水泥企業(yè)礦山設(shè)備用油國產(chǎn)化替代

字琴中國石化潤滑油有限公司華南分公司

礦山設(shè)備處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、粉塵遍布、道路崎嶇的惡劣工況，對設(shè)備所需的潤滑油質(zhì)量要求較高，通常選用進(jìn)口品牌潤滑油。本文針對華南區(qū)域某水泥企業(yè)的礦山設(shè)備，通過現(xiàn)場調(diào)研、制定國產(chǎn)化替代方案、跟蹤潤滑油試用效果等工作，驗(yàn)證了國產(chǎn)化方案的可行性，實(shí)現(xiàn)了長城油品的替代應(yīng)用。

在礦山開采工段，礦山設(shè)備是其中至關(guān)重要的一環(huán)，直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行，影響礦山生產(chǎn)效率[1]。潤滑油可以說是礦山設(shè)備的“血液”，起著不可忽視的作用，能夠通過潤滑保護(hù)作用減少設(shè)備的摩擦和磨損，一定程度上提高設(shè)備運(yùn)行壽命，保證設(shè)備安全、平穩(wěn)運(yùn)行。礦山設(shè)備通常在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、低速、重載、粉塵遍布、道路崎嶇的惡劣工況下運(yùn)行，選擇適宜的潤滑油是確保設(shè)備正常高效運(yùn)行的基本手段。

礦山設(shè)備品牌眾多，所用潤滑油各不相同，主要采用進(jìn)口品牌潤滑油，這是礦山企業(yè)潤滑油采購周期長、潤滑成本高的原因。目前，我國潤滑工業(yè)水平逐漸提高，國產(chǎn)潤滑油質(zhì)量能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平，可以為礦山設(shè)備提供高品質(zhì)、個(gè)性化、差異化的產(chǎn)品，為潤滑油國產(chǎn)化工作奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

本文通過梳理華南某水泥企業(yè)礦山設(shè)備用油情況，結(jié)合客戶對降本增效、設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行等需求，制定具有針對性的國產(chǎn)化方案并開展試用，結(jié)果顯示長城潤滑油能夠滿足設(shè)備潤滑要求，能夠保證設(shè)備運(yùn)行正常平穩(wěn)，驗(yàn)證國產(chǎn)化方案的可行性，達(dá)到成功在礦山設(shè)備上替代進(jìn)口品牌的目的。

礦山設(shè)備潤滑油使用情況

華南某水泥企業(yè)礦山設(shè)備主要有裝載機(jī)、礦車、挖掘機(jī)、液壓鏟等，其潤滑油使用情況見表1。

表1 華南某水泥企業(yè)礦山設(shè)備潤滑油使用情況

礦山設(shè)備潤滑油國產(chǎn)化

根據(jù)該水泥企業(yè)的礦山設(shè)備用油情況，制定針對性的國產(chǎn)化替代方案。

礦山設(shè)備柴油機(jī)油國產(chǎn)化

礦山設(shè)備的柴油發(fā)動機(jī)長期處于低速、重載、沖擊負(fù)荷大的工況條件，對柴油機(jī)油性能的要求較高，該水泥企業(yè)礦山設(shè)備配套的柴油發(fā)動機(jī)主要為康明斯、卡特、沃爾沃等品牌，滿足非道路國III 排放標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)場根據(jù)設(shè)備說明書及用油習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)選擇合適的柴油機(jī)油產(chǎn)品。目前礦山設(shè)備的發(fā)動機(jī)采用C品牌 CI-4 15W-40 柴油機(jī)油。長城尊龍T500 CI-4 15W-40 和在用油品的具體性能對比見表2。

由表2 可知，長城尊龍T500 CI-4 15W-40 與同質(zhì)量級別的C 品牌 CI-4 15W-40 產(chǎn)品性能基本相當(dāng)。長城尊龍T500 15W-40 具有強(qiáng)勁的清凈分散性，能夠有效防止沉積物引起的磨損，適用于礦用機(jī)械。所以，礦山設(shè)備柴油機(jī)油用長城尊龍T500 替代具有可行性。

