液壓系統(tǒng)變化推高液壓油性能要求

2015-07-27   來源：潤滑油情報(bào)網(wǎng)

摘要：在市面上琳瑯滿目的潤滑油產(chǎn)品中，人們往往低估了液壓油系列產(chǎn)品的重要地位。目前，液壓設(shè)備已經(jīng)成為全球消耗潤滑油的大戶�？迫R恩公司研究報(bào)告顯示，全球潤滑油市場需求總量一半以上為汽車潤滑油，占比第二的是操作油，液壓油則以超過10%的全球需求量位居第三...

在市面上琳瑯滿目的潤滑油產(chǎn)品中，人們往往低估了液壓油系列產(chǎn)品的重要地位。目前，液壓設(shè)備已經(jīng)成為全球消耗潤滑油的大戶�？迫R恩公司研究報(bào)告顯示，全球潤滑油市場需求總量一半以上為汽車潤滑油，占比第二的是操作油，液壓油則以超過10%的全球需求量位居第三。這也使得液壓油成為了需求量最大的特制工業(yè)產(chǎn)品，每年的銷售量近400萬噸，領(lǐng)先于通用工業(yè)油、金屬加工油，以及潤滑脂。

系統(tǒng)尺寸減小的趨勢仍在持續(xù)，對液壓油的性能要求也越來越苛刻。業(yè)內(nèi)人士稱，較小的設(shè)備意味著更小的油底殼、更高的流速、更高的壓力和更高的操作溫度。所有的這些因素都使?jié)櫥�油添加劑公司更加密切地關(guān)注液壓油配方。

設(shè)備尺寸減小

近年來，液壓設(shè)備業(yè)硬件更新?lián)Q代之快有目共睹，幾乎與汽車行業(yè)同步。設(shè)備制造商所面臨的最主要問題是，采用高性能的液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)正變得越來越小，油箱中液壓油的停留時間就會縮短。此外，油箱的大小和形狀往往不是最佳的，不能最大限度地延長油品的壽命，相對油量而言，油的流速是非常高的。因此，結(jié)合油品壓力增加的事實(shí)，結(jié)果是系統(tǒng)需要在更高的功率密度和更高的油品溫度下工作。

最終用戶也呼吁改善液壓油的性能。具體來說，他們要求更長的換油周期，更高的工作效率，同時還要改進(jìn)和延長設(shè)備保護(hù)。所有這些對液壓油的要求，都使液壓油需要承受更高的壓力，具備更好的性能。同時，過濾性也一直備受關(guān)注，特別是在有水及化學(xué)污染物存在的情況下。液壓油供應(yīng)商正通過開發(fā)提高抗磨損性能的油品來積極應(yīng)對，此舉有助于延長元件的壽命。他們同時還提高了油品的水解穩(wěn)定性，當(dāng)有污染物存在于水中時，液壓油仍可以保持其性能。即使在較高的工作溫度下，如果油品擁有很好的氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的話，有助于提高油品的使用壽命。還有，提高油品的抗腐蝕性能，最終可以更好地保護(hù)金屬表面。

這些發(fā)展對于如今的液壓系統(tǒng)有著很大的影響。例如，泡沫和汽蝕的增加，是因?yàn)橐后w沒有足夠的時間在油箱中將空氣釋放和使泡沫破裂。此外，液壓油壽命的降低，是因?yàn)檠趸�增�?qiáng)，同時響應(yīng)閥上由于有油泥和漆膜的生成而遭到破壞。此外還有一個是，需要加強(qiáng)更換使閥和泵磨損增加的阻塞了的過濾器。

基礎(chǔ)油技術(shù)革新

使用深度精制的基礎(chǔ)油是一個強(qiáng)勁的趨勢，可能油品配方需要做重大調(diào)整。在過去，I類基礎(chǔ)油統(tǒng)治著市場，而其他類基礎(chǔ)油只做某些特定的應(yīng)用。在不久的將來，Ⅱ類和Ⅲ類基礎(chǔ)油正在冉冉升起成為強(qiáng)有力的接班人，同時合成基礎(chǔ)油原料也更多地被廣泛應(yīng)用。

