崔鐘續(xù)，趙忠生，劉云秀，應汶靜

(中化泉州石化有限公司，福建 泉州362100)

漆膜(Varnish)這個詞出現(xiàn)之前， 人們把軸瓦上遇到的膠質(zhì)物稱為結(jié)焦、 積碳、 油垢， 認為其產(chǎn)生的原因為軸瓦間隙小、 軸瓦溫度高、 潤滑油量小、 靜電弧等。2014年以前，國內(nèi)很少有關于漆膜的報道。國外自2000年前后出現(xiàn)漆膜相關報道， 并制定、 更新了ASTM D6810、D6971、D7527、D7843等一系列潤滑油檢測標準，除漆膜設備從那時開始被研發(fā)。根據(jù)某機構(gòu)在2008年對燃氣輪機和汽輪機的調(diào)研，在182家電廠中，76%的燃氣輪機有較高的漆膜傾向。漆膜可以在汽輪機、離心壓縮機、燃氣輪機、發(fā)電機等的軸瓦、齒輪、滑閥機構(gòu)中發(fā)現(xiàn)，見圖1。

圖1 漆膜附著

1 漆膜

漆膜的產(chǎn)生是因為潤滑油的基礎油或者添加劑在氧化、高溫、外來污染降解機制下產(chǎn)生了可溶的老化產(chǎn)物， 其濃度在一定溫度、壓力下， 在潤滑油中達到飽和后， 吸附在壓縮機組內(nèi)白色金屬表面，形成了一種有害污染物。漆膜具有以下幾個特點：

1) 可溶。漆膜污染物溶解在潤滑油中，說明漆膜是有一定發(fā)展期的，并不是突然出現(xiàn)的物質(zhì)，通過實驗得出，其溶解能力和溫度成正比【1】。

2) 在一定溫度和壓力下形成。漆膜發(fā)展早期，只在止推瓦、徑向瓦或者某個部位產(chǎn)生， 而非所有金屬表面。并且有些漆膜早期對軸瓦溫度影響不明顯， 檢修過程中會在軸瓦上發(fā)現(xiàn)， 也可以清除。

3) 吸附(有極性)。漆膜有極性，會吸附在金屬表面，形成圖1中的形態(tài)。

2 漆膜的危害

表1 漆膜的危害

漆膜概念在國內(nèi)普及之前，部分國內(nèi)設備廠家并沒有主動向用戶解釋，而用戶側(cè)重于使用，不了解行業(yè)發(fā)展，導致部分設備受漆膜影響無法處于完好狀態(tài)，甚至導致設備損壞、非計劃停工，造成了較大的經(jīng)濟損失。

3 潤滑油檢測項目的確定

過去在軸瓦、齒輪損壞的故障原因分析中，歸因于潤滑油的故障并不多，但實際并不是這樣。工廠常用的化驗分析指標包括外觀、密度、粘度、粘度指數(shù)、水分、金屬、機械雜質(zhì)、閃點、凝點和傾點、酸值、堿值和中和值、氧化安定性、熱安定性、泡沫性等。其中檢測結(jié)果水分、金屬不合格是小概率事件，多數(shù)情況是各項指標合格。這些檢測結(jié)果會導致我們判斷故障原因的方向出現(xiàn)偏差。建議在潤滑油檢測中根據(jù)潤滑油的功能選擇增加以下檢測指標：污染度、漆膜傾向指數(shù)、泡沫特性、元素分析和單類抗氧化劑剩余含量分析。

下面對上述指標進行詳細解讀。

1) 污染度：污染度測試結(jié)果越高，意味著油品中顆粒物含量越高。試驗證明，潤滑油中的顆粒數(shù)越少，軸承相對壽命越長【3】。污染度測試結(jié)果高，卻沒有金屬磨損元素存在，說明這個污染度不正常是由軟性污染物造成的(這種污染度不合格無法通過機械過濾)，同時也說明系統(tǒng)有漆膜。一般污染度≤20/16/13為合格，也就是當潤滑油中每mL≥4 μm顆粒數(shù)達到5 000時，就需要介入處理。

2) 漆膜傾向指數(shù)： 這是檢測潤滑油中能引起漆膜的污染物程度。國內(nèi)使用較多的是MPC值(ΔE)，一般ΔE<15屬于正常，15～30需增加檢測頻率，30～40不正常，40以上則急需處理。但也存在特殊情況，在某裝置中，MPC值<15時即存在漆膜故障特征。分析其主要原因是由于軸瓦間隙較小所致。

3) 泡沫特性：一般用于監(jiān)測高速齒輪、大容積泵送和飛濺潤滑的油品狀態(tài)。潤滑油泡沫特性不合格會使氣泡難以從潤滑油中析出，引起不良潤滑和氣穴腐蝕或調(diào)速系統(tǒng)控制精度的下降。一般泡沫特性程序Ⅰ值>450/10時，需要更換潤滑油。

4) 元素分析：通過監(jiān)測油品中金屬的變化趨勢，可以明確磨損部位，有針對性地制定維修策略和處理方案。應注意，當金屬粒徑大于幾μm時，檢測結(jié)果會偏低【4】。

