在市面上琳琅满目的润滑油产品中,人们往往低估了液压油系列产品的重要地位。目前,液压设备已经成为全球消耗润滑油的大户。科莱恩公司研究报告显示,全球润滑油市场需求总量一半以上为汽车润滑油,占比第二的是操作油,液压油则以超过10%的全球需求量位居第三。这也使得液压油成为了需求量最大的特制工业产品,每年的销售量近400万吨,领先于通用工业油、金属加工油,以及润滑脂。
系统尺寸减小的趋势仍在持续,对液压油的性能要求也越来越苛刻。业内人士称,较小的设备意味着更小的油底壳、更高的流速、更高的压力和更高的操作温度。所有的这些因素都使润滑油添加剂公司更加密切地关注液压油配方。
设备尺寸减小
近年来,液压设备业硬件更新换代之快有目共睹,几乎与汽车行业同步。设备制造商所面临的最主要问题是,采用高性能的液压系统,系统正变得越来越小,油箱中液压油的停留时间就会缩短。此外,油箱的大小和形状往往不是最佳的,不能最大限度地延长油品的寿命,相对油量而言,油的流速是非常高的。因此,结合油品压力增加的事实,结果是系统需要在更高的功率密度和更高的油品温度下工作。
最终用户也呼吁改善液压油的性能。具体来说,他们要求更长的换油周期,更高的工作效率,同时还要改进和延长设备保护。所有这些对液压油的要求,都使液压油需要承受更高的压力,具备更好的性能。同时,过滤性也一直备受关注,特别是在有水及化学污染物存在的情况下。液压油供应商正通过开发提高抗磨损性能的油品来积极应对,此举有助于延长元件的寿命。他们同时还提高了油品的水解稳定性,当有污染物存在于水中时,液压油仍可以保持其性能。即使在较高的工作温度下,如果油品拥有很好的氧化稳定性和热稳定性的话,有助于提高油品的使用寿命。还有,提高油品的抗腐蚀性能,最终可以更好地保护金属表面。
这些发展对于如今的液压系统有着很大的影响。例如,泡沫和汽蚀的增加,是因为液体没有足够的时间在油箱中将空气释放和使泡沫破裂。此外,液压油寿命的降低,是因为氧化增强,同时响应阀上由于有油泥和漆膜的生成而遭到破坏。此外还有一个是,需要加强更换使阀和泵磨损增加的阻塞了的过滤器。
基础油技术革新
使用深度精制的基础油是一个强劲的趋势,可能油品配方需要做重大调整。在过去,I类基础油统治着市场,而其他类基础油只做某些特定的应用。在不久的将来,Ⅱ类和Ⅲ类基础油正在冉冉升起成为强有力的接班人,同时合成基础油原料也更多地被广泛应用。
提高油品稳定性将是一个挑战,因为目前没有新的抗氧化技术推出来。提高油品的稳定性,需要的是最先进的抗氧化技术,而不是常用于液压油中的技术。因此,诀窍是处理好成本和性能的平衡。
氧化稳定性通常是用TOST(汽轮机油稳定性试验)寿命试验、TOST油泥试验、辛辛那提米拉克龙公司的试验来测定的。市场上的产品,大多数声明是以TOST寿命试验为依据。而且,不受标准的约束,液压油生产商的目标是至少TOST寿命为5000小时,或者更高。
TOST寿命试验中测试油的稳定性,可以通过仔细调整抗氧化剂的加量来优化。使用最新一代的高性能抗氧化剂,稍为调整抗氧剂的添加量,就能对TOST寿命试验产生重大影响。
然而,TOST油泥试验结果显示,几乎和抗氧化剂的加入量没有太多关系,而是取决于抗氧化系统的组成。使用上面提到的抗氧化体系,通过非水化应用,在整个光谱测试的TOST寿命的结果中,产生的油泥水平很低。
在辛辛那提米拉克龙测试中,油的稳定性取决于抗氧化剂的加量与基础油的精心匹配。抗腐蚀性能显然是液压油的一个关键性能,通常采用钢棒、铜片以及辛辛那提米拉克龙公司的试验测试。目前,在液压油抗腐蚀性能方面很少有不同的方法,虽然正在推出一些新的防腐添加剂技术。一名权威人士谈到,未来的趋势是朝着全方位优化液压油配方,以及消除已知与抗磨添加剂对立的因素。
防腐添加剂,必须要进行仔细评估,以确保它不与空气释放性、抗乳化性、抗泡性等产生配伍性能的负面影响。
