氣壓縮機(jī)油測(cè)定積炭性空氣壓縮機(jī)油測(cè)定積炭性n冷凍機(jī)油要測(cè)定絮凝點(diǎn)和與制冷劑的相容性冷凍機(jī)油要測(cè)定絮凝點(diǎn)和與制冷劑的相容性n電器用油都要求測(cè)定擊穿電壓、介電強(qiáng)度、介質(zhì)損耗電器用油都要求測(cè)定擊穿電壓、介電強(qiáng)度、介質(zhì)損耗因素等電性能測(cè)定。因素等電性能測(cè)定。n發(fā)動(dòng)機(jī)油的規(guī)格更新很快，一般發(fā)動(dòng)機(jī)油的規(guī)格更新很快，一般2-32-3年就有新的規(guī)格替代年就有新的規(guī)格替代n抗磨液壓油抗磨液壓油n德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 51524DIN 51524（）發(fā)布于發(fā)布于19851985年年n丹尼森泵公司的丹尼森泵公司的HF-0HF-0高壓

7、抗磨液壓油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于高壓抗磨液壓油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于19831983年年n工業(yè)齒輪油的規(guī)格工業(yè)齒輪油的規(guī)格n美鋼美鋼US Steel 224US Steel 224、美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)AGMA 250.04AGMA 250.04或德國(guó)或德國(guó)DIN51517DIN51517規(guī)格都發(fā)布于上個(gè)世紀(jì)規(guī)格都發(fā)布于上個(gè)世紀(jì)8080年代年代n真空泵油、壓縮機(jī)油、電器用油的主要規(guī)格也大都采用原先的規(guī)真空泵油、壓縮機(jī)油、電器用油的主要規(guī)格也大都采用原先的規(guī)格，變化不大格，變化不大 n工業(yè)循環(huán)油規(guī)格已不能滿足新的要求工業(yè)循環(huán)油規(guī)格已不能滿足新的要求n造紙機(jī)循環(huán)系統(tǒng)專用潤(rùn)滑油造紙機(jī)循環(huán)系統(tǒng)專用潤(rùn)滑油n增加

8、了針對(duì)新型造紙機(jī)潤(rùn)滑油要求的性能指標(biāo)增加了針對(duì)新型造紙機(jī)潤(rùn)滑油要求的性能指標(biāo)- - PallPall過濾試驗(yàn)，過濾試驗(yàn)，SKFSKF軸承試驗(yàn)和軸承試驗(yàn)和SKFSKF油膜老化試驗(yàn)油膜老化試驗(yàn)n紡織油劑的新要求紡織油劑的新要求n短纖維紡絲油短纖維紡絲油n長(zhǎng)絲紡織油長(zhǎng)絲紡織油n針織機(jī)油等針織機(jī)油等n在研制工業(yè)潤(rùn)滑油新產(chǎn)品在研制工業(yè)潤(rùn)滑油新產(chǎn)品n注意油品的特殊性能要求注意油品的特殊性能要求n注意性能指標(biāo)間的相互影響注意性能指標(biāo)間的相互影響n注意注意OEMOEM的新規(guī)格要求的新規(guī)格要求n力求降低成本力求降低成本n在選用工業(yè)潤(rùn)滑油品種在選用工業(yè)潤(rùn)滑油品種n注意設(shè)備的工況注意設(shè)備的工況n注意使用環(huán)境注意使用

9、環(huán)境n注意設(shè)備的特殊性能要求注意設(shè)備的特殊性能要求n2121世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展面臨的問題世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展面臨的問題n節(jié)約能源節(jié)約能源n環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)n新的機(jī)械設(shè)備朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、新的機(jī)械設(shè)備朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和環(huán)境友好的方向發(fā)展提高效率、增加可靠性和環(huán)境友好的方向發(fā)展n工業(yè)潤(rùn)滑油的發(fā)展趨勢(shì)是，提高產(chǎn)品的性能，特別是工業(yè)潤(rùn)滑油的發(fā)展趨勢(shì)是，提高產(chǎn)品的性能，特別是滿足滿足OEMOEM提出的性能要求、降低產(chǎn)品的成本和發(fā)展環(huán)境提出的性能要求、降低產(chǎn)品的成本和發(fā)展環(huán)境友好產(chǎn)品。友好產(chǎn)品。n基礎(chǔ)油正由基礎(chǔ)油正由API API 類向類向API API 類

