牽伸線潤滑油乳化原因分析與對策

1、牽伸線潤滑油乳化原因分析與對策張海濤實華合纖短纖裝置摘要：本文理論結合實際，分析了特定生產(chǎn)環(huán)境下齒輪箱潤滑油乳化的原因，并采取了有效的應對措施，使問題得到了根本解決。關鍵詞：齒輪箱 潤滑油 進水 乳化 原因 對策作者簡介：1990年畢業(yè)于西北大學化工系化機專業(yè)，現(xiàn)為實華合纖短纖裝置后紡設備工程師。聯(lián)系電話：66996479合纖15萬噸/年直紡滌綸短纖裝置，由三條5萬噸/年生產(chǎn)線組成，分前紡和后紡工段。后紡牽伸線主要設備由鄭州紡機制造，三條牽伸線共27臺單元機，每臺單元機都有較大的齒輪箱和獨立的潤滑油站，使用國產(chǎn)150#和220#重負荷閉式齒輪油，一次使用量約70桶（170kg桶）。1 潤滑油乳

2、化及處理情況2007年01月24日，日常巡檢時發(fā)現(xiàn)，3#線緊張熱定型1區(qū)齒輪箱潤滑油呈乳化現(xiàn)象，第二天便進行了更換。換油過程中進行了仔細檢查，箱內油量無顯著變化（與初始加油量相比），換出來的油呈乳白色粘稠狀，箱內底部沒有積水，但該齒輪箱頂滿是積液且有油劑腐臭味。另外，可以確定油是在短時間內迅速乳化的，因為每天都有保全班、維修隊長和設備工程師三級巡檢，應該說發(fā)現(xiàn)是及時的。三天后，對換出來的幾桶油再次進行觀察，仍呈乳化狀態(tài)，排除了混入微小氣泡的情形。為了進一步了解情況，取了一瓶油樣送去檢驗，化驗了粘度、機械雜質、水分、酸植和閃點五項主要指標，結果只有水分含量異常（達4），嚴重超標（正常含量0.03

3、），進一步說明潤滑油是進水乳化。2 潤滑油乳化機理及危害2.1 潤滑油乳化機理油品發(fā)生乳化必須具備三個條件：水分、表面活性物質和能量。表面活性物質是一種兩親分子，具有親油和親水的性質，它可以顯著降低油水界面的張力。油中混入了水份和表面活性物質后，在循環(huán)流動、高速攪拌的情況下，便會發(fā)生乳化。此時，表面活性物質吸附在油水兩相界面上，以親油親水基團使油和水連接而不易分離，水滴可以穩(wěn)定地分散于油中。2.2 潤滑油乳化后的危害(1)乳化液在軸承等處析出水，可能破壞油膜。(2)乳化液會引起金屬腐蝕。(3)乳化液沉積在油循環(huán)系統(tǒng)中，妨害油的循環(huán)，造成供油不足，引起故障。(4)易引起油品老化，老化后產(chǎn)生的環(huán)烷

4、酸皂、膠質等物質均屬乳化劑，從而加速油品乳化。(5)降低了機油的潤滑作用，增大各部件的摩擦，引起軸承過熱，以至損壞機件。3 潤滑油乳化原因分析理論上，潤滑油發(fā)生全面乳化，前提是油中混入了大量的水，但油進水后并不必然發(fā)生乳化。實際上，當時大量含明水的齒輪箱還有5個，它們并沒有發(fā)生乳化，也正說明了這一點。換油時檢查發(fā)現(xiàn)，只有潤滑油發(fā)生乳化的齒輪箱箱頂有大量積液，而其它均無。那么，該箱頂為什么會有大量積液？它能進入齒輪箱嗎？它與潤滑油乳化有關嗎？具體分析論證如下：3.1 齒輪箱箱頂積液由來“蒸汽從緊張熱定型箱頂罩子縫隙外溢，遇到冷空氣后產(chǎn)生凝結?！边@是對箱頂積液的最初判斷，但該判斷有誤。緊張熱定型罩

5、子與箱頂確有10mm左右的縫隙，但通過多次觀察發(fā)現(xiàn)：正常生產(chǎn)狀態(tài)下，緊張熱定型門是閉合的，沒有蒸汽外溢，原因是罩頂抽風作用形成一定的負壓，蒸汽不但不會從縫隙外溢，相反，還會吸入外面的空氣；只有在不正常生產(chǎn)狀態(tài)下，緊張熱定型門打開時，罩頂抽風作用形成不了全局性的負壓，一部分蒸汽由門外溢，另有少量蒸汽從箱頂縫隙外溢，但由于熱蒸汽是不斷擴散且向上運動的，再加上齒輪箱頂部本身溫度較高（50），并不會在箱頂產(chǎn)生大量凝液。那么箱頂積液到底是由何而來的呢？比對運行中的1#線，得到答案：罩子內側根部有一圈積水堰，用來收集罩頂?shù)哪海ň砬鷻C上方罩子也有如此結構），其有兩個排放口，分別在1區(qū)和4區(qū)箱頂。但觀察也發(fā)

