石順友

(中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司華南分公司，廣東 廣州 510620)

0 引言

據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)水路貨運(yùn)量達(dá)70.27億t，占我國(guó)交通貨運(yùn)量的13.88%[1]。船舶運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和對(duì)外貿(mào)易中發(fā)揮著重要的作用，99%以上的大型商業(yè)船舶都采用以柴油機(jī)為主推進(jìn)的動(dòng)力裝置[2]。船舶發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)境惡劣，潤(rùn)滑條件苛刻，對(duì)潤(rùn)滑油的質(zhì)量要求高，質(zhì)量可靠的潤(rùn)滑油是保證船舶發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，然而，對(duì)于船用潤(rùn)滑油的質(zhì)量規(guī)格，不同于車用發(fā)動(dòng)機(jī)油一樣有通用的規(guī)格(如API規(guī)格)[3]，雖然各船用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商及船級(jí)社對(duì)船用潤(rùn)滑油的要求非常嚴(yán)格，但至今尚未形成統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[4-5]。船用潤(rùn)滑油是潤(rùn)滑油的主要品種，全球每年的消耗量超過(guò)上百萬(wàn)噸，船用潤(rùn)滑油供應(yīng)商一般根據(jù)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的工況特點(diǎn)，進(jìn)行油品研究與開(kāi)發(fā)，并以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式對(duì)油品的生產(chǎn)、銷售進(jìn)行規(guī)范，但對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格保密，質(zhì)量監(jiān)管部門無(wú)法對(duì)船用潤(rùn)滑油的質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控。

為促進(jìn)我國(guó)船用潤(rùn)滑油市場(chǎng)的良性發(fā)展，規(guī)范市場(chǎng)秩序，保證產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局于2019年10月18日發(fā)布了船用內(nèi)燃機(jī)油GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)，并于2020年5月1日正式實(shí)施。船用內(nèi)燃機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實(shí)施，能夠有效保證市場(chǎng)上船用潤(rùn)滑油的產(chǎn)品質(zhì)量，是船舶潤(rùn)滑和航行安全、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、提高經(jīng)濟(jì)效益的有力保障，在服務(wù)、支撐和引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方面具有重要意義。

1 船用內(nèi)燃機(jī)油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6]

1.1 產(chǎn)品分類

GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)所屬產(chǎn)品包括船用氣缸油、船用系統(tǒng)油和船用中速筒狀活塞柴油機(jī)油(簡(jiǎn)稱：船用中速機(jī)油，TPEO)3個(gè)品種，按照“黏度+堿值”劃分為不同牌號(hào)，共計(jì)21個(gè)牌號(hào)：

(1)船用氣缸油劃分為5個(gè)牌號(hào)：5025、5040、5070、5080、50100。

(2)船用系統(tǒng)油劃分為4個(gè)牌號(hào)：3005、3008、4005、4008。

(3)船用中速機(jī)油劃分為12個(gè)牌號(hào)：3012、3015、3020、3030、3040、3050、4012、4015、4020、4030、4040、4050。

產(chǎn)品牌號(hào)中，前2個(gè)數(shù)字表示該產(chǎn)品的黏度等級(jí)，后2個(gè)數(shù)字表示該產(chǎn)品的堿值等級(jí)。如船用氣缸油5040，50表示黏度等級(jí)，40表示堿值等級(jí)，堿值大小約為40 mgKOH/g；系統(tǒng)油3005，30表示黏度等級(jí)，05表示堿值等級(jí)，堿值大小約為5 mgKOH/g。

1.2 技術(shù)指標(biāo)要求

船用氣缸油、系統(tǒng)油和中速機(jī)油的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法分別見(jiàn)表1、表2和表3。

表1 船用氣缸油的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法

表2 船用系統(tǒng)油的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法

表2(續(xù))

表3 船用中速機(jī)油的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法

表3(續(xù))

2 性能解析

2.1 理化指標(biāo)