10、轉(zhuǎn)變類轉(zhuǎn)變 n聚聚烯烴合成油烯烴合成油( (PAO)PAO)具有較高的粘度指數(shù)、優(yōu)良的低具有較高的粘度指數(shù)、優(yōu)良的低溫性能和熱氧化穩(wěn)定性，但價(jià)格高溫性能和熱氧化穩(wěn)定性，但價(jià)格高n具有發(fā)展前景的基礎(chǔ)油具有發(fā)展前景的基礎(chǔ)油- -天燃?xì)馍a(chǎn)合成潤(rùn)滑油（天燃?xì)馍a(chǎn)合成潤(rùn)滑油（GTLGTL）n由天然氣生產(chǎn)合成氣由天然氣生產(chǎn)合成氣( (CO+HCO+H2 2) )的混合物的混合物n采用低溫法由合成氣合成混合液態(tài)烴采用低溫法由合成氣合成混合液態(tài)烴n由液態(tài)烴加工成潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油由液態(tài)烴加工成潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油加氫加氫裂解合成合成氣生產(chǎn)天然氣天然氣 O2 H2O溶劑蠟溶劑蠟石腦油、煤油、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油石腦油、煤油、潤(rùn)滑油

11、基礎(chǔ)油CO+2H2-CH2-性性 能能類類類類類類GTLGTLPAOPAO100100粘度粘度 mmmm2 2/s/s4.044.044.164.164.184.184.004.004.004.00粘度指數(shù)粘度指數(shù)9595103103129129143143124124傾點(diǎn)傾點(diǎn) -12-12-15-15-21-21-24-24-65-65CCSCCS粘度粘度 mPa.smPa.s1720172013641364736736550550490490蒸發(fā)損失（蒸發(fā)損失（NOACKNOACK） % %35.535.527.127.114.814.810.010.014.014.0烷烴含量烷烴含量 %

12、 %22.522.529.829.861.661.6100100100100n一個(gè)潤(rùn)滑油配方中往往要加入幾種甚至十幾種一個(gè)潤(rùn)滑油配方中往往要加入幾種甚至十幾種添加劑，這樣造成配方復(fù)雜、加入量高并增加添加劑，這樣造成配方復(fù)雜、加入量高并增加成本成本n發(fā)展多功能添加劑，將起不同功能的官能團(tuán)結(jié)發(fā)展多功能添加劑，將起不同功能的官能團(tuán)結(jié)合于同一分子內(nèi)，使一種添加劑的加入同時(shí)達(dá)合于同一分子內(nèi)，使一種添加劑的加入同時(shí)達(dá)到多種功能到多種功能n增粘、降凝和分散作用的稠化劑增粘、降凝和分散作用的稠化劑n發(fā)展一種能減摩又能提高油品熱氧化穩(wěn)定性的添加發(fā)展一種能減摩又能提高油品熱氧化穩(wěn)定性的添加劑。劑。n添加劑的復(fù)配技

13、術(shù)是一項(xiàng)細(xì)致的研究工作添加劑的復(fù)配技術(shù)是一項(xiàng)細(xì)致的研究工作n采用多功能添加劑采用多功能添加劑n研究添加劑的協(xié)同效應(yīng)研究添加劑的協(xié)同效應(yīng)n降低添加劑的總量降低添加劑的總量n抗磨液壓油的總劑量抗磨液壓油的總劑量1.51.52.0%2.0%降至降至0.40.40.6%0.6%n工業(yè)齒輪油的總劑量也降至工業(yè)齒輪油的總劑量也降至1.2%1.2%以下以下n汽輪機(jī)油在相同的加劑量下，抗氧化壽命已由原來汽輪機(jī)油在相同的加劑量下，抗氧化壽命已由原來的的3000300040004000小時(shí)提高到小時(shí)提高到1000010000小時(shí)以上小時(shí)以上n破乳劑過去一般加破乳劑過去一般加0.050.050.1%0.1%，現(xiàn)在只

