原標題:摩擦學重在應(yīng)用

我國很早就有人對摩擦學應(yīng)用予以重視,早在20世紀60年代初,我國就已開始摩擦學的研究與應(yīng)用。1982年3月在北京召開全國摩擦學調(diào)研會議,1983年9月在大慶召開了“摩擦學工業(yè)調(diào)查現(xiàn)場會議”,起草通過了“全國摩擦學工業(yè)調(diào)查提綱”,并明確調(diào)查工作方式和重點,調(diào)查負責單位,調(diào)查工作由點到面,全面鋪開。如冶金工業(yè)系統(tǒng)。
1985年7月冶金部正式下文,要求進行普查工作,組織動員了3600余人,截止1985年底,對37個大中型鋼鐵企業(yè)316萬噸設(shè)備調(diào)查分析:
(1) 設(shè)備漏油損失37個企業(yè),每年達412噸,費用達150萬元(當時價)
(2) 推廣應(yīng)用新油種31個企業(yè),每年獲利5577萬元
(3) 推廣摩擦學技術(shù),32個企業(yè)每年獲利1680萬元
(4) 降低各種消耗,37個企業(yè)每年9480萬元
大慶油田摩擦學調(diào)查
大慶油田是全國重點能源生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè),在冊機械設(shè)備(當時)2——6萬余臺。每年消耗點能月28億度,汽、柴油、潤滑油4000余噸。他們普查了占總數(shù)90.5%的設(shè)備,重點解剖了83臺典型設(shè)備,取得了1。3萬余數(shù)據(jù),經(jīng)分析,應(yīng)用已有摩擦知識,提高效益,節(jié)約配件,延長運行周期,節(jié)約油脂,全年可獲得經(jīng)濟效益1。4億元。
煤炭系統(tǒng)摩擦學調(diào)查
根據(jù)當時對淮南、大同、徐州、北京、開灤等12個礦區(qū),24個煤礦調(diào)查分析,煤礦機械中,鉆孔、掘進、采煤、裝載、運輸、提升、通風、排風、洗煤等100萬臺,其中95%以上是井下作業(yè)。工況異常惡劣,煤礦機械摩擦、磨損比其他行業(yè)更為嚴重。僅就淮南礦務(wù)局為例,該局用摩擦學技術(shù)推廣后,全局每年節(jié)電1900萬度,節(jié)約潤滑油429噸,各種材料19。8噸,價值6528萬元。
鐵道運輸系統(tǒng)摩擦調(diào)查
對鐵道運輸業(yè),從改進軸承、改善潤滑、合理選用摩擦材料,每年可節(jié)約4億多元。根據(jù)對冶金、石油、煤碳、鐵道運輸機械五大行業(yè)調(diào)查,經(jīng)初步測算,應(yīng)用已有摩擦學知識,每年可節(jié)約幾億元。這其中尚不包擴括修理停工損失,延長使用壽命帶來的效益,因而還是保守的。
國際摩擦學會主席喬斯特,1979年和1980年二次來華考察,認為中國如能通過運用摩擦知識和技術(shù)實踐來防止能源、資源的浪費,每年節(jié)約400億人民幣是完全可能的。然而,改革開放以來,我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展很快。由于對摩擦學認識和理解以及普及不夠等多方面原因,我們和國外的差距,非但沒縮小,而是拉大了。據(jù)《中國經(jīng)濟年鑒》近年來公布的數(shù)字,我國單位產(chǎn)值能耗長期以來一直居世界前列,約西方主要工業(yè)國家的5倍。這在當前我國能源已明顯暴露出不足的情況下,不能不因引起我們高度重視。
就以減少和降低摩擦、磨損的潤滑油為例,我國潤滑油生產(chǎn)能力、產(chǎn)量和需求量,均僅次于美、俄二國,居世界第三位,根據(jù)近期公布數(shù)字已進入第二位。但人均消費潤滑油卻僅是世界平均水平7。5Kg/人、年的1/3,是美國的1/15、日本的1/8、泰國的1/3弱。在用油水平上,我們遠遠落后于臺灣、韓國、新家坡、馬來西亞、泰國、菲律賓乃至印度和巴基斯坦。
我國長期在低檔油品上徘徊,這為外國大公司創(chuàng)造了得天獨厚的進軍條件。目前外油已占中國潤滑油市場份額的1/4,而高檔油市場幾乎成了“外油”的一統(tǒng)天下。如果現(xiàn)在不奮起直追,10年后,“外油”將占領(lǐng)中國潤滑油市場的半壁江山。
那么,我們在油品應(yīng)用上究竟存在哪些差距呢?