2.1.1 黏度

黏度是船用內(nèi)燃機(jī)油主要的物理化學(xué)性質(zhì)，也是船用內(nèi)燃機(jī)油牌號(hào)劃分的主要依據(jù)。船用內(nèi)燃機(jī)油的黏度分類根據(jù)GB/T 14906-2018內(nèi)燃機(jī)油黏度分類來(lái)劃分，如表4[7]。

表4 GB/T 14906-2018內(nèi)燃機(jī)油黏度分類

表4(續(xù))

船用內(nèi)燃機(jī)油的黏度等級(jí)比較單一，船用內(nèi)燃機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)中系統(tǒng)油和中速機(jī)油的黏度等級(jí)分為SAE 30和SAE 40兩個(gè)黏度等級(jí)，氣缸油的黏度等級(jí)僅為SAE 50一個(gè)黏度等級(jí)。

低速十字頭二沖程柴油機(jī)氣缸的潤(rùn)滑條件十分苛刻，與系統(tǒng)油和中速機(jī)油相比，船用氣缸油具有其特殊性。氣缸的溫度高、沖程長(zhǎng)、缸徑大，存在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，通常采用注油的方式進(jìn)行潤(rùn)滑，因此，船用氣缸油不但要求具有良好的潤(rùn)滑性、合適的黏度，還要具有良好的流動(dòng)性和擴(kuò)散性[8]。氣缸油的黏度不能太小，太小無(wú)法形成有效的油膜；但黏度也不宜太大，黏度太大，流動(dòng)性和分散性差，無(wú)法及時(shí)分散到整個(gè)氣缸表面。正因如此，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商MAN B&W明確要求氣缸油100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度值最低為18.5 mm2/s，最大為21.9 mm2/s，黏度指數(shù)要求不小于95[9]。

GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)船用氣缸油100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度的要求與MAN B&W對(duì)氣缸油黏度的要求保持一致，即最低為18.5 mm2/s，最高為21.9 mm2/s；對(duì)系統(tǒng)油和中速機(jī)油的黏度數(shù)值與GB/T 14906-2018內(nèi)燃機(jī)油黏度分類中的要求一致。

2.1.2 黏度指數(shù)

黏溫性能對(duì)船用內(nèi)燃機(jī)油的使用具有重要意義，如船用內(nèi)燃機(jī)油的黏溫性能不好，當(dāng)溫度低時(shí)黏度過(guò)大，造成啟動(dòng)困難，而且啟動(dòng)后，油品不易流到摩擦表面上，造成機(jī)械零件的磨損；而當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，黏度變小，則不易在摩擦表面上形成適當(dāng)?shù)挠湍?，?huì)導(dǎo)致擦傷和膠合等故障。船舶的工作條件苛刻，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，因此，船用內(nèi)燃機(jī)油應(yīng)具有良好的黏溫性能，以保證在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)黏度變化較小，以確保形成有效油膜。

GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中，船用氣缸油和中速機(jī)油的黏度指數(shù)指標(biāo)要求為不小于95，與MAN B&W對(duì)氣缸油的黏度指數(shù)要求一致。系統(tǒng)油的黏度指數(shù)指標(biāo)要求為不小于93。

2.1.3 堿值

堿值表示潤(rùn)滑油中堿性物質(zhì)含量的指標(biāo)。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中，船用潤(rùn)滑油的質(zhì)量等級(jí)以油品堿值的大小來(lái)區(qū)分。

為降低運(yùn)輸成本，航運(yùn)公司盡可能使用價(jià)格低廉的劣質(zhì)燃料油作為主要燃料，因此，船用潤(rùn)滑油堿值的選擇非常重要，要根據(jù)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料油中的硫含量大小來(lái)選擇合適堿值的氣缸油和中速機(jī)油，使之有適宜的堿值，確保其良好的酸中和能力和清凈性。如果堿值過(guò)小，油品酸中和能力不足會(huì)造成腐蝕磨損；堿值過(guò)大，金屬灰分高，也會(huì)造成磨損，同時(shí)，添加劑含量增加，導(dǎo)致成本升高。如在低速十字頭式二沖程柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑中，氣缸油的堿值直接關(guān)系到氣缸的潤(rùn)滑和磨損，因此，在選用氣缸油時(shí)，首先應(yīng)充分考慮船舶發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料油的含硫量，根據(jù)燃料油中的硫含量來(lái)選擇合適堿值的氣缸油。如船用二沖程低速機(jī)制造商MAN B&W在其服務(wù)通函SL2019-671/JAP以及WinGD在其服務(wù)指南Issue 006 2020-08中就明確要求根據(jù)燃料油中的硫含量來(lái)選擇相應(yīng)堿值的氣缸油，分別見(jiàn)圖1[9]和圖2[10]。

