邯鋼CSP精軋摩根潤滑系統(tǒng)固體顆粒物和水分污染控制

  摘 要： 本文根據(jù)邯鋼CSP精軋摩根潤滑系統(tǒng)幾年來的運行實踐，針對固體顆粒物和水分污染問題，闡述了污染產(chǎn)生的原因及危害，分析了現(xiàn)存的問題及原因，并提出了問題的解決方法。
　　關(guān)鍵詞： 潤滑系統(tǒng)  污染控制  固體顆粒物  水分

　　邯鋼CSP精軋摩根潤滑系統(tǒng)為6架精軋機支撐輥軸承的正常運行提供潤滑油，自1999年12月投產(chǎn)至今，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，基本滿足了生產(chǎn)的需要。但是，油品污染一直是困擾摩根潤滑潤滑系統(tǒng)一大問題，油液污染控制也備受維護人員的關(guān)注。
　　1 污染物的危害
　　對于稀油潤滑系統(tǒng)，污染物種類有很多，包括固體顆粒物(以下簡稱顆粒物)、水分、空氣、熱能和微生物等，針對我廠摩根潤滑系統(tǒng)，最常見和危害最大的污染物是顆粒物污染和水分。
　　顆粒物污染是對潤滑性能影響最大的。據(jù)統(tǒng)計：由顆粒物磨損引起的機器失效，占總失效的90％左右。顆粒污染物會加速摩根軸承錐套、襯套的磨損甚至報廢，增加軸承水封、油封的損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)大量漏油和進水，加速油液的老化，引起系統(tǒng)故障，影響正常生產(chǎn)。
　　水分作為潤滑油中主要的污染物之一會引起許多問題。但并不是油中所有的水分都會形成危害，油中的溶解水就對潤滑系統(tǒng)沒有影響，對系統(tǒng)造成危害的是游離水和乳化水，主要危害有：
　　水與油液中金屬硫化物和氯化物(來自某些添加劑，如抗磨添加劑)以及某些氧化物作用產(chǎn)生酸類物質(zhì)，不僅會腐蝕元件、油箱及管線內(nèi)壁，還會增加油液的酸值：
　　水與油液中某些添加劑(如抗氧化劑)作用產(chǎn)生沉淀物和膠質(zhì)物等有害污染物，加速了油液的變質(zhì)劣化；
　　水能使油液乳化，改變油液黏度，降低油液的潤滑性能；
　　在低溫工作條件下，油液中的微粒水珠凝結(jié)成冰粒，堵塞控制元件的間隙或小孔，引起系統(tǒng)故障。
　　2 污染物產(chǎn)生的原因分析
　　目前精軋摩根潤滑系統(tǒng)運行已經(jīng)5年多時間，摩根軸承德錐套、襯套、水封、油封存在著不同程度磨損情況。另外支撐輥更換也比較頻繁，平均每10天全部更換一次，更換下來的地支撐輥還要定期對摩根軸承進行拆裝和清洗，這樣，就會不可避免地從外部環(huán)境侵入大量的污染物。如更換支撐輥時需要拆卸供油管和回油管，由于現(xiàn)場環(huán)境相對較臟，如果油管接頭保護不好，安裝時手套不干凈，現(xiàn)場灰塵雜物就很容易進入管路內(nèi)；在支撐輥的拆裝過程中，幾乎不可避免會有污染物侵入；在補油或換油時，常常由于新油本身的污染及加油方式的不正確造成對系統(tǒng)的污染；由于水封損壞，導(dǎo)致冷卻水進入系統(tǒng)，水中的顆粒雜質(zhì)也會隨著冷卻水進入系統(tǒng)。另外，當(dāng)系統(tǒng)油液清潔度較低時，油箱內(nèi)會蓄積大量的污物，在流量波動時污染系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)中的顆粒污染物除了一部分從外部侵入外，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中也會生成大量的污染物，如錐套、襯套磨損產(chǎn)生的金屬碎屑、油液析出的添加劑等。