14、要加入，現(xiàn)在只要加入0.005%0.005%就可起到較好的效果。就可起到較好的效果。n生物技術(shù)在潤(rùn)滑油中的應(yīng)用生物技術(shù)在潤(rùn)滑油中的應(yīng)用 n生物可降解液壓油、鏈鋸油、二沖程機(jī)油及生物可降解液壓油、鏈鋸油、二沖程機(jī)油及潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 n符合環(huán)保的要求的產(chǎn)品符合環(huán)保的要求的產(chǎn)品n無灰抗磨液壓油配方無灰抗磨液壓油配方n無氟冷凍機(jī)油無氟冷凍機(jī)油n納米材料與技術(shù)的應(yīng)用納米材料與技術(shù)的應(yīng)用n提高其抗磨損和抗極壓性能的研究提高其抗磨損和抗極壓性能的研究 nHETG HETG 環(huán)境可接受的液壓油三甘油酯系列環(huán)境可接受的液壓油三甘油酯系列nHEPG HEPG 環(huán)境可接受的液壓油聚醚系列環(huán)境可接受的液壓油聚醚系列nH

15、EES HEES 環(huán)境可接受的液壓油合成酯系列環(huán)境可接受的液壓油合成酯系列nHEPR HEPR 環(huán)境可接受的液壓油聚環(huán)境可接受的液壓油聚-烯烴合烯烴合 成油系列成油系列nF.S.RowlandF.S.Rowland和和M.J.MolianM.J.Molian 1974 1974年提出了年提出了CFCCFC物質(zhì)破壞大氣臭氧層的學(xué)說：即物質(zhì)破壞大氣臭氧層的學(xué)說：即 CClCCl2 2F F2 2 + h CClF + h CClF2 2 + + ClCl ClCl + O + O3 3 ClOClO + O + O2 2 ClOClO + O + O ClCl + O + O2 2 n 一個(gè)氯原子

16、可分解十萬個(gè)臭氧分子，目前，南極上空一個(gè)氯原子可分解十萬個(gè)臭氧分子，目前，南極上空空洞面積已達(dá)空洞面積已達(dá)20002000多萬多萬kmkm2 2。 R R1212 C C1 1F F2 2ClCl2 2 R R2222 C C1 1HFClHFCl2 2 R R134A134A C C2 2H H2 2F F4 4 n一步法一步法 即原位合成法，它以潤(rùn)滑油為介質(zhì)，即原位合成法，它以潤(rùn)滑油為介質(zhì)，直接合成納米潤(rùn)滑材料并直接分散在潤(rùn)滑油中，直接合成納米潤(rùn)滑材料并直接分散在潤(rùn)滑油中，粒徑小于可見光波長(zhǎng)，因而制備所得的潤(rùn)滑油粒徑小于可見光波長(zhǎng)，因而制備所得的潤(rùn)滑油是透明的是透明的n兩步法兩步法 即先制