第一、 在認識理解上
筆者由于從事培訓和咨詢工作,近些年為多家工礦企業(yè)下廠講課咨詢,發(fā)現(xiàn)相當一部分工礦企業(yè)的設(shè)備領(lǐng)導對設(shè)備潤滑認識不足。認為只是“澆一澆”油,有什么好談的,不少企業(yè)都組織一部分人員和配件,一但設(shè)備出現(xiàn)故障,組織搶修、更換,至于故障產(chǎn)生原因,大部分歸罪于備件上,如材質(zhì)不好,熱處理硬度不夠,加工精度不高,安裝位置不對等,從機械設(shè)備找原因居多。而據(jù)國外提供資料表明,約60%以上機械故障由潤滑不良引起的,我們則很少追問是不是“油”選的不對,運行中維護不好,污染變壞等。一個好的設(shè)備管理者,首先應(yīng)當關(guān)心影響設(shè)備正常運行的那些摩擦付,正是這些摩擦付,由于潤滑不良,導致設(shè)備短壽,甚至提前報廢。當前設(shè)備可能因腐蝕、斷裂,甚至誤操作而損壞,這只不過占10%。而80%以上是因摩擦導致磨損而報廢,不抓這個大“西瓜”,就揀了“芝麻”。實踐證明,正是有些單位這樣做了,而獲得了巨大的效益。
第二、 在油品更新?lián)Q代上
和其他技術(shù)一樣,隨著科技發(fā)展,設(shè)備所用潤滑材料也在換代,遺憾的是,據(jù)中國機械工程學會設(shè)備維修分會1999年調(diào)查,大約有64。7%的企業(yè)設(shè)備管理和維修人員對近年來潤滑技術(shù)發(fā)展不甚了解。如“機械油”、“鈣基脂”這些最早我們用過的低檔油脂,在當時設(shè)備壓力小、速度慢、體積大,復雜程度低的情況下還可以用。但發(fā)展到如今,早已不適合,國家標準早已將“機械油”淘汰,但由于利益驅(qū)使,只要有訂單,一些調(diào)油廠照樣調(diào),用油單位則只要牌號對,價格低,誰給回扣就買誰的。更不考慮這種油能否保護和延長設(shè)備使用壽命。還有些設(shè)計單位,知識不能及時更新,未能與時俱進,2003年筆者下廠咨詢服務(wù)時看到XX機床廠,2002年生產(chǎn)的落地搪床,設(shè)備用油的標牌上除了“機械油”就是“鈣基脂”。這種用油狀況,豈止一家。據(jù)資料介紹,目前我國工業(yè)用油中,全損耗系統(tǒng)用油,HL普通液壓油的比例在70%左右。至此,足可以理解我國單位產(chǎn)值能耗較西方國家高5倍以上的緣由。
第三、 關(guān)于高性能油
油品更新?lián)Q代,出現(xiàn)了高性能油,如齒輪油添加劑不斷完善,性能大幅提高,潤滑機理發(fā)生了變化,傳統(tǒng)潤滑機理靠潤滑油粘度來決定承載能力,而現(xiàn)在油中加入高效極壓抗磨添加劑后,在局部高溫、高壓下、極壓抗磨分子裂解放出極性物質(zhì),在接觸表面產(chǎn)生化學反應(yīng)膜,稱化學吸附膜,其強度提高了5—10倍。它賦予潤滑油巨大承載能力,如殼牌超級工業(yè)齒輪油PO值達到7840N,可用于所有開式和閉式齒輪轉(zhuǎn)動。高性能油,原料好,調(diào)配嚴格,生產(chǎn)成本高,當然價格也高一些,但設(shè)備少出事故,使用壽命長,帶來經(jīng)濟效益是可觀的。如IKg鋰基脂,可當6Kg鈣基脂用。將普通HL液壓油改用相當粘度HM抗磨液壓油,液壓泵的壽命可提高10倍。1臺泵相當10臺泵用。遺憾的是一些用油單位就認“廉價油”。
第四、 在潤滑技術(shù)推廣上
SKF軸承制造商是世界最負盛名的軸承制造公司,通過大量試驗,深入研究了負荷、油液粘度、顆污染物各種因素對軸承壽命的影響,得出結(jié)論:即清除潤滑油中2—5微米固體顆粒,滾動軸承的壽命可延長到原來的10—50倍。日本BHP鋼鐵公司,NSC鋼廠,通過運行中潤滑問題的研究,在1975—1985年間,設(shè)備故障每年342起,減少到85起,設(shè)備故障率減少87%。天津港務(wù)局從20世紀90年代抓油液凈化工作,使得各種發(fā)動機、鏟車、吊車、裝載車故障明顯下降,每年節(jié)約油料和維修成本高達500萬元。這種以較小投資(一臺濾油機幾萬元)創(chuàng)造了巨大效益,何人不要呢!