圖1 MAN B&W低速十字頭式二沖程

圖2 WinGD低速十字頭式二沖程柴油機(jī)對(duì)堿值要求

從圖1和圖2可以看出，對(duì)于使用不同硫含量燃料油的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)需要根據(jù)其所用燃料油中硫含量的大小來(lái)選擇相應(yīng)堿值的氣缸油。然而，為了滿足MARPOL附則Ⅵ排放法規(guī)要求，大部分船舶都使用硫含量不高于0.5%的燃料油，由于硫含量不高于0.5%燃料油的質(zhì)量差異以及不同供應(yīng)商之間氣缸油的性能差異，筆者在為船舶提供服務(wù)過(guò)程中，有遇到船舶在使用硫含量不高于0.5%的燃料油時(shí)，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異常積炭和磨損、“超磨”拉缸、活塞頭和缸套出現(xiàn)“紅色沉積物”等現(xiàn)象，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因，筆者認(rèn)為，使用硫含量不高于0.5%的燃料油時(shí)采用40BN的氣缸油，雖然足以中和其產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，但其清凈性不夠。因此，對(duì)于使用硫含量不高于0.5%的燃料油時(shí)，氣缸油的選擇不能完全按照燃料油中的硫含量大小來(lái)選擇，而要根據(jù)實(shí)際情況，緊密觀察氣缸的潤(rùn)滑狀態(tài)來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，比如交替使用40BN和70BN的氣缸油，以確保主機(jī)的運(yùn)行安全。

對(duì)于在使用硫含量不高于0.5%的燃料油時(shí)出現(xiàn)的一些問(wèn)題，MAN B&W在其服務(wù)通函SL 2020-694/JUSV中將氣缸油分為了Category Ⅰ and Category Ⅱ兩類，其中Category Ⅰ (Cat Ⅰ)適用Mark8及以下的機(jī)型，Category Ⅱ (Cat Ⅱ)適用Mark9及以上的機(jī)型。與Cat Ⅰ的氣缸油相比，Cat Ⅱ的氣缸油具有更好的整體性能，特別是具有更加優(yōu)異清潔性能[11]。

對(duì)于使用硫含量不高于0.5%燃料油的船舶主機(jī)，特別是新型主機(jī)，筆者建議，船東可以根據(jù)OEM的相關(guān)指導(dǎo)來(lái)進(jìn)行油品的選擇或咨詢潤(rùn)滑油供應(yīng)商，以確保選油用油的安全。

2.1.4 水分

油品中水分的存在對(duì)油品性能有較大影響，會(huì)促使油品加速氧化變質(zhì)、破壞油膜的形成、加速有機(jī)酸對(duì)金屬的腐蝕，使添加劑產(chǎn)生水解而失效等，因此，油品中的水分越少越好。考慮到船舶的運(yùn)行環(huán)境，且船用油添加劑為高堿性的添加劑，易吸水，故GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)添加劑的加入量，對(duì)不同堿值產(chǎn)品的水分指標(biāo)的規(guī)定存在一定區(qū)別，試驗(yàn)方法為GB/T 260。具體要求如下：

(1)船用氣缸油中的低堿值氣缸油5025、5040和5070的水分指標(biāo)要求為不大于0.06%；高堿值氣缸油5080和50100的水分指標(biāo)要求為不大于0.12%。

(2)船用系統(tǒng)油和中速機(jī)油各產(chǎn)品的水分指標(biāo)要求均為不大于0.06%。

2.1.5 密度

密度是潤(rùn)滑油最簡(jiǎn)單、最常用的物理性能指標(biāo)，保證了油品體積和重量的換算準(zhǔn)確，考慮到船用內(nèi)燃機(jī)油市場(chǎng)銷售的實(shí)際情況，為與國(guó)際市場(chǎng)接軌，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定密度的測(cè)試溫度為15 ℃，指標(biāo)要求均為報(bào)告，試驗(yàn)方法為SH/T 0604。

