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【摘要】通过对中负荷工业齿轮油常用基础油对降凝剂VX1-248降凝效果的考察及在调合生产过程中不同的降凝剂调合工艺对油品倾点指标影响的研究,发现在油品调合生产过程中降凝剂不同的加入比例及在润滑油里分散的均匀程度对最终调合出的产品的倾点指标有着重要的影响。因此经过配方验证确定适当的降凝剂加入比例,并选用合适的调合工艺,可保证调合生产的油品倾点指标稳定在企控标准的中限范围,避免产生质量卡边或质量过剩。
【关键词】工业齿轮油 倾点 降凝剂 调合
1 前言
润滑油品的倾点指标是润滑油的重要质量指标之一,润滑油的倾点指标主要取决于基础油组份的倾点、降凝剂在油品中的降凝效果及调合过程控制操作等因素。本文主要通过考察不同种类基础油对降凝剂的降凝效果、探讨调合生产过程对中负荷工业齿轮油CKC320倾点指标的影响,找出主要因素,并制订有效的控制措施,提高倾点指标的一次合格率,节约生产时间、能耗及原料成本,穩定油品质量,提高客户满意度。
2 中负荷工业齿轮油CKC320倾点性能指标的影响因素
影响润滑油产品倾点质量指标的因素包括基础油、降凝剂及生产过程控制。由于长城润滑油的油品生产是统一配方,润滑油的基础油组份品种与添加剂品种在配方要求中基本是固定的,只允许生产单位在各组份的加入比例上根据不同批次原料油指标对基础油组分的调合比例和降凝剂的加入比例进行微调,并根据各自的生产工艺设备装备情况选择合适的调合工艺完成对油品的搅拌均化,因此主要考察降凝剂的加入比例及降凝剂的搅拌均化工艺对倾点的影响。
2.1 倾点的概念
润滑油试样在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度称为倾点。倾点是表示油品低温流动性的指标。
2.2 降凝剂VX1-248在不同基础油中的降凝效果考察
降凝剂的作用主要是降低油品的倾点,并保证油品在低温下能够流动。降凝剂品种的典型代表是烷基萘、聚甲基丙烯酸酯和聚a烯烃。荆门分公司生产CKC320配方采用的降凝剂品种为罗曼克斯公司的VISCOPLEX?1-248(6001),它属于聚酯类降凝剂,在各种润滑油中都有很好的降凝效果。
我们在实验室内对荆门公司常用的不同种类基础油对降凝剂的感受性进行了考察,通过考察得出:
(1)MVI150和MVI500基础油对降凝剂感受性很好,仅加入0.05%的VX1-248即可降低倾点10℃以上,最低可以降低20℃以上。
(2)HVI Ⅰb150对降凝剂的感受性也很好,但比MVI150稍差;HVIⅠa650对降凝剂的感受性较好,加入0.05%即可降低倾点 7℃左右,当降凝剂加入量继续增加时倾点降低不明显。
(3)HVI Ⅱ+6对降凝剂的感受性极好,加入0.05%即可降低倾点15℃左右达到小于-35℃,继续增加加入量则作用不大。
(4)BS油由于粘度大,对降凝剂的感受性较差,当加入量在0.1%及以下时没有降凝效果,当加入量达到0.2%时也只能降低倾点2-3℃,继续增加降凝剂加入量,倾点降低不明显,当加入量在0.5%时倾点只能达到-20℃左右。
2.3 降凝剂的加入比例对CKC320倾点性能指标的影响
L-CKC320中负荷工业闭式齿轮油的倾点企控指标为-12℃~-18℃。过去荆门分公司在生产CKC320时为保证产品的倾点指标合格率,一直在生产中按倾点的下限指标进行控制,降凝剂的加入比例较高,达到了0.4%,倾点质量指标富余较多,提高了不必要的质量成本。
由于荆门分公司CKC320生产配方中使用的基础油原料组份的品种、比例固定,基础油原料的质量指标也比较稳定,因此对降凝剂的感受性也比较稳定,考虑完全可以在现有的生产配方条件下通过实验室小样调配的验证,比较分析出不同加入比例的降凝剂对油品的倾点指标降低的效果,从而确定降凝剂的最优加入比例,这样既可保证油品的倾点指标合格,也可降低降凝剂的使用量。
通过对中负荷工业齿轮油CKC320中加入不同比例降凝剂后的倾点分析,可以得出:
(1)当降凝剂加入比例为0.4%时,CKC320的倾点约为-17℃,接近企控指标下限,存在较大的质量富余。
(2)当降凝剂加入比例为0.3%时,CKC320的倾点约为-15℃,处于企控指标中限范围。