提高油品穩(wěn)定性將是一個挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳皼]有新的抗氧化技術(shù)推出來。提高油品的穩(wěn)定性，需要的是最先進(jìn)的抗氧化技術(shù)，而不是常用于液壓油中的技術(shù)。因此，訣竅是處理好成本和性能的平衡。

氧化穩(wěn)定性通常是用TOST（汽輪機(jī)油穩(wěn)定性試驗(yàn)）壽命試驗(yàn)、TOST油泥試驗(yàn)、辛辛那提米拉克龍公司的試驗(yàn)來測定的。市場上的產(chǎn)品，大多數(shù)聲明是以TOST壽命試驗(yàn)為依據(jù)。而且，不受標(biāo)準(zhǔn)的約束，液壓油生產(chǎn)商的目標(biāo)是至少TOST壽命為5000小時，或者更高。

TOST壽命試驗(yàn)中測試油的穩(wěn)定性，可以通過仔細(xì)調(diào)整抗氧化劑的加量來優(yōu)化。使用最新一代的高性能抗氧化劑，稍為調(diào)整抗氧劑的添加量，就能對TOST壽命試驗(yàn)產(chǎn)生重大影響。

然而，TOST油泥試驗(yàn)結(jié)果顯示，幾乎和抗氧化劑的加入量沒有太多關(guān)系，而是取決于抗氧化系統(tǒng)的組成。使用上面提到的抗氧化體系，通過非水化應(yīng)用，在整個光譜測試的TOST壽命的結(jié)果中，產(chǎn)生的油泥水平很低。

在辛辛那提米拉克龍測試中，油的穩(wěn)定性取決于抗氧化劑的加量與基礎(chǔ)油的精心匹配�？垢�蝕性能顯然是液壓油的一個關(guān)鍵性能，通常采用鋼棒、銅片以及辛辛那提米拉克龍公司的試驗(yàn)測試。目前，在液壓油抗腐蝕性能方面很少有不同的方法，雖然正在推出一些新的防腐添加劑技術(shù)。一名權(quán)威人士談到，未來的趨勢是朝著全方位優(yōu)化液壓油配方，以及消除已知與抗磨添加劑對立的因素。

防腐添加劑，必須要進(jìn)行仔細(xì)評估，以確保它不與空氣釋放性、抗乳化性、抗泡性等產(chǎn)生配伍性能的負(fù)面影響。

液壓油的抗磨損性能使用VKA、FZG、和泵送試驗(yàn)來評估。四球鉆機(jī)可以作為一個非常簡單和基礎(chǔ)的篩選工具，同時需要獲得更多有意義的測試數(shù)據(jù)來進(jìn)一步證明其差異性。市場上認(rèn)可使用FZG和泵的性能測試來評估。根據(jù)區(qū)域需求的不同，有的地方可能還需要附加OEM認(rèn)證。

同樣，抗磨添加劑的加入量，必須小心地與基礎(chǔ)油相匹配，以獲得最佳性能�？偟膩碚f，一個配方加入了高性能的抗氧化劑，就要正確調(diào)整抗磨添加劑和腐蝕抑制劑等化學(xué)物質(zhì)，不干擾抗磨損性能的就可以使用，在成品液壓油中整體上降低其添加量。這樣的配方將提供優(yōu)異的性能以及在各種情況下具備最重要的屬性。

添加劑能夠賦予液壓油更高的性能與價值。一般而言，添加劑總量不到潤滑油總需求量的10%，然而，在各種潤滑油產(chǎn)品中添加劑的配比并不完全一致�？迫R恩調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，汽車機(jī)油添加劑消耗量占了總量超過六成，而液壓油實(shí)際只消耗3%添加劑，這是因?yàn)樗鼈兲砑觿┑呐浔认喈?dāng)?shù)�，通常�?.5%到1.5%之間。然而，潤滑油市場中液壓油消耗添加劑的總價值是工業(yè)齒輪機(jī)油消耗添加劑價值的3倍，渦輪機(jī)油消耗添加劑價值的10倍。更為重要的是，液壓油添加劑的需求量還在持續(xù)上升。顯然，如果著眼于開發(fā)潤滑油添加劑的附加價值的話，人們就會發(fā)現(xiàn)，對于添加劑生產(chǎn)商而言液壓油是一個多么令人興奮的領(lǐng)域了。

