增速箱齒輪油性能系列講座之二優(yōu)異的抗泡沫性能

1、奧吉娜風電潤滑油性能系列講座之二 優(yōu)異的抗泡沫性能隨著中國風電行業(yè)迅猛發(fā)展，運行維護工作中暴露出了諸多問題。如目前的運行現(xiàn)場齒輪箱油泡沫多的問題對于風電場的技術人員來說早已司空見慣。而很多人存在這樣的誤區(qū)：認為泡沫多是由于風電機組的高速率高壓運轉，導致齒輪箱中攪拌劇烈，從而會產生大量泡沫，當風機停機時泡沫自然會減少，不會引起什么大的危害。其實則不然，風電齒輪油泡沫問題還會帶來諸多嚴重的機械問題：首先大量的泡沫會使齒輪油從加注口溢出，造成潤滑油流失，同時也帶來了火災等安全隱患；其次，泡沫會增大齒輪箱潤滑油的可壓縮性，使泵送到各潤滑點油量不足，從而使嚙合部位摩擦過大而導致局部過熱，進而會引起擦傷、

2、點蝕等嚴重磨損；再者，泡沫多會影響潤滑油對齒輪和軸承的散熱效果，使得溫度過高，加速油品變質；最后，風電齒輪油中的大量的泡沫會增大潤滑油與空氣接觸面積，加速油品的氧化變質，降低油品的使用壽命。 導致風電齒輪箱中泡沫產生的原因有很多，總結出來主要有以下幾點：（1）齒輪運轉過程中，攪拌劇烈，從而將空氣帶入到油中。（2）齒輪油中加入的抗磨劑、極壓劑等添加劑，都是極性物質，它們的表面張力比較大，會起到穩(wěn)定氣泡的作用，導致油品難以消泡。（3）齒輪箱中潤滑油量少時，更容易產生泡沫。因為潤滑油少時，齒輪暴露在空氣中的部分大，攪拌過程中更容易在潤滑油中引入空氣，所以更容易產生泡沫。（4）風電齒輪箱中的多級過濾材

3、料與消泡劑化學性能相似，因此過濾材料會吸附一部分的消泡劑，導致消泡劑損失，從而使得齒輪油泡沫性變差。在了解了風電增速箱箱潤滑油的危害及產生的主要原因之后，作為國內唯一一家專業(yè)的風電潤滑油研發(fā)企業(yè)，我們主要從產品的配方設計和泡沫性評價方法入手深入研究，解決目前風電齒輪箱存在油品泡沫多的問題。目前，評價風電齒輪油泡沫性的評價方法有傳統(tǒng)的玻璃器皿法ASTM D892（如圖1所示）及新型Flender（弗蘭德）泡沫性試驗GG-V425（如圖2所示）。圖1 ASTM D 892泡沫試驗 圖2 Flender泡沫性實驗儀器玻璃器皿ASTM D892試驗方法是用來確定齒輪油表面泡沫形成的趨勢，觀察泡沫的形成

4、和消退，但此方法與風電齒輪油的實際運行沒有關聯(lián)性，無法模擬風電齒輪油的運行狀況，所以對于評價風電齒輪油的泡沫性不具有實際的應用意義。而Flender泡沫性試驗最初是國際一流的風電增速箱生產企業(yè)Flender公司開發(fā)的內部試驗，由于與風機齒輪箱的運行實際情況接近，能夠給出頗具價值的信息，所以得到齒輪箱廠商和風電企業(yè)的認可，要求新使用的油品必須通過Flender泡沫性試驗方可推薦。并于2012年轉化為ISO12152作為評價工業(yè)齒輪油抗泡性的國際標準試驗方法。奧吉娜公司的全合成風電齒輪油獲得Flender認證，各項性能全面通過弗蘭德齒輪箱的要求，而其中的泡沫性就是依據弗蘭德泡沫性試驗來進行的評價。

5、作為風電潤滑油研發(fā)和生產商，為了提高潤滑油的抗泡沫性，配方設計中利用合適的消泡劑來賦予潤滑油好的抗泡性。眾所周知，泡沫的形成機理是空氣被攪入到油中后，周圍被極性比較大的添加劑包裹并穩(wěn)定，從而形成了氣泡。而消泡劑消泡的原理是，消泡劑的表面張力小可以濕潤并破壞泡沫的表面，減少泡沫的彈性，進而深入到泡沫的薄層中。一旦消泡劑滲入泡沫里，潤滑油就會緊隨其后，從而泡沫破裂，空氣釋放出來。另外，經大量試驗研究發(fā)現(xiàn)，風電潤滑油的消泡劑不能使用傳統(tǒng)的潤滑油消泡劑，必須進行特殊開發(fā)。因為風電齒輪油粘度較大，某些消泡劑在其中的分散性會差，其分子的舒展性也差，所以消泡功能就會大打折扣。再者，風電齒輪油中加入了抗微點蝕

6、的特殊添加劑，使得風電齒輪油的消泡劑不同于普通的工業(yè)齒輪油中的消泡劑。另外，消泡劑的量也必須要足夠準確，過多的消泡劑和過少的消泡劑是一樣的，都起不到消泡的作用。奧吉娜研發(fā)團隊依據弗蘭德泡沫性實驗要求，充分考慮了潤滑油粘度、過濾材料等因素后，研發(fā)出了一種特別適于風電齒輪油的消泡劑，并對其加入量也做了許多對比試驗，該研究成果成功應用于風電合成齒輪油SHG320中。依據Flender（弗蘭德）泡沫性試驗GG-V425的試驗要求，對全合成風電齒輪油SHG320進行了泡沫性評價（實驗結果見圖3），在整個實驗過程中，形成的泡沫量不到5%，遠遠小于Flender試驗要求的15%，抗泡沫性能優(yōu)越。同時消泡劑的特殊結構也減少了過濾設備對它的吸附，使得使用過程中損耗減小，完全滿足了風電齒輪油長壽命的要求。 圖3 奧吉娜SHG320風電齒輪油弗蘭德泡沫性實驗結果通過上述講解，為了