第五、 表現(xiàn)在節(jié)能上
前面談到,世界能源消耗約1/3~1/2為不同形式摩擦所致。發(fā)揮合成油(脂)的優(yōu)勢節(jié)能降耗十分可觀,如有人用礦油和雙酯、聚a稀烴對比,發(fā)現(xiàn)二種合成潤滑劑的抗磨性比礦油好得多。摩擦系數(shù)低20%—35%,在往復壓縮機和旋轉(zhuǎn)螺桿壓縮機用相同粘度雙酯壓縮機油代替礦油,結(jié)果功率消耗降低4。4%—13。5%。天津、重慶、西安印染廠在熱定型機上采用4402合成定型機油代替礦物油,電機電耗降低30%—80%。世界各大石油公司進行了大量汽車發(fā)動機臺架試驗和行車試驗,證明合成油能直接節(jié)約燃料3%—5%,我們還是以能源消耗量最大的汽車為例,據(jù)報到,汽車發(fā)動機磨損60%是發(fā)生在起動初期。由于潤滑油尚沒被泵送到潤滑部位,而當使用多級油后,則大為不同,這種油改善可油品的粘溫性,既保證高溫時足夠的粘度,又保證潤滑,又由于較低的溫粘性,較快的被泵送到潤滑部位,減少初期磨損,節(jié)約了能源。多級油使發(fā)動機在更寬的溫度泛圍內(nèi)工作,避免了季節(jié)換油,達到冬夏通用,南北通用。多級油燃料消耗減低5—10%。目前美國90%以上汽油機油,60%以上柴油機油,均采用多級油。日本汽油機油達到100%,柴油機油達52%。我國汽油機油只占13%,柴油機油占16%??梢姖撛诮?jīng)濟效益不言而喻。誠然合成油脂,價格高一些,但據(jù)國內(nèi)外資料介紹表明,其綜合效益仍提高20%。這主要包括除直接節(jié)約潤滑劑之外,同時延長了設(shè)備使用期限,減少了維修,減少了備件消耗,與此同時,少維修,又多創(chuàng)造財富。有人統(tǒng)計后,潤滑油的消耗在整個維修過程中,僅占各種消耗的0。5—1%。
第六、 潤滑技術(shù)人員奇缺
有人把“油”比作“藥”,把潤滑人員比作“潤滑醫(yī)生”,現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了“藥”多(各種牌號油),“藥廠”多(油脂生產(chǎn)廠),“賣藥”多(各種油脂銷售公司),“生病”多(指企業(yè)由于潤滑不良引起故障)。“四多一少”現(xiàn)象,少什么?少“設(shè)備潤滑醫(yī)生”。由于“缺醫(yī)”,一些企業(yè)“設(shè)備生病”,得不到及時“治療”。二是“有病”亂“投醫(yī)”,亂“吃藥”,甚至不“吃藥”,壞了就換件,特別是一些貴重設(shè)備,造成早期“夭折”,乃至報廢,時有發(fā)生。另一方面,銷售公司從事科研,生產(chǎn)和銷售人員對工礦企業(yè)設(shè)備缺乏了解,所謂“懂油”、不“懂設(shè)備”,造成售油的瓶頸。
而現(xiàn)場一些技術(shù)人員則大部分是學各種機械的,潤滑知識得不到更新,所謂“不懂油”,這種現(xiàn)象,在過去油品品種少的情況下不突出。而當今國內(nèi)油品已達600余種,幾乎有什么工況,就有相應(yīng)的油品。工況企業(yè)的設(shè)備故障,往往是油和備件攪在一起的,這種“懂油”的不懂“設(shè)備”,懂“設(shè)備”的,不“懂油”的現(xiàn)象,越來越明顯表現(xiàn)出來。培養(yǎng)設(shè)備“潤滑醫(yī)生”已成為當務(wù)之急。可惜的是現(xiàn)在的工科院校,很少有油品應(yīng)用專業(yè)。就是過去一些機械專業(yè)的學生,尚有幾十個學時學一學潤滑。而現(xiàn)在幾乎全部削掉。
摩擦學重在應(yīng)用。我們應(yīng)當有一批有志之士,投入到這個行列來,筆者2004年初有機會去美國考察了美國潤滑脂協(xié)會,美國ASLE潤滑工程師學會,清楚看到這樣的組織不但全國有,而且各洲也有,一些大城市也有。筆者曾參加了休斯頓一個分會集會,看到參加者大都是企業(yè)潤滑技術(shù)人員,而且這些組織都有較細的活動計劃,筆者深有感觸。
我們呼吁,重視設(shè)備潤滑,加入到這一古老而又充滿新鮮知識的油品應(yīng)用行業(yè)里來,潤滑已不單是技術(shù)問題,它更是一個管理問題。它已影響全設(shè)涉及到節(jié)能、環(huán)保、增效、安全等國計民生大事。讓我們共同努力,把這一新型的“潤滑經(jīng)濟”蓬勃開展起來。(作者:王大中;編輯:將軍)
參考文獻
馬先貴:工礦節(jié)能挖潛的重要途徑——用油高性能化,第七屆全國設(shè)備潤滑與液液壓學術(shù)會議 2001年1月
朱 均:潤滑研究進展與潤滑維護 西交大潤滑理論研究所
鐘泰崗:合成潤滑脂與現(xiàn)代設(shè)備潤滑技術(shù)進展 設(shè)備潤滑與液壓技術(shù)論文集 1994年4月
王孝德:在中華潤滑油信息網(wǎng)第六屆年會上講話
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