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一、概述
设备润滑入门教程主要分为三个部分,一是基础分析项目、二是标准规范;三是实际应用和管理;高级教程包括三个部分,一是润滑原理与解摩擦学、二是深度分析项目、三是润滑故障诊断。
本文讲解设备入门教程的第二部分,润滑行业涉及的标准和规范。润滑油研发、生产、使用、管理等环节涉及到的标准规范可以分为五大类:分类标准(选油)、分析标准、产品标准、使用标准以及润滑设备的标准。
二、润滑油分类标准
2.1 石油产品分类标准
GB/T 498《石油产品及润滑剂分类和命名》修改采用ISO 8681明确了石油产品和润滑剂的分类方法和类别。目前昆仑牌和长城牌等国内品牌大部分润滑剂的命名执行本标准,但美孚、壳牌、嘉实多等其它品牌自成体系,未执行上述标准。标准化分类见下表:
类别字母 | 用途 |
F | 燃料 |
S | 溶剂和化工原料 |
L | 润滑剂、工业润滑油和相关产品 |
W | 蜡 |
B | 沥青 |
润滑剂、工业润滑油和相关产品为L类(Lubrication:润滑),例如:L-TSA 46汽轮机油,L表示润滑剂,46表示粘度等级。
2.2 润滑油分类标准
润滑油分类标准规定了各类润滑油的代号、应用范围、典型应用、特殊应用、润滑油性能等信息,不但可以指导物资系统命名,还可以指导如何选择润滑油。例如:“L-DAB”中,L表示润滑油,D表示压缩机油,A表示空压机油,B表示可用于条件苛刻的往复压缩机,且压缩腔室有油润滑。
GB/T 7631.1《润滑剂和有关产品(L类)的分类第1部分:总分组》等同采用ISO 6743-99,按用途将润滑剂分为17类,见下表:
组别及名称 | 国家标准 | 国外标准 |
第1部分 总分组(含润滑脂稠度分级) | GB/T 7631.1-2008 | ISO 6743-99-2002 |
第2部分 H组 液压油 | GB/T 7631.2-2003 | ISO 6743-4-2015 |
第3部分 内燃机油分类(被GB/T 28772代替) 发动机润滑油性能和发动机使用分类 | GB/T 7631.3-1995 | API 1509-2022 |
第4部分 F组 主轴、轴承和有关离合器 | GB/T 7631.4-1989 | ISO 6743-2-1981 |
第5部分 M组 金属加工 | GB/T 7631.5-1989 | ISO 6743-7-1986 |
第6部分 R组 暂时保护防腐蚀 | GB/T 7631.6-1989 | ISO 6743-8-1987 |
第7部分 C组 齿轮油 | GB/T 7631.7-1995 | ISO 6743-6-2018 |
第8部分 X组 润滑脂(代替GB 501-1965) | GB/T 7631.8-1990 | ISO 6743-9-2003 |
第9部分 D组 压缩机油 | GB/T 7631.9-2014 | ISO 6743-3-2003 |
第10部分 T组 涡轮机油 | GB/T 7631.10-2013 | ISO 6743-5-2006 |
第11部分 G组 导轨油 | GB/T 7631.11-2014 | ISO 6743-13-2002 |
第12部分 Q组 有机热载体 | GB/T 7631.12-2014 | ISO 6743-12-1989 |
第13部分 A组 全损耗系统油 | GB/T 7631.13-2012 | ISO 6743-1-2002 |
第14部分 U组 热处理 | GB/T 7631.14-1998 | ISO 6743-14-1994 |
第15部分 N组 绝缘液体 | GB/T 7631.15-1998 | IEC 61039-2008 |
第16部分 P组 气动工具 | GB/T 7631.16-1999 | ISO 6743-11-1990 |
第17部分 E组 内燃机油(摩托车) | GB/T 7631.17-2014 | ISO 6743-15-2007 |
其他应用场合 | – | ISO 6743-10-1989 |
举例:壳牌SHELL/万利得MORLINA S2 B 150物资分类为07050302 抗磨液压油(普通)L-HM150 ,在一级物资清单中;但是壳牌官方手册中,万利得MORLINA S2 B 150为轴承与循环油,一级物资中没有轴承油。
2.2.1 液压油分类标准
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,同时还具有润滑、冷却、防锈、减震等作用。液压油是工业润滑油的一大类,占工业润滑油50%左右。可以是石油基的,也可以是水基或其他有机物组成的。其中矿物型液压油占93%,各种抗燃液压油占7%。应用场合:机泵轴承、制氢装置PSA液压系统、热电厂调速系统用的磷酸酯抗燃油(阿克苏、朗盛)等。