表2 長城T500 CI-4 15W-40與C品牌CI-4 15W-40典型性能數(shù)據(jù)對比

礦山設(shè)備液壓系統(tǒng)用油國產(chǎn)化

礦山設(shè)備的液壓系統(tǒng)在野外作業(yè)時(shí)處于溫度差異大、多粉塵、多水等惡劣的工況環(huán)境。礦山機(jī)械上使用的液壓油產(chǎn)品需要具備良好的黏溫性能，保證設(shè)備在露天溫差大、油溫高的環(huán)境下運(yùn)行順暢；需具備良好的熱氧化安定性，保證油品在高溫連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較長的使用壽命；需有良好的清潔度，防止污染物損壞機(jī)械部件；為了保證液壓系統(tǒng)更穩(wěn)定地傳遞靜壓能，還要求油品具有良好的抗泡性和空氣釋放性，保證有效傳遞動力。該水泥企業(yè)礦山設(shè)備的液壓系統(tǒng)工作壓力25～30 MPa范圍內(nèi)，正常工作溫度80～90 ℃，有些礦山設(shè)備液壓油系統(tǒng)對油品清潔度有要求，有些則沒有，總體來說，現(xiàn)場根據(jù)設(shè)備說明書、使用環(huán)境溫度及用油習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)選擇合適的液壓油產(chǎn)品。目前在礦山設(shè)備上使用的液壓油為C 品牌 HD 46，長城AE 46 液壓油和在用油品的具體性能對比見表3。

由表3 可知，長城AE46 液壓油性能參數(shù)與C 品牌 HD 46 相當(dāng)。從產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境來看，長城AE46液壓油特別適合高溫、高壓液壓系統(tǒng)，以及要求潤滑介質(zhì)具有一定清潔度級別的液壓系統(tǒng)的潤滑。C 品牌 HD 系列可用于對分水性能要求較高的移動式和建筑設(shè)備的液壓系統(tǒng)。結(jié)合礦山設(shè)備在油溫80～90 ℃、壓力30 MPa 左右的工況下運(yùn)行，長城AE 46 液壓油黏度指數(shù)較高說明黏溫性能較好，能夠在高溫下保持足夠的油膜厚度滿足設(shè)備運(yùn)行要求，且通過雙泵試驗(yàn)適用于高壓工況，所以長城AE 46 液壓油替代C品牌 HD 46 產(chǎn)品具有可行性。

表3 長城AE 46與C品牌液壓油典型性能數(shù)據(jù)對比

礦山設(shè)備其他油脂國產(chǎn)化

該水泥企業(yè)用油比較規(guī)范，主要根據(jù)設(shè)備說明要求及用油習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)選擇合適的潤滑油產(chǎn)品。礦山設(shè)備齒輪傳動系統(tǒng)的工作溫度范圍變化比較大，長期處于高負(fù)載、輸出扭矩變化大、沖擊負(fù)荷大的苛刻工況，要求選用的車輛齒輪油的抗磨性能和承載能力較為優(yōu)異，能夠滿足各種苛刻條件的潤滑需求；具有良好的氧化安定性，有效減少氧化物的生成；良好的抗極壓和抗沖擊性能，有效防止齒輪表面出現(xiàn)侵蝕或剝落。目前礦山設(shè)備的驅(qū)動橋或輪邊減速器傳動系統(tǒng)用油滿足GB/T 13895 重負(fù)荷車輛齒輪油（GL-5）的技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合潤滑部件的載荷情況選擇80W-90 或85W-140 級別的車輛齒輪油。表4是長城GL-5 車輛齒輪油與在用產(chǎn)品性能對比情況。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，二者性能總體相當(dāng)，且長城GL-5油品的黏度指數(shù)、閃點(diǎn)指標(biāo)更佳。所以采用長城GL-5 系列重負(fù)荷車輛齒輪油能夠滿足設(shè)備需求。