液压油的抗磨损性能使用VKA、FZG、和泵送试验来评估。四球钻机可以作为一个非常简单和基础的筛选工具,同时需要获得更多有意义的测试数据来进一步证明其差异性。市场上认可使用FZG和泵的性能测试来评估。根据区域需求的不同,有的地方可能还需要附加OEM认证。
同样,抗磨添加剂的加入量,必须小心地与基础油相匹配,以获得最佳性能。总的来说,一个配方加入了高性能的抗氧化剂,就要正确调整抗磨添加剂和腐蚀抑制剂等化学物质,不干扰抗磨损性能的就可以使用,在成品液压油中整体上降低其添加量。这样的配方将提供优异的性能以及在各种情况下具备最重要的属性。
添加剂能够赋予液压油更高的性能与价值。一般而言,添加剂总量不到润滑油总需求量的10%,然而,在各种润滑油产品中添加剂的配比并不完全一致。科莱恩调查数据显示,汽车机油添加剂消耗量占了总量超过六成,而液压油实际只消耗3%添加剂,这是因为它们添加剂的配比相当低,通常在0.5%到1.5%之间。然而,润滑油市场中液压油消耗添加剂的总价值是工业齿轮机油消耗添加剂价值的3倍,涡轮机油消耗添加剂价值的10倍。更为重要的是,液压油添加剂的需求量还在持续上升。显然,如果着眼于开发润滑油添加剂的附加价值的话,人们就会发现,对于添加剂生产商而言液压油是一个多么令人兴奋的领域了。
抵制油泥与漆膜
更小的油箱尺寸和更恶劣的操作条件相结合,会增加油泥和漆膜的生成。一项基于最终用户的网络调查,曾广泛地征询了液压油的应用端,来了解他们所面临和关注的问题,以及潜在影响他们业务的因素。参与调查的包括塑料制品及其他材料的制造商、政府机构、建筑公司 、废品处理公司、农业企业、林业企业、船用机械、石油和天然气公司,以及航空运营商。
为了提高生产效率,延长设备的使用寿命,减少停机时间,调查结果确定了最终用户的重点需求,还需要考虑,他们认为最重要的事情是什么——那就是一个产品使用后,将显著降低润滑油的污染。他们的反馈,包括延长设备和油品的寿命,降低氧化,减少停机时间和阀门置换,提高工作效率和减少泄漏。
阀门置换被证明是一个重要的问题,因为阀门响应缓慢意味着减少生产量。大多数运营商仅仅反映动作缓慢很明显,其实,在最坏的情况下,阀门根本不动,从而导致非计划的停机。因此,阀门失效的代价是高昂的,它也是一个安全问题。
什么样的操作问题会导致他们需要对设备中液压阀的性能进行评估。首要问题是延迟系统反应、压力损失、降低生产量、增加了循环时间和降低了流速。
路博润公司对常见的用于注塑机,燃气涡轮发电机和非公路设备液压系统的操作中产生的油泥和漆膜影响有如下研究:
一个典型的塑料注塑成型机包含4个阀门。一个车间有50台机器,可能有10%,即20个阀门需要置换。更换的成本,每个阀门为1,600欧元,共需要32,000欧元/年。如果要花费一个小时去更换每个阀门,劳动力成本为40欧元/小时,800欧元是每年将要花费的劳动成本。
如果对机器进行保养,避免油泥和漆膜的生成,这个成本每年就可以节省下来。类似的研究是针对燃气轮机发电设备的,研究表明潜在的成本节约高达每年10万欧元。对于非公路用挖掘机舰队,估计每年可节省53,000欧元。
清除沉积物
在消除沉积物方面,有两种添加剂技术:一是防止在主要部件上形成漆膜;二是一旦漆膜沉积下来,可以将其除去。和手工清洗相比,这些技术可以大大减少设备的停机时间,他们帮助消除阀门粘连,从而提高生产率、减少停机时间、节省清洗阀门的资金,比替换它们好的多。
例如,在一个有50台机器的加工车间中使用清洁的液压技术,由于降低了劳动成本和增加了产量,每年可节省的潜在成本高达16万欧元以上。另外,这种化学品通过使用溶剂型清洁剂,消除了人们对健康和安全问题方面的顾虑。
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