錐套襯套磨損中顆粒污染是造成磨損的一個極為重要的因素，它參與了各種磨損機理及相互作用，會破壞軸承表面間潤滑油膜，造成黏著磨損；進入錐襯套間隙中的固體顆粒在碾壓和搓動下，在軸承表面產(chǎn)生很大的應(yīng)力，導(dǎo)致軸承表面剝落產(chǎn)生的疲勞磨損；進入軸承間隙內(nèi)的堅硬固體顆粒物會嵌入其中較軟的材料表面，如襯套上的巴士合金，在相對運動中產(chǎn)生切削作用，產(chǎn)生磨粒，磨損，對于磨粒磨損而言，尺寸等于或略大于油膜厚度的顆粒危害最大：磨損產(chǎn)生的顆粒物如果得不到及時的消除，則在潤滑的循環(huán)過程中產(chǎn)生磨損的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，又加重了油泵的磨損，產(chǎn)生惡性循環(huán)，使油泵的壽命急劇縮短。
　　Timken軸承公司曾做過實驗，以確定滑動軸承的磨損量與油液污染度的關(guān)系，得出的結(jié)論是：軸承的磨損量與油液的污染度呈直線關(guān)系，污染度上升，軸承的磨損量按倍數(shù)增加。
　　摩根潤滑系統(tǒng)中的水分主要來自軋機冷卻水和大氣中的潮濕空氣，如摩根軸承損壞，冷卻水就會沿著損壞的水封端面進入軸承：從油箱通氣孔吸入的潮濕空氣冷凝成水珠滴入油液，或水分通過油箱的呼吸作用進入系統(tǒng)。由于油和水的親和能力，幾乎所有礦物油都具有不同程度的吸水性，其中潤滑油的吸水飽和度為500—600ppm。當(dāng)含水量超過飽和度時，過量的水則以游離水和乳化水的形式存在于油液中，對潤滑系統(tǒng)造成嚴重的危害。
　　3  污染物控制措施
　　3．1完善和維護好過濾系統(tǒng)
　　精軋摩根潤滑系統(tǒng)采用兩級過濾：在泵的出口安裝有一臺雙筒過濾器，精度為100微米：在每架軋機的供油管路上各安裝了一臺雙筒過濾器，精度為80微米。在兩級過濾器濾芯上都增加了磁棒，用于吸附軸承和元件磨損產(chǎn)生的鐵磁性顆粒。在不停機的情況下就可對濾芯和磁棒進行及時清洗。為防止清洗劑隨濾芯進入系統(tǒng)，我們一般都是根據(jù)過濾器堵塞情況及時更換新的或早已清洗干凈的濾芯，舊濾芯更換下來之后再清洗、諒干、密閉保存，留作備用。
　　3．2定期倒換油箱并及時放水
　　摩根軸承潤滑系統(tǒng)都設(shè)有兩個油箱，一個油箱正常使用，另一個油箱靜置備用，用于將油液中的顆粒物和水分沉淀，通過油箱底部的水探測器監(jiān)視油箱底部含水情況，通過油箱底部排污管可將分離沉淀的水分和部分顆粒物排出油箱外，從而凈化油箱中的油液，防止油液氧化、乳化，提高油液的使用壽命。一般情況下，我們一個半月倒換一次油箱。
　　3．3合理使用油水分離機
　　我廠摩根潤滑系統(tǒng)中安裝了離心式油水分離機，對運行中的油液進行不間斷的油水分離作業(yè)，有效及時地分離了油液中的水分，同時也將質(zhì)量較大的顆粒性污染物分離出來，這樣潤滑油液的品質(zhì)始終保持在較高的水平。由于油水分離要求溫度在90度以上，長期或頻繁使用可能會加速油液老化、氧化和添加劑析出，因此，正常情況下可通過兩個油箱倒用、沉淀來排除油中的水分，在大量進水、油品抗乳化能力降低或油品已乳化的情況下，運行中的油液很難自行實現(xiàn)油水分離時再使用油水分離機。
　　3．4保持油箱的高液位運行
