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汽輪機(jī)油的工作條件和汽輪機(jī)油的性能要求
閱讀：7238發(fā)布時(shí)間：2012-8-8
汽輪機(jī)油是供電廠的蒸汽渦輪機(jī)、水力渦輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的軸承潤滑和冷卻用，并作為蒸汽渦輪液壓控制系統(tǒng)的液壓油用。在大型艦船上是用來潤滑蒸汽輪機(jī)的軸承及減速齒輪。另外，汽輪機(jī)油還可用來潤滑增壓柴油機(jī)的增壓器軸承和潛艇主電機(jī)、經(jīng)濟(jì)電機(jī)的軸承以及潤滑風(fēng)動(dòng)工具。蒸汽輪機(jī)的功率比較大，電廠用的達(dá)數(shù)十萬千瓦，有的甚至達(dá)百萬千瓦。船艦用的能達(dá)數(shù)萬千瓦。船艦用的汽輪機(jī)需要潤滑的部件主要是汽輪機(jī)的支待軸承、主軸承、推力軸承和減速器齒輪。
一、汽輪機(jī)油的工作條件：
主軸承為軸瓦軸承，在青銅軸瓦上澆鑄白合金。潤滑油進(jìn)人軸承的溫度一般為43-49％,流出軸承的溫度一般為50-55℃，壓力約2MPa，軸頸的轉(zhuǎn)速一般為2000-8000r/min。推力軸承的墊塊與推力環(huán)的摩擦面上澆鑄有白合金.油膜承受的壓力為2-2.5MPa,潤滑油的溫度為35-45℃
減速器的作用是將汽輪機(jī)的高轉(zhuǎn)速5000-10000r/min降低到適合于推進(jìn)器的工作轉(zhuǎn)速為300-600r/min,汽輪機(jī)減速器的齒輪是大型人字齒輪，大齒輪的直徑可達(dá)數(shù)米，齒輪的負(fù)荷一般不超過600-800MPa，潤滑油的溫度為30-35℃
從汽輪機(jī)軸承和減速器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)看出，軸承和減速器的壓力有較大的差別，軸承中的壓力僅為數(shù)個(gè)兆帕，而齒輪接觸時(shí)的壓力達(dá)數(shù)百兆帕。因此，對潤滑油的粘度要求是不一樣的。但是在同一設(shè)備上用兩種潤滑油會(huì)給使用和維護(hù)工作造成困難。因而采用了冷卻的辦法，使進(jìn)入齒輪的潤滑油溫度降低，增大其工作粘度，以保證齒輪的潤滑。在汽輪機(jī)的潤滑系統(tǒng)中設(shè)有冷卻器，利用冷水來冷卻潤滑油。在艦般用的汽輪機(jī)潤滑系統(tǒng)則是用海水來冷卻潤滑油，使進(jìn)人齒輪的潤滑油溫度比進(jìn)人汽輪機(jī)軸承的低5-15℃。
潤滑系統(tǒng)中的冷卻器有可能發(fā)生滲漏，使水分進(jìn)人潤滑油。此外，汽輪機(jī)是以蒸汽作為工作介質(zhì)，如軸承的密封裝置不嚴(yán)密，會(huì)使蒸汽進(jìn)人汽輪機(jī)軸承，蒸汽冷凝成水后，也會(huì)進(jìn)入潤滑油。由此可見，汽輪機(jī)油的工作特點(diǎn)是容易與水接觸。
二、汽輪機(jī)油的性能要求：
根據(jù)上述汽輪機(jī)油的工作條件，汽輪機(jī)油應(yīng)具備下述性能才能滿足汽輪機(jī)的要求。
1.適當(dāng)?shù)恼扯?br /> 汽輪機(jī)油既要滿足高速軸承的潤滑和冷卻的要求，又要滿足壓力較大的減速齒輪的潤滑和冷卻的要求。通常是選擇40℃運(yùn)動(dòng)枯度約為32-100mm2/s范圍的中等粘度潤滑油作為基礎(chǔ)油，低粘度范圍32-46mm2/s的油用于直接藕合的設(shè)備，如汽輪發(fā)電機(jī)組。高粘度范圍68-100mm2/s的用于有齒輪減速器的汽輪機(jī)組，具體檢測儀器為YT-265系列運(yùn)動(dòng)粘度測定儀。
2.良好的抗乳化性
汽輪機(jī)油在使用過程中易與水接觸，如果油的抗乳化性能（也叫水分離性能）不好，水進(jìn)入油中受到機(jī)械的攪動(dòng)后便會(huì)形成穩(wěn)定的乳濁液。形成乳濁液后，油水不易分離，使?jié)櫥偷臐櫥饔煤头冷P作用降低，并使?jié)櫥偷难h(huán)和過濾效率下降。要防止上述問題的產(chǎn)生，必須使?jié)櫥途哂辛己玫目谷榛阅?。汽輪機(jī)油的抗乳化性能與油品的精制深度有關(guān)?；A(chǔ)油精制深度越高，膠質(zhì)、瀝青、環(huán)烷酸和多環(huán)芳香烴含量越少，油品抗乳化性能越好。但深度精制會(huì)破壞油品天然抗氧化成分，使抗氧化性能降低。解決的辦法是加深精制程度提高抗乳化性能，然后再加人抗氧劑提高汽輪機(jī)油的抗氧化安定性能。此外，還可以加破乳化劑，提高汽輪機(jī)油的抗乳化性，如加入0.02%的蓖麻油，可以有效地提高潤滑油的抗乳化性能。在使用上則要求汽輪機(jī)各部件的密封裝置完好，不要使油中混入水分、雜質(zhì)。