2.1.6 閃點(diǎn)

閃點(diǎn)是反映油品安全性的重要指標(biāo)，對(duì)于油品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用過(guò)程的安全具有重要意義，一般情況下，潤(rùn)滑油的最高工作溫度應(yīng)比其閃點(diǎn)低20～30 ℃。閃點(diǎn)的測(cè)定方法分為開(kāi)口杯法和閉口杯法。開(kāi)口杯法用以測(cè)定重質(zhì)潤(rùn)滑油和深色潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)，閉口杯法用以測(cè)定閃點(diǎn)在150 ℃以下輕質(zhì)潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)。船用內(nèi)燃機(jī)油的顏色較深，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中，要求通過(guò)石油產(chǎn)品閃點(diǎn)和燃點(diǎn)的測(cè)定方法(克利夫蘭開(kāi)口杯法)GB/T 3536來(lái)測(cè)定船用內(nèi)燃機(jī)油的閃點(diǎn)，指標(biāo)要求均為開(kāi)口閃點(diǎn)不低于220 ℃。

2.1.7 傾點(diǎn)

傾點(diǎn)是指在規(guī)定條件下，被冷卻了的試樣油能流動(dòng)時(shí)的最低溫度。傾點(diǎn)是反映油品低溫流動(dòng)性的重要指標(biāo)。當(dāng)溫度很低時(shí)，油品黏度增大，甚至變成無(wú)定型的玻璃狀物質(zhì)，失去流動(dòng)性，因此，在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用潤(rùn)滑油時(shí)，因根據(jù)環(huán)境條件和工況選用相應(yīng)的傾點(diǎn)的油品。

GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)GB/T 3535測(cè)定油品的傾點(diǎn)，具體指標(biāo)要求為船用氣缸油的傾點(diǎn)不高于-6 ℃，船用系統(tǒng)油和中速機(jī)油的傾點(diǎn)不高于-12 ℃。

2.1.8 機(jī)械雜質(zhì)

機(jī)械雜質(zhì)是反映油品調(diào)合工藝純凈程度的重要指標(biāo)。通常，基礎(chǔ)油的機(jī)械雜質(zhì)都控制在0.005%以下(被認(rèn)為是無(wú))，加添加劑后的產(chǎn)品油機(jī)械雜質(zhì)一般增大。對(duì)于一些有大量添加劑的油品(如船用氣缸油)，機(jī)械雜質(zhì)的指標(biāo)表面上看是比較大，但其雜質(zhì)主要是加入了添加劑后所引入的溶劑不溶物，這些膠狀的金屬有機(jī)物，并不影響使用效果。

對(duì)于船用內(nèi)燃機(jī)油而言，因氣缸油與系統(tǒng)油和中速機(jī)油的加劑量存在較大差異，因此，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中的機(jī)械雜質(zhì)指標(biāo)要求也不同，氣缸油的指標(biāo)要求為不大于0.03%，系統(tǒng)油和中速機(jī)油的指標(biāo)要求為不大于0.01%，試驗(yàn)方法均為GB/T 511。

2.1.9 硫酸鹽灰分

硫酸鹽灰分是指試樣被灼燒碳化后所剩殘?jiān)?，用硫酸處理后再?jīng)煅燒所得的無(wú)機(jī)物。對(duì)于船用內(nèi)燃機(jī)油，灰分可作為定量控制添加劑加入量的手段，可表征船用內(nèi)燃機(jī)油有灰清凈分散劑的含量。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣缸油、系統(tǒng)油和中速機(jī)油的灰分要求均為報(bào)告，試驗(yàn)方法為GB/T 2433。