17、備出油溶性納米潤(rùn)滑材料，然即先制備出油溶性納米潤(rùn)滑材料，然后將其分散到潤(rùn)滑油中。潤(rùn)滑油中的納米材料后將其分散到潤(rùn)滑油中。潤(rùn)滑油中的納米材料的量可根據(jù)需要，自由調(diào)制。的量可根據(jù)需要，自由調(diào)制。 n一種超細(xì)微顆粒的材料，在摩擦力和微粒研磨產(chǎn)生局部高溫的作一種超細(xì)微顆粒的材料，在摩擦力和微粒研磨產(chǎn)生局部高溫的作用下，微粒材料與摩擦面上的金屬發(fā)生熱化學(xué)與力化學(xué)置換反應(yīng)，用下，微粒材料與摩擦面上的金屬發(fā)生熱化學(xué)與力化學(xué)置換反應(yīng)，生成一種光潔度極高的復(fù)合材料，填補(bǔ)缺陷直到恢復(fù)到最佳配合生成一種光潔度極高的復(fù)合材料，填補(bǔ)缺陷直到恢復(fù)到最佳配合間隙間隙n作用機(jī)理作用機(jī)理n采用油性和極壓添加劑或減摩劑采用油性和

18、極壓添加劑或減摩劑 在金屬表面形成保護(hù)膜或減摩層在金屬表面形成保護(hù)膜或減摩層nART ART 生成減摩性能極為優(yōu)良和顯微硬度大幅提高的有機(jī)或無機(jī)復(fù)合生成減摩性能極為優(yōu)良和顯微硬度大幅提高的有機(jī)或無機(jī)復(fù)合涂層涂層n使用使用ARTART的軸承當(dāng)壽命達(dá)到用一般潤(rùn)滑油的的軸承當(dāng)壽命達(dá)到用一般潤(rùn)滑油的2121倍時(shí)，仍能保持初倍時(shí)，仍能保持初始的精度和游隙，基本無磨損始的精度和游隙，基本無磨損 n傳統(tǒng)的潤(rùn)滑理論傳統(tǒng)的潤(rùn)滑理論n流體潤(rùn)滑流體潤(rùn)滑n彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑n邊界潤(rùn)滑邊界潤(rùn)滑n薄膜潤(rùn)滑理論薄膜潤(rùn)滑理論n給機(jī)械設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑劑的研制帶來新的思路給機(jī)械設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑劑的研制帶來新的思路n給納米磨擦學(xué)

19、和納米潤(rùn)滑材料的研制提供理給納米磨擦學(xué)和納米潤(rùn)滑材料的研制提供理論基礎(chǔ)論基礎(chǔ) n2020世紀(jì)初世紀(jì)初 普通滑動(dòng)軸承普通滑動(dòng)軸承 10 10100100微米微米n5050年代年代 穩(wěn)態(tài)滑動(dòng)軸承穩(wěn)態(tài)滑動(dòng)軸承 10 10微米微米n8080年代年代 內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承 1 11010微米微米 齒輪、滾動(dòng)軸承齒輪、滾動(dòng)軸承 0.1 0.11.01.0微米微米n9090年代年代 低彈性模量表面、磁記錄裝置潤(rùn)滑、塑低彈性模量表面、磁記錄裝置潤(rùn)滑、塑 性流體動(dòng)力潤(rùn)滑性流體動(dòng)力潤(rùn)滑 介于介于0.10.10.010.01微米微米 甚至甚至0.0010.001微米微米( (即即1 1納米納米) )數(shù)量級(jí)數(shù)量級(jí) n彈流潤(rùn)滑以粘性流體膜為特征，它服從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的規(guī)律，而彈流潤(rùn)滑以粘性流體膜為特征，它服從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的規(guī)律，而邊界潤(rùn)滑以潤(rùn)滑劑分子有序排列的吸附膜為特征，以表面物理化邊界潤(rùn)滑以潤(rùn)滑劑分子有序排列的吸附膜為特征，以表面物理化學(xué)為研究基礎(chǔ)學(xué)為研究基礎(chǔ)n以納米膜厚為特征的薄膜潤(rùn)滑是介于彈流潤(rùn)滑與邊界潤(rùn)滑之間的以納米膜厚為特征的薄膜潤(rùn)滑是介于彈流潤(rùn)滑與邊界潤(rùn)滑之間的狀態(tài)。作為中間狀態(tài)的薄膜潤(rùn)滑兼有流體膜和吸附膜的特點(diǎn)，因狀態(tài)。作為中間狀態(tài)的薄膜潤(rùn)滑