(3)当降凝剂加入比例为0.2%时,CKC320的倾点约为-12℃,接近企控指标下限,处于质量卡边,存在倾点指标不合格的质量风险。
总体上CKC320配方中的基础油对降凝剂感受性约为每加入0.1%下降2.5~3℃,在现有配方中基础油的质量条件下,将降凝剂的加入比例控制在0.3%完全可以保证油品倾点性能指标的合格。
2.4 降凝剂在油品中的分散均匀度对CKC320倾点性能指标的影响
2009年以前,荆门分公司主要采用传统的罐内侧向机械搅拌调合工艺,此种调合工艺搅拌时间长,搅拌效果受罐内产品粘度、调合数量的影响较大。2010年通过工艺技术改造,由原来落后的侧向机械搅拌调合工艺改造为脉冲气动调合搅拌工艺。采用现代成熟的计算机技术,并根据流体动力学的原理,参考被调合搅拌的各种组份的物理特性和容器的几何参数,模拟油品生产过程而优选出最佳方案,由此通过系统的控制中心,设定最合理的调合搅拌参数。在这种采用“脉冲气动调合搅拌系统”中,集气盘被安装在调合罐的底部,只要调合油品数量淹没集气盘就可以开动脉冲气动装置进行搅拌,搅拌混合效果基本不受调合罐内油品数量多少的影响。
在实际生产条件下通过设定不同的气动调合搅拌参数,对脉冲气动调合工艺进行生产验证,在搅拌完成后对油罐内上、中、下三点取样分析,确认在设定了合理的搅拌参数后,仅需1小时即可保证混合均匀。在调合罐内按照不同的降凝剂加入比例使用气动脉冲搅拌工艺调合1小时,得到的产品倾点结果。在预先将降凝剂按1:1稀释调配成母液后,当降凝剂加入比例为0.3%时,采用脉冲搅拌调合1小时,CKC320的倾点稳定在-15℃范围,处于企控指标中限范围,说明气动脉冲对于微量添加剂的混合效果非常理想,倾点性能指标与实验室小样调配结果相当。
因此只要对降凝剂母液均化调配工艺进行验证固化后,对油品调合的气动脉冲搅拌参数进行验证固化后,在油品调合生产的工艺操作中严格按照工艺规程执行,即可保证产品的倾点指标稳定合格。
3 结论
在配方中使用的基础油原料组份的品种、比例固定且基础油原料的质量指标也比较稳定的情况下,CKC320配方中的基础油对降凝剂感受性约为每加入0.1%下降2.5~3℃,据此可确定产品倾点控制在企控标准中限范围的降凝剂的最优加入比例,既可稳定质量,也可节约成本。
降凝剂的分散效果与降凝剂采取的均化搅拌工艺有直接关系,采用降凝剂预稀释及脉冲搅拌工艺比传统的机械搅拌调合工艺可实现省时、节能、分散均匀的综合效果,从而保证倾点指标的合格稳定。
【关键词】工业齿轮油 倾点 降凝剂 调合
1 前言
润滑油品的倾点指标是润滑油的重要质量指标之一,润滑油的倾点指标主要取决于基础油组份的倾点、降凝剂在油品中的降凝效果及调合过程控制操作等因素。本文主要通过考察不同种类基础油对降凝剂的降凝效果、探讨调合生产过程对中负荷工业齿轮油CKC320倾点指标的影响,找出主要因素,并制订有效的控制措施,提高倾点指标的一次合格率,节约生产时间、能耗及原料成本,穩定油品质量,提高客户满意度。
2 中负荷工业齿轮油CKC320倾点性能指标的影响因素
影响润滑油产品倾点质量指标的因素包括基础油、降凝剂及生产过程控制。由于长城润滑油的油品生产是统一配方,润滑油的基础油组份品种与添加剂品种在配方要求中基本是固定的,只允许生产单位在各组份的加入比例上根据不同批次原料油指标对基础油组分的调合比例和降凝剂的加入比例进行微调,并根据各自的生产工艺设备装备情况选择合适的调合工艺完成对油品的搅拌均化,因此主要考察降凝剂的加入比例及降凝剂的搅拌均化工艺对倾点的影响。
2.1 倾点的概念
润滑油试样在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度称为倾点。倾点是表示油品低温流动性的指标。
2.2 降凝剂VX1-248在不同基础油中的降凝效果考察
降凝剂的作用主要是降低油品的倾点,并保证油品在低温下能够流动。降凝剂品种的典型代表是烷基萘、聚甲基丙烯酸酯和聚a烯烃。荆门分公司生产CKC320配方采用的降凝剂品种为罗曼克斯公司的VISCOPLEX?1-248(6001),它属于聚酯类降凝剂,在各种润滑油中都有很好的降凝效果。
我们在实验室内对荆门公司常用的不同种类基础油对降凝剂的感受性进行了考察,通过考察得出:
(1)MVI150和MVI500基础油对降凝剂感受性很好,仅加入0.05%的VX1-248即可降低倾点10℃以上,最低可以降低20℃以上。
(2)HVI Ⅰb150对降凝剂的感受性也很好,但比MVI150稍差;HVIⅠa650对降凝剂的感受性较好,加入0.05%即可降低倾点 7℃左右,当降凝剂加入量继续增加时倾点降低不明显。
(3)HVI Ⅱ+6对降凝剂的感受性极好,加入0.05%即可降低倾点15℃左右达到小于-35℃,继续增加加入量则作用不大。
(4)BS油由于粘度大,对降凝剂的感受性较差,当加入量在0.1%及以下时没有降凝效果,当加入量达到0.2%时也只能降低倾点2-3℃,继续增加降凝剂加入量,倾点降低不明显,当加入量在0.5%时倾点只能达到-20℃左右。
2.3 降凝剂的加入比例对CKC320倾点性能指标的影响
L-CKC320中负荷工业闭式齿轮油的倾点企控指标为-12℃~-18℃。过去荆门分公司在生产CKC320时为保证产品的倾点指标合格率,一直在生产中按倾点的下限指标进行控制,降凝剂的加入比例较高,达到了0.4%,倾点质量指标富余较多,提高了不必要的质量成本。
由于荆门分公司CKC320生产配方中使用的基础油原料组份的品种、比例固定,基础油原料的质量指标也比较稳定,因此对降凝剂的感受性也比较稳定,考虑完全可以在现有的生产配方条件下通过实验室小样调配的验证,比较分析出不同加入比例的降凝剂对油品的倾点指标降低的效果,从而确定降凝剂的最优加入比例,这样既可保证油品的倾点指标合格,也可降低降凝剂的使用量。
通过对中负荷工业齿轮油CKC320中加入不同比例降凝剂后的倾点分析,可以得出:
(1)当降凝剂加入比例为0.4%时,CKC320的倾点约为-17℃,接近企控指标下限,存在较大的质量富余。
(2)当降凝剂加入比例为0.3%时,CKC320的倾点约为-15℃,处于企控指标中限范围。
(3)当降凝剂加入比例为0.2%时,CKC320的倾点约为-12℃,接近企控指标下限,处于质量卡边,存在倾点指标不合格的质量风险。
总体上CKC320配方中的基础油对降凝剂感受性约为每加入0.1%下降2.5~3℃,在现有配方中基础油的质量条件下,将降凝剂的加入比例控制在0.3%完全可以保证油品倾点性能指标的合格。
2.4 降凝剂在油品中的分散均匀度对CKC320倾点性能指标的影响
2009年以前,荆门分公司主要采用传统的罐内侧向机械搅拌调合工艺,此种调合工艺搅拌时间长,搅拌效果受罐内产品粘度、调合数量的影响较大。2010年通过工艺技术改造,由原来落后的侧向机械搅拌调合工艺改造为脉冲气动调合搅拌工艺。采用现代成熟的计算机技术,并根据流体动力学的原理,参考被调合搅拌的各种组份的物理特性和容器的几何参数,模拟油品生产过程而优选出最佳方案,由此通过系统的控制中心,设定最合理的调合搅拌参数。在这种采用“脉冲气动调合搅拌系统”中,集气盘被安装在调合罐的底部,只要调合油品数量淹没集气盘就可以开动脉冲气动装置进行搅拌,搅拌混合效果基本不受调合罐内油品数量多少的影响。
在实际生产条件下通过设定不同的气动调合搅拌参数,对脉冲气动调合工艺进行生产验证,在搅拌完成后对油罐内上、中、下三点取样分析,确认在设定了合理的搅拌参数后,仅需1小时即可保证混合均匀。在调合罐内按照不同的降凝剂加入比例使用气动脉冲搅拌工艺调合1小时,得到的产品倾点结果。在预先将降凝剂按1:1稀释调配成母液后,当降凝剂加入比例为0.3%时,采用脉冲搅拌调合1小时,CKC320的倾点稳定在-15℃范围,处于企控指标中限范围,说明气动脉冲对于微量添加剂的混合效果非常理想,倾点性能指标与实验室小样调配结果相当。
因此只要对降凝剂母液均化调配工艺进行验证固化后,对油品调合的气动脉冲搅拌参数进行验证固化后,在油品调合生产的工艺操作中严格按照工艺规程执行,即可保证产品的倾点指标稳定合格。
3 结论
在配方中使用的基础油原料组份的品种、比例固定且基础油原料的质量指标也比较稳定的情况下,CKC320配方中的基础油对降凝剂感受性约为每加入0.1%下降2.5~3℃,据此可确定产品倾点控制在企控标准中限范围的降凝剂的最优加入比例,既可稳定质量,也可节约成本。
降凝剂的分散效果与降凝剂采取的均化搅拌工艺有直接关系,采用降凝剂预稀释及脉冲搅拌工艺比传统的机械搅拌调合工艺可实现省时、节能、分散均匀的综合效果,从而保证倾点指标的合格稳定。