2.1.10 泡沫特性

泡沫特性是指油品生成泡沫的傾向性和泡沫的穩(wěn)定性，反映油品在有空氣進(jìn)入的情況下消泡能力的強(qiáng)弱。船用內(nèi)燃機(jī)油在實(shí)際使用過(guò)程中，由于受震動(dòng)、攪拌、船舶晃動(dòng)等作用，使得空氣混入油中，以致形成氣泡而使其流動(dòng)性變差，甚至?xí)纬蓺庾?、破壞油膜的形成等，造成?rùn)滑變差。因此，要求評(píng)定內(nèi)燃機(jī)油生成泡沫傾向性和穩(wěn)定性。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)油和中速機(jī)油的泡沫特性要求如表2和表3，試驗(yàn)方法為GB/T 12579。

2.2 元素分析

元素含量與油品中的添加劑有關(guān)，是船用內(nèi)燃機(jī)油最主要的檢測(cè)內(nèi)容之一。分析船用內(nèi)燃機(jī)油的元素，對(duì)油品的產(chǎn)品質(zhì)量控制、生產(chǎn)加工方案、使用性能、環(huán)境治理等方面具有重要意義[12]。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)中要求對(duì)油品中的硫、鈣、磷和鋅元素進(jìn)行檢測(cè)分析。硫元素試驗(yàn)方法為SH/T 0689、GB/T 17040、SH/T 0172，鈣元素試驗(yàn)方法為GB/T 17476、SH/T 0270、SH/T 0631，鋅元素試驗(yàn)方法為GB/T 17476、SH/T 0226、SH/T 0631，磷元素試驗(yàn)方法為SH/T 0296、SH/T 0631、GB/T 17476，指標(biāo)要求均為報(bào)告。

2.3 模擬試驗(yàn)

2.3.1 液相銹蝕試驗(yàn)

船用發(fā)動(dòng)機(jī)常處于濕度、鹽霧濃度較大的工作環(huán)境，船用系統(tǒng)油和船用中速機(jī)油為循環(huán)使用產(chǎn)品，船舶運(yùn)行中不可避免地有水分侵入。由于水分的存在，促進(jìn)油品乳化變質(zhì)，如果水分長(zhǎng)時(shí)間與金屬部件接觸，金屬表面會(huì)產(chǎn)生不同程度的銹蝕，銹蝕產(chǎn)物可引起設(shè)備故障，甚至造成嚴(yán)重的停機(jī)事故，故船用系統(tǒng)油、中速機(jī)油應(yīng)具有較好的防銹性能。因此，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)《加抑制劑礦物油在水存在下防銹性能試驗(yàn)法GB/T 11143(B法)》測(cè)定船用系統(tǒng)油、中速機(jī)油的防銹性能，指標(biāo)要求為無(wú)銹。

2.3.2 銅片腐蝕試驗(yàn)

銅片腐蝕試驗(yàn)是評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油本身對(duì)銅的腐蝕性程度。潤(rùn)滑油的腐蝕主要是油中的某些酸性物質(zhì)、氧化產(chǎn)物和金屬反應(yīng)的原因。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求船用氣缸油產(chǎn)品的銅片腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果為不大于1級(jí)，試驗(yàn)方法為GB/T 5096，對(duì)系統(tǒng)油和中速機(jī)油無(wú)要求。

2.3.3 FZG試驗(yàn)

FZG試驗(yàn)是反映油品極壓抗磨性的重要指標(biāo)。隨著船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，電噴式船舶二沖程柴油機(jī)以其燃料經(jīng)濟(jì)性高、節(jié)能環(huán)保的良好優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。同時(shí)，由于電噴型柴油機(jī)液壓伺服系統(tǒng)中壓力高達(dá)20 MPa，從而對(duì)船用系統(tǒng)油的極壓性能提出了更高地要求，如WinGD就要求其生產(chǎn)的FLEX型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)使用的系統(tǒng)油的FZG失效等級(jí)必須大于10級(jí)。因此，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)油的極壓性要求FZG失效級(jí)不小于10級(jí)。

