英国乔斯特摩擦告指出,机械设备表面失效70%是由于摩擦与腐蚀引起的,表面失效的最主要原因是由于润滑油失效和润滑不合理。所以正确理解润滑的意义,更新润滑观念,对提升我国石油石化企业的市场竞争力和企业效益都十分重要。
何谓润滑?
润滑是一个古老而又不断发展的课题,《诗经?邶风?泉水》中有“载脂载宣,还车言迈”的诗句,表明中国在春秋时期已经有用动物脂肪来润滑车轴的现象。
西晋张华所著的《博物志》称:酒泉延寿(今玉门)南山(祁连山)流出的泉水“有肥,如肉汁”,盛入容器,由黄变黑,凝结成膏状,燃烧发光,极其明亮,人们用来照明,润滑车轴。“膏车及水碓甚佳”。这是我国用矿物油作润滑剂的最早记载。
从大规模使用石油产品作为润滑剂(即矿物油润滑),到添加了多种添加剂来改善润滑剂抗氧化、耐低温、抗磨损性能的第二代润滑技术,再到第三代的低黏性、高性能和长寿命润滑技术,经历了100多年的时间。
润滑剂就是用来降低摩擦副的摩擦阻力、减缓磨损的润滑介质,同时还能起冷却、清洗和防止污染等作用。根据润滑剂性状,可分为液体的润滑油、油脂状半固体的润滑脂以及固体润滑剂。在工业设备中,润滑的作用主要有7个:降低摩擦系数、减少磨损、降低温度、防止腐蚀、保护金属表面、清洁冲洗和密封。
作为经济发展的风向标,润滑油需求量的增长也反映出我国经济发展的增速。近年来,随着我国工程机械、汽车、钢铁等行业装备技术的不断提升,我国润滑油需求量持续增长。2003年,我国润滑油需求首次超过俄罗斯,成为仅次于美国的世界第二大润滑油市场。2013年,全球润滑油需求为3960万吨,我国润滑油的实际需求量达到历史性的750万吨,市场规模约230亿元。
何谓“润滑经济”?
据德国沃格莆教授测算,目前全世界生产的能源约30%~50%消耗在设备的摩擦、磨损上。当然,有一部分摩擦、磨损是不可避免的。但随着摩擦润滑科学技术进步和润滑管理水平提高,另一部分摩擦、磨损是完全可以省下来的。例如:美国机械工程学会在《依靠摩擦润滑技术节能策略》一书中指出,美国每年从润滑方面获得经济效益6000亿美元;加拿大的调查表明,通过润滑成果推广应用可以挽回三分之一的由摩擦、磨损引起的损失;英国调查报告指出,每年从润滑方面获得经济效益不少于5亿英镑;日本统计设备故障700例中,因润滑不良造成故障有253例;中国统计润滑发生故障在55%~65%,通过改善润滑降低磨损的经济效益占全国经济总值2%以上,每年摩擦损耗造成损失在1000亿人民币以上……。
可见,应用先进的润滑技术带来的不仅仅是直接节能,而且可以实现每道工序、工业环节及各产业链重复循环节能增效,改变经济增长方式,甚至改变人们的生产生活方式。
世界知名的轴承制造企业SKF集团的轴承寿命研究表明,轴承润滑的污染状况可使轴承的寿命相差500倍。在日本,由于设备合理润滑的投资回报率高达1:100以上,杠杆效应十分明显,形象地将工业润滑称为“润滑经济”。
“润滑经济”通常是指通过应用先进润滑技术,显著提高机械设备的抗磨性能,减少能耗和排放,降低恶性机械事故发生概率,延长设备寿命。“润滑经济”的投入所产生的综合效益远高于1:100,经济效益明显。因此,研究润滑的经济性成为中国新型工业化道路和经济可持续发展的一个重要方面。
何谓“全优润滑”?
对于工业设备来说,润滑的作用十分重要。有人形象地将润滑剂比作机械设备的“血液”,而润滑方法和装置则是输送血液的“心脏”。所以设备润滑的每个环节,比如润滑油的选用、更换以及润滑装置的使用等,如果处理不当均可引起设备故障,甚至导致整条生产线停产,导致巨大的经济损失。
那么,如何才能做到合理、全面而健康的润滑呢?
自上世纪90年代的工业全球化浪潮以来,美国工业界开始关注设备润滑对降低维修成本、提升企业竞争力的价值。美国Noria公司在对美国大量企业进行调查后发现,大部分美国公司维修成本的5%~15%是由于低水平的设备润滑所致。SKF集团认为,因非质量方面的原因导致只有9%的滚动轴承能够达到设计寿命,而64%的滚动轴承失效与润滑有关。所以,企业对设备润滑展开了更深入的研究。随着认识的深入,全优润滑逐步成为美国制造业竞相投入和高度重视的领域,并被形象地称之为“尚未挖掘的金矿”。
根据“合理润滑技术通则”(GB/T13608-20009),设备合理润滑是指在技术、经济允许的条件下,为实现设备的可靠运行、性能改善、降低摩擦功耗、减少温升和磨损及润滑剂的消耗量,对设备的润滑设计、润滑系统的运行操作和使用润滑剂的品种、性能等所采取的各种技术措施。国外称之为设备全优润滑。
全优润滑也是现代设备润滑的代名词,其精髓在于“全”和“优”:“全”意味着全员参与,不仅需要顶层设计,还必须落实到车间基层包括润滑工的参与,也意指设备润滑的全过程,包括润滑剂的选择、优化和品质控制、采购和储存控制、污染控制、油液监测,状态管理等;“优”则表明全优润滑是一个注重技术和实践,不断改进和优化的过程。
根据世界先进企业技术统计得知,搞好设备“全优润滑”管理工作,可直接减少轴承采购50%、液压件消耗下降50%、润滑油消耗下降50%,与润滑有关的设备故障事故可下降90%。
如何做到“全优润滑”?
全优润滑主要涉及到3项技术的应用,即润滑材料、污染控制和油液监测。润滑剂的正确选用和优化是全优润滑的前提,有效的污染控制是消除润滑故障、提高润滑剂和零部件使用寿命的关键维护手段,而油液监测是润滑剂优化和污染控制所凭借的导航雷达。三者互为关联,缺一不可。
其中,润滑剂的选用是润滑剂使用的首要环节,选用润滑剂应综合考虑以下3要素:①设备实际使用时的工作条件;②设备制造厂商说明书的指定或推荐;③润滑油制造厂商的规定或推荐。
还有,润滑油在使用过程中可能要经受高温、有害气体、液体和固体及金属催化等作用,导致其润滑性能如抗氧化和抗磨损性能等下降。所以,全优润滑必须贯穿于设备管理的全过程,并且必须落实在大量现场执行和操作上,每一步的到位与否将直接影响全优润滑的效果。全优润滑的过程控制主要依赖计算机管理系统,包括设备润滑程序与执行、润滑材料数据库、油液分析数据管理、设备状态控制以及对全优润滑改进效果的测量和评估等。
据国外实践分析,全优润滑管理带来的直接效益只反映了其全部效果的十分之一。考虑到其它生产消耗的下降、作业率的提高等间接效益,全优润滑综合效益非常显著。因此,做好设备的全优润滑工作将会对企业产生深远影响。