表4 長城GL-5車輛齒輪油與C品牌車輛齒輪油的典型性能數(shù)據(jù)對比

針對礦山設(shè)備所用的冷卻液，因該水泥企業(yè)的礦山大多分布在華南、華中等區(qū)域，氣溫較高，因此對冷卻液的低溫性能要求不高。但是因礦山機(jī)械連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作特點(diǎn)，要求冷卻液有較長的使用周期。通過對比長城乙二醇型發(fā)動機(jī)冷卻液FD-2 和C 品牌長效重載冷卻液的性能數(shù)據(jù)（表5）可以看出，二者性能總體相當(dāng)。其中，冷卻液的顏色主要是為了與水進(jìn)行區(qū)分、防止現(xiàn)場誤用，不同品牌的冷卻液顏色有所差別。根據(jù)現(xiàn)場使用情況來看，該水泥企業(yè)礦山設(shè)備上使用的發(fā)動機(jī)冷卻液換油周期為6 000 h。所以，采用長城乙二醇型重負(fù)荷發(fā)動機(jī)冷卻液FD-2 能夠滿足現(xiàn)場設(shè)備的需求。

表5 長城發(fā)動機(jī)冷卻液FD-2與C品牌長效冷卻液的典型性能數(shù)據(jù)對比

國產(chǎn)化試用效果跟蹤

潤滑油作為保障機(jī)械部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵要素，直接影響到設(shè)備運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性及安全性。通過對在用油品的定期檢測分析，能夠判斷油品的性能變化趨勢，預(yù)測油品使用周期，及時(shí)更換失效的潤滑油，有效保障機(jī)械部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。根據(jù)華南區(qū)域某水泥企業(yè)礦山設(shè)備潤滑油使用情況的調(diào)研，其礦山設(shè)備發(fā)動機(jī)油、液壓油通常占礦山整體用油量的80%～85%，為了進(jìn)一步驗(yàn)證潤滑油國產(chǎn)化的可行性，與客戶達(dá)成開展發(fā)動機(jī)油和液壓油試用的共識。

發(fā)動機(jī)油國產(chǎn)化試用效果跟蹤

在1 臺特雷克斯礦車TR50 上開展長城尊龍T500 CI-4 15W-40柴油機(jī)油的試用效果跟蹤，該設(shè)備原 用 油 為C 品 牌 SAE 15W-40，換油周期約400 h。長城尊龍T500 CI-4 15W-40 的試驗(yàn)跟蹤分析數(shù)據(jù)見表6，礦車發(fā)動機(jī)上C 品牌CI-4 15W-40 柴油機(jī)油使用400 h 的分析數(shù)據(jù)見表7。

從表6 和表7 數(shù)據(jù)可知，長城尊龍T500 CI-4 15W-40 柴油機(jī)油在使用過程中各項(xiàng)性能指標(biāo)保持較好，運(yùn)動黏度（100 ℃）、閃點(diǎn)、水分、堿值及元素分析結(jié)果在換油指標(biāo)限值要求內(nèi)。C 品牌柴油機(jī)油使用400 h 后進(jìn)行換油，換油前的油品分析結(jié)果在換油指標(biāo)限值要求內(nèi)，其中100 ℃運(yùn)動黏度下降明顯。而油中含有少量的硅元素，表明系統(tǒng)有灰塵等雜質(zhì)混入，這與礦車的作業(yè)環(huán)境粉塵大、雜質(zhì)多、易受污染等因素有關(guān)。油品在運(yùn)轉(zhuǎn)2 h 后對元素進(jìn)行分析，鐵含量為8 mg/kg，結(jié)合換油前C 品牌發(fā)動機(jī)油的分析結(jié)果（表7），表明潤滑系統(tǒng)存在未清洗干凈的情況，所以在整個(gè)使用過程的分析檢測中，油中含有一定量的鐵元素。根據(jù)長城和C 品牌在用油分析數(shù)據(jù)，結(jié)合長城尊龍T500 CI-4 15W-40 具有強(qiáng)勁的清凈分散性，可以有效防止沉積物引起的磨損，控制煙炱引起的黏度增長的性能特點(diǎn)，表明長城尊龍T500 CI-4 15W-40 可以為設(shè)備提供良好的潤滑保護(hù)。