船用中速發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理與高速發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同，但船用中速機(jī)油除潤(rùn)滑缸套、活塞、軸承等，同時(shí)還潤(rùn)滑齒輪箱[13]。此外，船用中速機(jī)一般使用燃用劣質(zhì)燃料以降低成本，故船用中速機(jī)油有其特殊要求，不但兼具船用氣缸油和船用系統(tǒng)油雙重性能，還應(yīng)具有良好的承載性能。因此，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)船用中速機(jī)油的極壓性要求FZG失效級(jí)不小于11級(jí)，以保證在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下降低磨損。

2.4 臺(tái)架試驗(yàn)

船用內(nèi)燃機(jī)油產(chǎn)品，特別是船用氣缸油和系統(tǒng)油，需要通過(guò)實(shí)船試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品性能。一般要通過(guò)MAN B&W和WinGD等船舶發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的認(rèn)證后，方可用于其生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)上。故GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣缸油和系統(tǒng)油沒(méi)有臺(tái)架試驗(yàn)方面的要求。

由于船用中速機(jī)的工作原理與高速柴油機(jī)相似，而發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)評(píng)定與發(fā)動(dòng)機(jī)油的試驗(yàn)性能具有良好的相關(guān)性，是評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)油性能好壞行之有效的手段之一[14]。為確保船用中速機(jī)油的產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)合中速機(jī)的工況特點(diǎn)，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求船用中速機(jī)油通過(guò)軸瓦腐蝕試驗(yàn)和高溫清凈性2個(gè)臺(tái)架試驗(yàn)。

2.4.1 實(shí)船試驗(yàn)

由于低速十字頭二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況極其復(fù)雜，影響因素較多，臺(tái)架試驗(yàn)與實(shí)際運(yùn)行工況差異較大，因此，對(duì)于用于低速十字頭二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸油和系統(tǒng)油，GB/T 38049-2019沒(méi)有相應(yīng)的臺(tái)架試驗(yàn)要求，而對(duì)于油品供應(yīng)商，其產(chǎn)品需獲得主機(jī)廠的認(rèn)可信(NOL)后方可用于其生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)上。

目前，世界船用低速十字頭二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)被MAN B&W、WinGD和J-ENG三大公司壟斷，其中，MAN B&W在全世界范圍內(nèi)的低速十字頭二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)份額最高，達(dá)到三分之二以上。作為低速十字頭二沖程船用發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商，三大公司都有著自己的油品認(rèn)可規(guī)范要求，但無(wú)一例外地都要求選擇采用不少于4000 h的實(shí)船試驗(yàn)進(jìn)行最終的油品認(rèn)可，潤(rùn)滑油供應(yīng)商只有通過(guò)其規(guī)定的行船試驗(yàn)才可拿到OEM對(duì)油品的認(rèn)可信。其中MAN B&W公司對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)油的認(rèn)證要求及程序如下[15]：

(1)船齡要求：試驗(yàn)船的船齡為5年內(nèi)的新船；

(2)試驗(yàn)時(shí)間：認(rèn)證必須經(jīng)過(guò)至少4000 h的實(shí)船試驗(yàn)；

(3)吊缸要求：在試驗(yàn)前和完成后的4000 h，分別要求MAN B&W公司的工程師上船對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行吊缸拆檢，獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)，并最終判斷是否通過(guò)認(rèn)可；

(4)試驗(yàn)用油要求：一般情況氣缸油的試驗(yàn)，采用參比油和測(cè)試油對(duì)比試驗(yàn)的方式，測(cè)試油在主機(jī)的2個(gè)氣缸中進(jìn)行測(cè)試，其余的氣缸有2個(gè)作為參比氣缸使用，采用已認(rèn)可的商業(yè)性氣缸潤(rùn)滑油運(yùn)轉(zhuǎn)；

(5)發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑要求：如果潤(rùn)滑油的生產(chǎn)商是第一次進(jìn)行油品認(rèn)證，則要求認(rèn)證試驗(yàn)選擇50～60 cm的中等缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)展行船試驗(yàn)，通過(guò)后油品可以用于MAN B&W公司生產(chǎn)的中等缸徑(小于70 cm)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果用于大于70 cm缸徑的發(fā)動(dòng)機(jī)，則還需要選擇缸徑大于80 cm的發(fā)動(dòng)機(jī)，重新進(jìn)行行船試驗(yàn)。