6、現(xiàn)，并不是什么時候都有凝液通過排放口排到箱頂，只有在凝液量較大、罩壁光滑、積水堰及排放口順暢的情況下，才會有凝液通過排放口流出，否則會積到輥子下面的地面上。1#線緊張1區(qū)上的排放口有少量凝液流出，但并沒有積滿箱頂，而是遇到排放口邊的廢舊抹布后，從箱角順壁流到地上。3#線緊張1區(qū)上面的排放口凝液排放量較大，長期成股地流出，主要原因是其后面有門，且經(jīng)常是大開著的，冷空氣不斷地進入，因而產(chǎn)生的凝液量大。3.2箱頂積液進入齒輪箱途徑箱頂積液能進入齒輪箱嗎？又是如何進入齒輪箱的呢？在換油過程中，針對此問題進行了特別地檢查。(1)拆卸箱頂2個封蓋時（用石棉墊平面密封膠密封的），并沒有發(fā)現(xiàn)哪個部位有滲入的痕

7、跡；(2)由于封蓋厚度達10mm，水也不可能漫上封蓋通過其上面的呼吸閥進入。事實上，封蓋也沒有被淹沒的痕跡；(3)箱頂除2個封蓋外是整塊鋼板，四角上的吊裝螺釘孔也是盲孔。繼過多次現(xiàn)場觀察、資料分析和比對，發(fā)現(xiàn)齒輪箱側壁、后壁有大量液體溢流下來的痕跡。6個大軸后端蓋中有3個溢流痕跡延伸到軸上，這樣一來，溢流下來的液體，便會在充滿迷宮密封外的緩沖空間后灌入箱內，應該說這便是箱頂積液進入箱內的途徑。3.3潤滑油乳化的原因潤滑油進水后，并不是必然發(fā)生乳化，因為油乳化必須具備三個條件：水分、能量、既親水又親油的表面活性物質。在前兩個條件具備的情況下（潤滑油大量進水，箱內溫度60，油被不斷地循環(huán)攪動），誰

8、是表面活性物質呢？答案是箱頂積液中的乳化劑。一方面，箱頂積液表層起皮且粘稠發(fā)臭，說明含有油劑。事實上，它是絲束蒸汽產(chǎn)生的凝液，而絲束本身是上過油劑的；另一方面，油劑本身含有乳化劑，目的是保持油劑均勻穩(wěn)定不分層；最后，乳化劑就是表面活性物質的一種。這便是該區(qū)齒輪箱進入凝液后潤滑油迅速發(fā)生了乳化，而其它齒輪箱盡管進水時間很長，卻并沒有發(fā)生乳化的根本原因。3.4 潤滑油乳化過程實驗再現(xiàn)取600ml純凈水瓶一只，先接少量除鹽水，再從三牽油劑回收槽中灌少量油劑，二者總量約占瓶容積的120（之所以取這樣的比例，是因為乳化的潤滑油水分含量為4，且箱底沒有明水），再加入新220#潤滑油，基本加滿，只搖晃幾十下

9、后，便呈乳白色（略泛黃）粘稠狀，乳化速度比預想的要快得多。該實驗進一步證實了前面的分析。4 初步結論(1)含有油劑的箱頂積液進入齒輪箱，是此次潤滑油乳化的根本原因。(2)油中進水不等于乳化，只有三個條件同時具備時才會發(fā)生。5 應對措施(1)給緊張熱定型罩子排放口接上軟管，將凝液引到箱外，從根本上解決了箱頂積液問題。(2)生產(chǎn)過程中及時關閉緊張熱定型門，定期檢查風機和清理罩頂風道口，保證緊張熱定型整個區(qū)域形成微負壓，防止絲束蒸汽或凝液從前軸封（迷宮密封）進入齒輪箱。(3)及時處理回轉接頭蒸汽泄漏之類的問題，最大限度防止箱內積水。6 效果采取上述措施后，兩年多來，三條牽伸線27臺單元機，未再發(fā)生過一次齒輪箱潤滑油乳化現(xiàn)象。由于找到了齒輪箱潤滑油進水和乳化的根本原因，并采取了有效的應對措施，我們所用的國產(chǎn)潤滑油，目前平均使用壽命達到兩年。參考書目1. 洛陽石油化工廠