　　潤滑系統(tǒng)運行時，油箱應(yīng)保持在“適當(dāng)且偏高”的液位，以保證潤滑系統(tǒng)工作時油泵不會“吸空”；還可以防止油箱低液位時，加熱器暴露于空氣中運行，出現(xiàn)過熱現(xiàn)象損壞或?qū)е掠蜌忾W火(或爆炸)。另外，如果油箱液位過低，潤滑油在油箱內(nèi)滯留時間就會很短，系統(tǒng)循環(huán)頻率增加，潤滑油得不到充分沉淀凈化，將影響(或降低)潤滑油液的壽命及性能品質(zhì)，直至影響軋機設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。所以一般油箱應(yīng)保持在“適當(dāng)且偏高”的液位，而不低于油箱容積的1／2到3／5。相應(yīng)的還應(yīng)提高潤滑油位報警點，在系統(tǒng)稍有泄漏時即可發(fā)出報警以減少損失。
　　3．5合理控制油溫   
　　潤滑油的溫度控制是否得當(dāng)也會對油質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。如果油溫過高會引起潤滑油酸度值增加，加速油液老化。溫度的變化也直接影響到潤滑油的粘度，潤滑油的粘度又將直接影響錐襯套之間油膜的建立。在潤滑油的粘度指數(shù)不高的情況下，溫度的微小變化就會引起油液粘度的巨大變化，進而引起摩根軸承、損壞。目前我廠油箱的油溫一般控制在50～55℃，在這一溫度下有利于油水的自行分離及顆粒雜質(zhì)的沉淀；到達摩根軸承的油液通過系統(tǒng)出口板式換熱器，嚴格控制在38—42℃之間，基本上保持在40度，保證在錐襯套之間建立起正常(理想)的油膜。
　　3．6定期對油液進行檢測化驗分析
　　為了保持較高的潤滑油液性能指標(biāo)，應(yīng)對油液進行定時(或隨機)、定點、定性、定量的監(jiān)控。這樣可以對在線潤滑油液的油樣定時(或隨機)地進行化驗分析，掌握油液的主要性能指標(biāo)。通過對油液的性能變化進行跟蹤觀察，了解油品變化趨勢，可以及時的發(fā)現(xiàn)油液發(fā)生的變化，分析原因，提出解決方案從而保證潤滑油的油質(zhì)，使?jié)櫥捅３衷谧罴褷顩r。我廠與潤滑油廠家協(xié)商，每3個月對油液進行化驗分析，以便及時、連續(xù)獲取潤滑油性能指標(biāo)，保證油品質(zhì)量。  
　　3．7改進水封接觸面，及時更換水封、油封
　　由于支撐輥軸徑端面粗糙，而且現(xiàn)場環(huán)境惡劣，受冷卻水沖刷，侵蝕，極易生銹，這樣水封就會很容易損壞，從而導(dǎo)致軋機冷卻水夾雜現(xiàn)場污物進入軸承內(nèi)部，污染油液。針對這個問題，我廠同西馬克公司的摩根軸承專家交換了意見，準(zhǔn)備在軸徑端面與水封接觸的位置增設(shè)陶瓷環(huán)，減少水封的磨損。既便改進以后，定期拆開摩根軸承，及時檢查、更換水封、油封也是非常重要的。   
　　另外，在潤滑系統(tǒng)維護過程中，油液加注工作，支撐輥更換，新建和設(shè)備大修必不可少。實際上，新油未必干凈(多為NASl2~14級)，因此加油時必須采用加油過濾裝置進行過濾：支撐輥更換時，拆裝油管一定要保護好，防止現(xiàn)場二次污染；新建或大修后的潤滑系統(tǒng)，開始的跑合期對于延長使用壽命非常關(guān)鍵。在這段時間里，元件的制造碎屑和在焊接、裝配過程中的任何焊渣、碎屑會被沖進整個系統(tǒng)，造成嚴重磨損。所以，應(yīng)在系統(tǒng)無載運行時，應(yīng)對系統(tǒng)進行過濾、沖洗，使系統(tǒng)中的污染物能被迅速清除，確保系統(tǒng)安全運行。
　　4 結(jié)束
　　實踐證明，在我廠生產(chǎn)中積極采取這些措施后，CSP摩根潤滑系統(tǒng)中潤滑油保持在正常的粘度、合格的清潔度、極低的含水量、正常的油溫的條件下運轉(zhuǎn)，減少了CSP軋機摩根軸承的磨損、縮短了維修時間、降低了維修成本、保證和延長了CSP軋機設(shè)備的使用精度和壽命。