2.4.2 高溫氧化和軸瓦腐蝕性能

發(fā)動(dòng)機(jī)油高溫氧化生成的酸性物質(zhì)容易造成銅、鉛軸瓦的腐蝕，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)L-38臺(tái)架試驗(yàn)或MS程序Ⅷ臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)定船用中速機(jī)油在高溫條件下對(duì)銅、鉛軸瓦的腐蝕性。試驗(yàn)結(jié)束后，拆解發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)軸瓦失重進(jìn)行稱量，以此來(lái)評(píng)定船用中速機(jī)油的高溫氧化和軸瓦腐蝕性能，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)如表5。

表5 船用中速機(jī)油高溫氧化和軸瓦腐蝕性能臺(tái)架試驗(yàn)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)

2.4.3 高溫清凈性

發(fā)動(dòng)機(jī)油在高溫作用下容易發(fā)生氧化、聚合、縮合等一系列變化，在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的頂部、側(cè)面及曲軸中產(chǎn)生積炭、漆膜和油泥等沉積物，這些沉淀物嚴(yán)重影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑和傳熱，甚至造成發(fā)動(dòng)機(jī)異常磨損、提前點(diǎn)火、爆震等嚴(yán)重故障[16]。高溫清凈性就是評(píng)定潤(rùn)滑油在形成氧化產(chǎn)物后油品溶解、分散、中和氧化產(chǎn)物、抑制漆膜、積炭生成等能力，是船用中速機(jī)油的重要使用性能之一。GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)Caterpillar 1M-PC臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)定船用中速機(jī)油的高溫清凈性和抗磨性能。試驗(yàn)在規(guī)定的轉(zhuǎn)速和燃油消耗率的條件下，使增壓柴油試驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)120 h，試驗(yàn)結(jié)束后檢查發(fā)動(dòng)機(jī)、活塞、活塞環(huán)、缸套，測(cè)定缸套和活塞環(huán)的磨損程度，活塞沉積物的性質(zhì)和數(shù)量，活塞環(huán)的靈活程度。臺(tái)架試驗(yàn)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 船用中速機(jī)油Caterpillar 1M-PC發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)束語(yǔ)

(1)針對(duì)船用內(nèi)燃機(jī)的工況特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)對(duì)船用氣缸油、系統(tǒng)油和中速機(jī)油提出了嚴(yán)格的性能技術(shù)指標(biāo)要求，并對(duì)產(chǎn)品的品種和標(biāo)記、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，使船用內(nèi)燃機(jī)油產(chǎn)品滿足船舶發(fā)動(dòng)機(jī)苛刻的潤(rùn)滑需求。

(2)GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，為船東、船廠、主機(jī)廠等船用油用戶了解船用油的產(chǎn)品質(zhì)量提供了權(quán)威依據(jù)，也為潤(rùn)滑油生產(chǎn)商提供了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制的依據(jù)。然而，從標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求來(lái)看，船用油國(guó)標(biāo)產(chǎn)品的性能要求容易達(dá)到，因此，建議潤(rùn)滑油供應(yīng)商在國(guó)標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)自己產(chǎn)品的性能要求，如增加PDSC、熱管、臺(tái)架試驗(yàn)、實(shí)船試驗(yàn)等要求,為客戶提供綜合性能更加優(yōu)異的產(chǎn)品，以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，建議船用油用戶在選擇油品時(shí)，特別是在選擇氣缸油和系統(tǒng)油產(chǎn)品時(shí)，要選擇獲得發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠NOL的產(chǎn)品，以保證船舶主機(jī)的運(yùn)行安全。

(3)GB/T 38049-2019標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，使船用發(fā)動(dòng)機(jī)油生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)有了質(zhì)量控制的依據(jù)，也為質(zhì)量監(jiān)管部門對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)油的質(zhì)量監(jiān)管提供了有效依據(jù)，是船舶潤(rùn)滑和航行安全、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、提高經(jīng)濟(jì)效益的有力保障，在服務(wù)、支撐和引領(lǐng)我國(guó)船舶行業(yè)健康發(fā)展方面具有重要意義。