5) 單類抗氧化劑剩余含量分析：酚型、氨型抗氧劑從1914年被研制出來以后，便是潤滑油重要添加劑之一。前期人們可以通過總酸、堿值間接評價潤滑油抗氧化能力。經(jīng)過不斷攻關發(fā)展，快速、簡單、準確性高的線性掃描伏安法逐漸被應用。苯基-α萘胺類抗氧劑的消耗與油品漆膜傾向存在一定聯(lián)系【5】，近些年苯基-α萘胺添加劑逐漸減少。正常情況下，酚類抗氧化劑消耗一定早于氨類抗氧化劑，當油品中氨類(對比新油)剩余含量25%時，應將其作為油品使用的警戒線。

由圖7和圖8可知，鹽截率隨著料液的循環(huán)流量的增大趨勢不明顯。循環(huán)流量從300 mL/min增加到900 mL/min，膜通量有一定的增加。這是因為增大料液的循環(huán)流量，增大了料液在膜組件中的湍流程度，減小了料液在膜表面的溫度和湍動邊界層厚度，減小了溫差極化和濃差極化效應，增加了膜表面的料液溫度，使膜表面蒸汽分壓增大，增大了蒸汽的跨膜驅(qū)動力，增加了水的膜透過量。

4 除漆膜設備技術

市場上常見的除漆膜設備有4種。

4.1樹脂濾芯過濾技術

利用合適極性的混合特種專利樹脂，選擇性地去除漆膜。

4.2 深度媒介過濾技術

先通過油冷器降低潤滑油溫度，利用Cellolose濾芯過濾亞微米級別的懸浮物和漆膜，過濾后再經(jīng)潤滑油加熱升溫，然后返回油箱。

4.3 靜電顆粒清除技術

利用高壓極板和接地極板形成一個高壓靜電場，夾帶著懸浮顆粒物的潤滑油液經(jīng)過高壓靜電場時，由于懸浮態(tài)小顆粒的介電常數(shù)與液態(tài)潤滑油不同，因此它會被靜電場電泳到兩個正、負極板的集塵器上，從而被濾除。目前國內(nèi)已開始使用靜電電荷吸附+樹脂技術。該技術結(jié)合了靜電技術和樹脂技術，可以同時去除溶解漆膜及設備元件的非溶解漆膜。

4.4 BCA平衡電荷聚結(jié)技術

利用高壓電極，使?jié)櫥椭袛y帶小顆粒的加載正、負電荷，并使之重新混合聚集，正、負電荷互相吸引聚集形成大顆粒后，再使用機械或離心式過濾器濾除。

以上幾種技術都是通過外加設備接入油箱并建立循環(huán)，不影響主設備正常運行。

5 除漆膜設備實際應用

以下通過兩個實例介紹除漆膜設備的實際應用情況。

1) 某公司催化裝置煙機一直運轉(zhuǎn)較好，第4年使用濾油機過濾并清理油箱。在運轉(zhuǎn)的第5年，主止推瓦其中1個溫度點10 min內(nèi)從84 ℃上升到94 ℃，還有繼續(xù)上升的趨勢。該設備潤滑油每月分析1次，檢測項目為粘度、水分、酸值、機雜、金屬等，經(jīng)檢測，都在合格范圍內(nèi)。現(xiàn)場對比了設備振動、位移、軸瓦溫度、回油溫度等參數(shù)，并重新校對了熱電阻排除假值，但止推瓦溫度仍繼續(xù)上升，已經(jīng)達到99 ℃。最后分析原因可能是漆膜改變了軸瓦間隙，破壞了軸瓦表面油膜。隨后借用渣油加氫裝置除漆膜設備，投用之后溫度開始趨于穩(wěn)定，幾天后溫度便開始逐步下降；漆膜設備投用第15天，軸瓦溫度逐漸降至88 ℃，溫度報警解除。在漆膜設備投用前未進行采樣分析，投用20 d后采樣分析數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 除漆膜設備投用20 d后的潤滑油檢測數(shù)據(jù)

2) 某公司對乙烯車間裂解氣壓縮機軸瓦進行檢修時發(fā)現(xiàn)，調(diào)速系統(tǒng)金屬表面有一層黑色軟質(zhì)附著物，使用金相砂紙可以打磨掉，運轉(zhuǎn)一段時間后又再次發(fā)現(xiàn)，最終通過國內(nèi)專家鑒定為潤滑油漆膜。本著預防為主的理念，采購投用除漆膜設備，跟蹤數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 除漆膜設備投用前后變化

由表3可以看出，在投用漆膜設備后，漆膜傾向指數(shù)和污染度等級有明顯下降，說明除漆膜設備作用明顯。

6 無除漆膜設備時應該如何應對

應積極了解潤滑油前沿技術，及時調(diào)整潤滑油的檢測項目，根據(jù)檢測結(jié)果分析潤滑油的缺陷原因，并進行有針對性的調(diào)整。大型設備的潤滑油箱可以考慮通入微正壓氮氣(清理油箱時要隔離氮氣)。氮氣對于油品氧化、水分、外來污染物的產(chǎn)生有抑制作用。還可通過控制潤滑油溫度來應對。試驗證明，潤滑油在80 ℃時比65 ℃時老化得更快【6】，漆膜傾向更大。

7 結(jié)語

由潤滑導致的設備故障是隱形的。潤滑油漆膜問題最早對電力行業(yè)影響較大，由此受到重視并研發(fā)出一系列技術來解釋和解決此類問題。企業(yè)對潤滑油的檢測一定要提高認識，多進行交流學習，打破常規(guī)思想，解放思路，積極接受新技術，才能做到未雨綢繆。