汽輪機(jī)油抗乳化性的評定方法有GB/T 7305、ASIM D1401（40-37-3, min）和DIN 51589（蒸汽法，s）等。檢測儀器為上海羽通儀器儀表廠生產(chǎn)的YT-7305系列水分離性測定儀（抗乳化測定儀）。
3.良好的防誘性
汽輪機(jī)的齒輪減速器和潤滑系統(tǒng)中，有很多鋼制零件。鋼制零件遇到水后容易發(fā)生銹蝕。在潤滑油中，只要有0.1%的水分就足以使零件生銹。因此，要防止零件的銹蝕，必須避免與水分接觸。但是，在汽輪機(jī)潤滑系統(tǒng)中工作的潤滑油，經(jīng)常接觸水氣，要想*排除汽輪機(jī)油中的水分是困難的。比較好的防銹辦法是在潤滑油中加人防銹添加劑十二烯基丁二酸。
防銹劑的作用機(jī)理和油性添加劑有點(diǎn)類似，能在金屬表面形成保護(hù)膜。單羧基的長鏈脂肪酸，雖然也能在金屬表面形成緊密的保護(hù)膜，但是它的極性端只有一個(gè)羧基，與金屬表面的結(jié)合還不夠緊密，能被水分置換，防銹能力不強(qiáng)。十二烯基或十六烯基丁二酸有兩個(gè)相鄰的羧基，能緊緊地結(jié)合在金屬表面，同時(shí)，還因?yàn)槠浞肿虞^長的烴基之間有較強(qiáng)的作用力，所以能形成排列緊密的多分子層保護(hù)膜，有效地防止水分與金屬接觸。
十二烯基丁二酸對汽輪機(jī)油的酸值和水溶性酸堿有影響。未加防銹劑的汽輪機(jī)油，酸值較小，加人十二烯基丁二酸防銹劑后，由于十二烯基丁二酸的酸值很大（240-290mgKOH/g，會(huì)使防銹汽輪機(jī)油水溶性酸和酸值增大，但這是正?，F(xiàn)象。在這種情況下，要檢查汽輪機(jī)油的防銹能力，就要做銹蝕試驗(yàn)，不論用蒸餾水或海水試臉，在金屬表面均不應(yīng)有銹蝕。
汽輪機(jī)油的防銹性能是根據(jù)“加抑制劑礦物油在水存在下防銹性能試驗(yàn)法（GB/T11143-89）評定。方法的概要是在燒杯中盛300mL試油，將燒杯放置在60℃的恒溫水浴中，在杯蓋的試棒孔中插人一根45號(hào)鋼試棒，再往燒杯內(nèi)注人30mL蒸餾水或海水（根據(jù)試油規(guī)格要求而定）。在60℃下保持24h后，取出鋼捧，根據(jù)鋼捧的銹蝕情況分為無銹、輕銹（生銹面積≤1%）、中銹（1%<生銹面積≤5%）,重銹（生銹面積>5%）四個(gè)等級(jí)。檢測儀器為YT-11143銹蝕腐蝕測定儀
4.汽輪機(jī)油的抗氧化性能
蒸汽汽輪機(jī)組溫度可達(dá)200℃，油出口平均溫度為60℃左右。在這樣的溫度下，易氧化變質(zhì)。而且汽輪機(jī)油用zui大，更換不方便，使用時(shí)間長達(dá)10-15年，國外甚至達(dá)20年以上，每年補(bǔ)充消耗的油量為循環(huán)量的5%-10%。在這樣長的時(shí)間內(nèi)，受空氣和水分的影響，汽輪機(jī)油會(huì)氧化生成酸性物質(zhì)或其他氧化物而溶于油中或以沉淀析出。當(dāng)酸性物質(zhì)積累過多時(shí)，會(huì)腐蝕金屬零件，并形成鹽類而加速潤滑油的繼續(xù)氧化及降低潤淆油的抗乳化性能。氧化沉淀的形成，會(huì)迅速玷污潤滑系統(tǒng)和降低潤滑油冷卻器的效率。因此，汽輪機(jī)油要求有較好的抗氧化安定性。為提高汽輪機(jī)油的擾氧化安定性，常加入0.6%-1.0%的2,6-二叔丁基對甲酚抗氧劑。酸值的檢測可以根據(jù)工作情況選擇YT-264系列和YT-7304系列酸值測定儀。
燃?xì)馄啓C(jī)中潤滑油的使用溫度更高，要求潤滑油有更好的抗氧化安定性。
為延長潤滑油的使用期限。應(yīng)注意維護(hù)潤滑系統(tǒng)的清潔，并充分利用系統(tǒng)中的離心機(jī)分離水分和雜質(zhì)。同時(shí)在更換汽輪機(jī)油時(shí)，要認(rèn)真清洗潤滑系統(tǒng)，因潤滑系統(tǒng)清洗不凈或殘留舊油較多時(shí).會(huì)顯著降低潤滑油的安定性。試驗(yàn)證明，只要有10%的舊潤滑油存在，就可使新油的使用期限縮短75%左右。
汽輪機(jī)油抗氧化安定性的評定方法有ASTm D943和IP 290。前者是測定把汽輪機(jī)油氧化到總酸值為2.OmgKO11/g的時(shí)間（h），作為評定標(biāo)準(zhǔn)。高質(zhì)量水平的汽輪機(jī)油達(dá)4000h左右。后者是把汽輪機(jī)油氧化后，測定產(chǎn)生的總氧比產(chǎn)物（%）、沉淀（%）和總酸值（mgKOH/g），這些值越大，汽輪機(jī)油的質(zhì)量越差。目前國內(nèi)側(cè)定法為SH/T 0124-92和SH/T 0196-1992潤滑油抗氧化安定性測定法，對應(yīng)儀器為YT-0196潤滑油抗氧化安定性測定儀。
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