表6 礦車發(fā)動機(jī)上長城尊龍T500 CI-4 15W-40跟蹤分析數(shù)據(jù)

表7 礦車發(fā)動機(jī)上C品牌CI-4 15W-40柴油機(jī)油使用400 h的分析數(shù)據(jù)

以上結(jié)果表明，長城尊龍T500 CI-4 15W-40 柴油機(jī)油在礦車發(fā)動機(jī)上使用情況良好，與C 品牌柴油機(jī)油（換油周期400 h）相比，具有更長的換油周期（500 h），能夠滿足設(shè)備潤滑要求，能夠替代C 品牌SAE 15W-40 在礦山工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)動機(jī)上進(jìn)行國產(chǎn)化應(yīng)用。

液壓油國產(chǎn)化試用效果跟蹤

在沃爾沃EC460BLC 挖掘機(jī)（1號挖掘機(jī)）液壓系統(tǒng)上開展長城AE 46 液壓油的國產(chǎn)化應(yīng)用，原用油為C 品牌 HD 46 液壓油，換油周期約3 000 h，長城AE 46 液壓油的試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)見表8。

從表8 可以看出，長城AE 46液壓油在挖掘機(jī)上試用3 600 h，油品的40 ℃運(yùn)動黏度、水分含量及酸值分析結(jié)果在換油指標(biāo)限值要求內(nèi)，說明油品性能保持良好。

表8 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)上長城AE液壓油跟蹤分析數(shù)據(jù)

對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)上使用3 000 h以上的長城AE 46 液壓油和C 品牌HD 46 液壓油進(jìn)行在用油品檢測，分析國產(chǎn)化可行性，不同油品具體數(shù)據(jù)見表9。

從表9 可知，2 號、3 號挖掘機(jī)上使用的是C 品牌 HD 46 液壓油，分別運(yùn)行3 100 h、3 300 h，1 號挖掘機(jī)使用的長城AE 46 液壓油運(yùn)行3 600 h，長城AE 46 液壓油的磨損金屬鐵含量、銅含量較少，清潔度等級也較低。結(jié)合試用過程中，長城AE 46 液壓油的油溫、油壓無明顯波動，說明整體試用效果良好，能夠滿足礦山設(shè)備的潤滑需求，能夠替代C 品牌 HD 46 液壓油。

表9 不同品牌液壓油在挖掘機(jī)上的使用情況

結(jié)論

☆通過對華南區(qū)域某水泥企業(yè)的礦山設(shè)備進(jìn)行潤滑油使用情況調(diào)研，提出礦山設(shè)備潤滑油國產(chǎn)化方案，柴油機(jī)油、液壓油、車輛齒輪油、冷卻液分別用長城尊龍T500 CI-4 15W-40 柴油機(jī)油、長城AE 46 液壓油、GL-5、FD-2 等產(chǎn)品替代。

☆通過對長城尊龍T500 CI-4 15W-40 柴油機(jī)油和長城AE 46 液壓油進(jìn)行油品試用跟蹤監(jiān)測，油品的試用效果、換油周期等滿足礦山設(shè)備的要求，國產(chǎn)化可行性高，能夠開展國產(chǎn)化替代。截至目前，該水泥企業(yè)已完成120 余臺礦山設(shè)備的潤滑油國產(chǎn)化替代，主要包括柴油機(jī)油、液壓油、車輛齒輪及冷卻液等長城油品。