抵制油泥與漆膜

更小的油箱尺寸和更惡劣的操作條件相結(jié)合，會增加油泥和漆膜的生成。一項(xiàng)基于最終用戶的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，曾廣泛地征詢了液壓油的應(yīng)用端，來了解他們所面臨和關(guān)注的問題，以及潛在影響他們業(yè)務(wù)的因素。參與調(diào)查的包括塑料制品及其他材料的制造商、政府機(jī)構(gòu)、建筑公司 、廢品處理公司、農(nóng)業(yè)企業(yè)、林業(yè)企業(yè)、船用機(jī)械、石油和天然氣公司，以及航空運(yùn)營商。

為了提高生產(chǎn)效率，延長設(shè)備的使用壽命，減少停機(jī)時間，調(diào)查結(jié)果確定了最終用戶的重點(diǎn)需求，還需要考慮，他們認(rèn)為最重要的事情是什么——那就是一個產(chǎn)品使用后，將顯著降低潤滑油的污染。他們的反饋，包括延長設(shè)備和油品的壽命，降低氧化，減少停機(jī)時間和閥門置換，提高工作效率和減少泄漏。

閥門置換被證明是一個重要的問題，因?yàn)殚y門響應(yīng)緩慢意味著減少生產(chǎn)量。大多數(shù)運(yùn)營商僅僅反映動作緩慢很明顯，其實(shí)，在最壞的情況下，閥門根本不動，從而導(dǎo)致非計(jì)劃的停機(jī)。因此，閥門失效的代價是高昂的，它也是一個安全問題。
什么樣的操作問題會導(dǎo)致他們需要對設(shè)備中液壓閥的性能進(jìn)行評估。首要問題是延遲系統(tǒng)反應(yīng)、壓力損失、降低生產(chǎn)量、增加了循環(huán)時間和降低了流速。

路博潤公司對常見的用于注塑機(jī)，燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)和非公路設(shè)備液壓系統(tǒng)的操作中產(chǎn)生的油泥和漆膜影響有如下研究：

一個典型的塑料注塑成型機(jī)包含4個閥門。一個車間有50臺機(jī)器，可能有10％，即20個閥門需要置換。更換的成本，每個閥門為1,600歐元，共需要32,000歐元/年。如果要花費(fèi)一個小時去更換每個閥門，勞動力成本為40歐元/小時，800歐元是每年將要花費(fèi)的勞動成本。

如果對機(jī)器進(jìn)行保養(yǎng)，避免油泥和漆膜的生成，這個成本每年就可以節(jié)省下來。類似的研究是針對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備的，研究表明潛在的成本節(jié)約高達(dá)每年10萬歐元。對于非公路用挖掘機(jī)艦隊(duì)，估計(jì)每年可節(jié)省53,000歐元。

清除沉積物

在消除沉積物方面，有兩種添加劑技術(shù)：一是防止在主要部件上形成漆膜；二是一旦漆膜沉積下來，可以將其除去。和手工清洗相比，這些技術(shù)可以大大減少設(shè)備的停機(jī)時間，他們幫助消除閥門粘連，從而提高生產(chǎn)率、減少停機(jī)時間、節(jié)省清洗閥門的資金，比替換它們好的多。

例如，在一個有50臺機(jī)器的加工車間中使用清潔的液壓技術(shù)，由于降低了勞動成本和增加了產(chǎn)量，每年可節(jié)省的潛在成本高達(dá)16萬歐元以上。另外，這種化學(xué)品通過使用溶劑型清潔劑，消除了人們對健康和安全問題方面的顧慮。