生产新国标L-TSA汽轮机油的技术措施

王冰

摘 要：比较了L-TSA汽轮机油新国标与旧国标的差异，结合生产实际，从基础油、添加剂以及生产工艺条件等方面，对生产过程中影响汽轮机油产品指标的因素进行了研究，并采取了相应的改进措施，使我公司生产的L-TSA汽轮机油产品达到新标准要求，提高了产品一次调成合格率。

关键词：汽轮机油;新国标;调成合格率

一、前言

我国汽轮机油新油质量标准经历了从GB 2537-81《汽轮机油》（抗氧型）、SY 1230-83《防锈汽轮机油》（抗氧防锈型）到GB 11120-89《L-TSA汽轮机油》的发展过程。2006年，ISO 8068：2006《润滑剂、工业用油及有关产品（L类）—涡轮机（T组）—涡轮机润滑油规格》发布，不仅扩大了油品品种，而且对L-TSA汽轮机油的指标也做了很大调整。2011年9月颁布的GB 11120-2011《涡轮机油》标准再次增加了油品品种和性能要求。如何保证生产的汽轮机油产品达到国家标准的要求，就需要研究生产过程中影响产品指标的因素，并采取相应的改进措施。

二、L-TSA产品新国标与旧国标的差异

（一）名稱的改变

L-TSA类由原标准的优级品、一级品和合格品三个等级改为A、B两个等级;GB 11120—89《汽轮机油》标准对产品标记没有要求，而GB11120—2011《涡轮机油》标准对L-TSA汽轮机油产品标记做了明确规定，即标记为：“品种代号 黏度等级 产品名称 标准号”[2]。

（二）增加部分油品检验规则

GB 11120—2011标准规定了油品的检验规则[2]，即将油品检验规则分为出厂检验和型式检验，并规定了检验项目。出厂批次检验项目包括：外观、色度、运动黏度、黏度指数、密度、闪点、酸值、水分、泡沫性、空气释放值、抗乳化性、铜片腐蚀、液相锈蚀、旋转氧弹和清洁度。

在原材料、生产工艺没有发生可能影响产品质量的变化时，出厂周期检验项目包括：过滤性、承载能力和高温氧化安定性每年至少测定一次。

（三）对产品性能的更高要求

与旧国标相比，新国标对L-TSA汽轮机油的性能提出了更高的要求：

（1）L-TSA类增加了色度、外观、旋转氧弹、清洁度、过滤性、氧化1000小时后酸值和油泥、橡胶相容性指标;

（2）提高了L-TSA46/68 A级产品空气释放值要求;

（3）提高了抗泡性要求，L-TSA产品的抗泡试验消泡时间缩短;

（4）L-TSA类产品酸值由“报告”改为“不大于0.2mgKOH/g”;

（5）A级产品氧化安定性试验总酸值达2mgKOH/g的时间要求提高;

（6）L-TSA类水分指标由“无”改为不大于0.02%，测试方法由GB/T260改为GB/T 11133、GB/T 7600和SH/T 0207三个方法;

（7）L-TSA类32和46黏度级别的产品闪点由180℃提高为186℃;

（8）L-TSA类删除了SH/T 0124氧化安定性试验方法;

（9）L-TSA（A级）产品取消了100黏度等级。

三、生产过程中影响L-TSA汽轮机油关键指标的因素分析

（一）空气释放性

在汽轮机运转过程中，溶解于润滑油中的空气在温度升高或压力突然降低时，在入管道的转弯处，或在阀门、节流孔处，溶解的空气可能从油中逸出，变成游离空气，在剧烈搅动的条件下形成夹带空气。油中的夹带空气会造成诸多危害，使泵产生气穴现象，堵塞过滤器，加速油品老化、使系统的控制精度下降等[1]。所以说空气释放性是油品在使用过程中保证设备能够正常运转的重要性能之一。

（二）抗泡性

抗泡性是汽轮机油产品的重要性能之一，抗泡性较差的油品，在汽轮机运行过程中因空气的进入而产生泡沫。泡沫的存在会使润滑油的冷却效果降低，管路产生气阻，润滑油供应不足，油箱溢油，还会破坏润滑油膜的完整性，从而导致机件磨损加剧，甚至发生烧结而造成严重事故[3]。

（三）抗乳化性

与旧国标GB11120-89相比，新国标GB 11120-2011虽然没有对L-TSA汽轮机油产品的抗乳化指标进行重新修订，但是汽轮机油在生产过程中容易因各种原因而出现不合格，因此抗乳化性指标是生产中进行控制的主要指标。

（四）防锈性

防锈剂一般是同时带有亲水基团和疏水基团分子结构的极性物质，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，通过与金属表面发生静电吸引的物理吸附或化学吸附，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止腐蚀介质与金属接触从而起到防锈的作用。