GB/T 7631.2等同采用ISO 6743-4《润滑剂、工业用油和相关产品(L类)的分类第2部分:H组(液压系统)》,按液压油的组成和特性及应用,将液压油分为矿物型和合成油型液压油、环境可接受液压油、液压导轨油、难燃液压油四大类,但不包括汽车刹车油和航空液压油,下面是部分液压油的关系:
从上图可以看出,HV系列液压油可以替代HM系列液压油;只要没有高温工况,HM可以替代HS。液压油的选择可参考JB/T 10607-2006《液压系统工作介质使用规范》。
2.2.2 齿轮油分类标准
为提升齿轮传动效率,降低齿面温度,延迟齿轮使用寿命,需对啮合齿面进行润滑。齿轮油需要具有有良好的抗磨性 、极压性、热氧化安定性、抗泡性、水分离性能和防锈性能。齿轮油的用量约占润滑油总量的6%~8%。齿轮油分为汽车齿轮油和工业齿轮油两类。前者用于润滑各种汽车手动变速箱和齿轮传动轴;后者用于润滑冶金、煤炭、水泥和化工等各种工业的齿轮装置。
GB/T 7631.7等同采用ISO 6743-6《润滑剂、工业用油和相关产品(L类)的分类第7部分:C组(齿轮)》对齿轮润滑油进行分类。本分类目前只包括工业齿轮润滑剂,暂不包括发动机车辆齿轮润滑剂。 下面是部分齿轮油的关系:
润滑油温度划分:
齿轮载荷划分:
轻负荷:接触压力<500 MPa(500 N/mm2)且齿面上的最大滑动速度<1/3节线圆速度。
重负荷:接触压力>500 MPa(500 N/mm2)且齿面上的最大滑动速度>1/3节线圆速度。
补充,齿轮油的选择:工业齿轮油选择建议按照美国齿轮协会标准AGMA 9005-E02《工业齿轮润滑》进行:
齿轮油种类,按照齿面接触应力进行选择。
齿轮油粘度,根据齿轮节圆速度和环境温度进行选择;节圆速度越大,选择粘度越低。
润滑方式,根据节圆圆周速度来选择。
2.2.3 涡(汽)轮机油分类标准
涡轮机油以前叫汽轮机油,可分为蒸汽轮机油、燃气轮机油和燃气/蒸汽轮机油。GB/T 7631.10《涡轮机油》修改采用 ISO 6743-5 《 润滑剂、工业用油和相关产品( L 类) 的分类 第5部分: T 组(涡轮机)》规定了L类的T组(涡轮机)产品的详细分类。包括蒸汽汽轮机、燃气轮机、水轮机等涡轮机,但不包括航空涡轮机产品和风动涡轮机润滑剂。
2.2.4内燃机油分类
通过燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机,活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。内燃机油主要包括:车用油、船用油、航空发动机油、以及燃气发动机油等。GB/T 28772《内燃机油分类》参考美国石油协会API 1509《发动机油许可证和认证制度》和美国汽车工程师协会标准SAE J183《发动机油性能及发动机使用分类》规定了内燃机润滑油分类。
美国石油协会API标准作为普及最广的机油标准,它的区分很容易,S开头的就是汽油机油,C开头的就是柴油机油,C、S都有的就是柴汽通用型机油。至于品质高低,则看S后面的英文就可以了,从A-Z越靠后越好。更多分类请参见API ACEA ILSAC 机油认证标准。
API 1509-2022《发动机油许可证和认证制度》7.4.4 API 明确的在用和淘汰的汽油机油和柴油机油。
类别 | 在用 | 淘汰 |
汽油机油 | SJ、SL、SM、SN、SP | SA、 SB、 SC、 SD、 SE、 SF、 SG、 SH |
柴油机油 | CH-4、CI-4、CJ-4、CK-4、FA-4 | CA、CB、CC、CD、CD-II、CE、CF、CF-2、CF-4、CG-4 |
2.2.5压缩机油
压缩机的种类很多,工作原理也不同,所以压缩机油种类多,主要分为空气压缩机油、气体压缩机润滑油、冷冻机油三大类。GB/T 7631.9修改采用ISO 6743-3《润滑剂、工业用油和有关产品(L类)的分类第3部分:D组 压缩机》,制定了压缩机油分类标准,详见GB/T 7631.9。
2.2.6有机热载体
有机热载体俗称导热油,又称热传导液,广泛应用于各种场合,如石油化工、造纸纺织、航空航天等各个行业。它具有加热均匀,传热效率高,节能,易于调节控制温度,对设备无腐蚀,投资低等特点,近年来用途和用量越来越多。挤压机模板、机械密封缓冲罐等。
GB/T 7631.12《润滑剂和有关产品(L类)的分类 第12部分 Q组 有机热载体》等效采用国际标准ISO 6743-12制定了热传导液的分类标准。产品含有合成型和矿物油型两类产品,可用于开口浸浴式加热(L-QA)、强制或非强制循环加热(L-QB、L-QC和L-QD)和强制或非强制循环冷却(L-QE)几种类型的传热系统。
2.2.7全损耗系统油
全损耗系统油是一种常用的普通工业润滑油,适用于一次性消耗、非循环的用油部位,例如往复压缩机气缸(美孚威格力 533、537,系统中分别为空气压缩机油L-DAB220、液压油L-CKD320)、蒸汽气缸等。GB/T 7631.13修改采用ISO 6743-1《润滑剂、工业用油和有关产品(L类)的分类 第1部分:A组(全损耗系统)》。将全损耗系统油分为AB、AN、AY、AC四类。
2.3 基础油的分类:
API 1509《发动机油许可证和认证制度》将所有的基础油分为五类,见下图:
- I类基础油:饱和烃含量<90%或硫含量>0.03%,粘度指数≥80,<120。
- II类基础油:饱和烃含量≥90%,且硫含量<0.03%,粘度指数≥80,<120。
- III类基础油:饱和烃含量≥90%,且硫含量<0.03%,粘度指数>120。
- IV类基础:聚α烯烃(PAO:Polyalphaolefin),它是合成烃(SHC:Synthetic HydroCarbon)的一种。只要互换的PAO在物理和化学性能上符合原PAO制造商的规范,PAO可以不经额外的合格测试,直接进行互换。在替代品中需要满足以下5个关键特性:
- 100℃、40 ℃和-40℃时的运动粘度
- 粘度指数
- NOACK 挥发性
- 倾点
- 不饱和烃含量
- IV类基础:除I类、II类、III类、IV类基础油以外的基础油。
只要是取得 API发动机油许可和认证的机油,更换品牌时不做相容性实验或实验项目很少,详见 API 1509 。
2.4 添加剂分类标准
SH/T 0389《石油添加剂的分类》按应用场合分成润滑剂添加剂、 燃料添加剂、 复合添加剂和其他添加剂四部分。
润滑剂添加剂按作用分为清净剂和分散剂、 抗氧抗腐剂、 极压抗磨剂、 油性剂和摩擦改进剂、 抗氧剂和金属减活剂、 粘度指数改进剂、 防锈剂、 降凝剂、 抗泡剂等组。
失败案例:低载荷选择极压添加剂的润滑油,在推力瓦和径向挖底座发现沉积物,在液膜密封的动压槽上发现沉积物。
2.5 润滑脂分类标准
2.5.1 按锥入度分类
国际上采用美国全国润滑油学会(NLGI)的分类方法,按润滑脂锥入度值将润滑脂分为九个等级,从000到6。或查看GB/T 7631.1《润滑剂、工业用油和有关产品(L类)的分类 第1部分:总分组》附录A。
稠度等级 | 工作锥入度 |
000 | 445~475 |
00 | 400~430 |
0 | 355~385 |
1 | 310~340 |
2 | 265~295 |
3 | 220~250 |
4 | 175~205 |
5 | 130~160 |
6 | 85~115 |
注:见GB/T 7631.1附录A;工作锥入度:(60次)/(0.1mm)
2.5.2 按皂基分类
GB 501-65《润滑脂的分组、命名和代号》按稠化剂组成将润滑脂分为皂基脂、烃基脂、无机脂与有机脂四类。
皂基按所含皂类不同又分为单一皂基,如钙基、钠基、锂基、铝基、钡基、铅基和其它基;混含皂基,如钙钠基、钙铝基、铅钡基、铝钡基;复合皂基,如复合钙基、复合铝基等若干小组。同组的各种润滑脂按用途或使用又分为工业、船用等若干小组。该标准于1988年4月1日宣布废止,被 GB/T 7631.8-1990 替代,但该标准分类方法容易记忆,目前也广为使用。
2.5.3 按操作条件分类
GB/T 7631.8《润滑剂和有关产品(L类) 的分类 第8 部分:X 组 (润滑脂)》按润滑脂应用的操作条件进行分类。每一种润滑脂用一组( 5 个) 大写英文字母组成的代号来表示,每个字母都有特定的含义。
2.5.4 两种分类方法的对比
- GB 501-65可以适用于所有润滑脂;GB 7631.8-90只适用于以润滑为主的润滑脂,其它用途的润滑脂不适用于此标准。
- GB 501-65稠度等级从0-9#, GB/T 7631.1稠度等级从000、00、0、1-6#,其中1-6#是稠度等级相同。
- GB 501-65是按稠化剂来分类的,并用皂基脂的拼音字母头一个字母作为符号分组;GB 7631.8-90是按润滑脂应用时的操作条件进行分类的。
- GB 501-65命名的润滑脂品种繁多,使用者从命名、代号中看不出使用条件,如果仅知道使用条件选用润滑脂就很困难,必须查看润滑脂的标准和根据经验才能确定;
- GB 7631.8-90是以润滑脂使用的操作条件进行分类的,只要记住分类表,根据分类就可以选用润滑脂。