（五）抗氧化性

旋转氧弹是反映汽轮机油氧化安定性的一个重要指标。一般氧化安定性好的汽轮机油，其旋转氧弹值高。在汽轮机油运行油监控中，国内外标准多以旋转氧弹值下降到25%初始值作为监控值。因此旋转氧弹值不仅能反映新油的氧化安定性，还是运行油监控的一个重要参照值。

（六）清洁度

1.修订清洁度指标的意义

油中存在固体颗粒物时，可使油膜破坏。轴瓦与轴颈间隙中的承载油膜很薄，当油中的颗粒物尺寸接近油膜厚度时，颗粒物可能穿透油膜，与轴瓦等直接接触，造成金属表面的破坏。尤其是汽轮机组向高参数、大容量发展，轴颈线速度增大，油膜减薄，且调速系统采用电液伺服阀，间隙减小至5μm，因此对汽轮机油的清洁度要求越来越高。此次修订的GB11120—2011新标准也对涡轮机油新油规定了清洁度指标，以更好地适应当前涡轮机的用油要求。

2.影响产品清洁度的因素

清洁度指标与润滑油的洁净度有关。影响润滑油清洁度的主要因素是颗粒污染物，包括外界杂质、氧化产物、水分等。润滑油中颗粒污染物多，就容易堵塞过滤器。有些小颗粒污染物会进入摩擦副，引起磨损。如有些小颗粒进入调速系统，会造成调速系统卡涩，影响机组正常运行。

生产过程中影响产品清洁度的因素主要有：过滤器的级数、过滤器的精度、过滤时的压力、包装物的清洁度以及生产环境的清洁度。

四、针对不同指标采取的相应技术措施

（一）空气释放性

1.筛选合适的基础油

在调和产品前，对基础油的空气释放性能进行考察，筛选出空气释放性能合适的基础油提供给生产使用，并在调和产品前加做小调，以提高一次调成合格率，减少由于处理不合格产品所带来的经济损失。在产品出现空气释放性不合格的情况下，适量加入空气释放性能较好的基础油进行调整。

2.适量添加加氢基础油

由于加氢基础油的空气释放性能远远优于Ⅰ类基础油，所以适量加入加氢基础油能够有效改善产品的空气释放性能，在保证产品成本的前提下，适量添加部分加氢基础油也是提高产品空气释放性能的有效方法。

3.加入适量的抗泡剂

由于抗泡剂的加入会导致产品的空气释放性能变差，所以对于生产汽轮机油产品时，在保证产品抗泡性能合格的前提下，尽量降低抗泡剂的加入量，以保证产品的空气释放性能达到要求。

4.严格按照工艺规程要求控制工艺条件

严格按照工艺规程控制生产工艺条件是保证产品性能的关键，调和温度过高会使添加剂分解或使产品氧化，导致产品的空气释放性能变差，而搅拌时间过长也会使产品的空气释放性能变差。所以在生产过程中要严格控制生产工艺条件，保证产品的空气释放性能。

（二）抗泡性

1.采取合理的抗泡剂加入方式

生产过程中在加抗泡剂时，要严格要求加剂人员按工艺要求执行，确保抗泡剂在罐顶缓慢加入，并在加入时不间断地搅拌，保证抗泡剂在油中分散均匀，从而起到良好的抗泡效果。

2.兼顾抗泡剂对产品空气释放性的影响

抗泡剂对产品空气释放性的影响不容忽视，在调和产品前，除了要筛选出空气释放性能较好的基础油进行生产外，还要严格控制抗泡剂的加入量，确保抗泡剂加入量≯0.003%，在保证产品抗泡性合格的同时也确保产品的空气释放性能。在不能确保产品空气释放性时，需要在调和前加做小试，确定合适的抗泡剂加入比例。

（三）抗乳化性

1.采用专用调和及灌装系统，避免其它油品的污染

在生产过程中，针对其它油品在剂槽、调和罐以及管线中的残留导致的污染问题，我们选取了几个调和罐作为调和汽轮机油的专用罐，并用专用加剂线进行加剂，在进油和进剂之后，首先用基础油冲洗管线，再用净化风扫线。通过这些措施来保证管线的清洁度。此外，还对汽轮机油灌装线进行了专线改造，通过选取汽轮机油专用灌装机，并采用专线输油等措施，有效地避免了管线存有其它产品而对汽轮机油产品进行污染。

2.对生产环境和包装容器进行的改进措施

生产过程特别是在灌装过程中，如果生产环境的清洁度不符合要求，就会有灰尘等杂质颗粒进入产品中，不仅会对产品的质量造成影响，而且还可能会导致破乳化指标不合格。此外，由于汽轮机油的包装物内壁涂有一层防锈涂层，如果包装物的生产厂家没有按照要求正确涂刷防锈涂层，就有可能导致灌装后的汽轮机油产品破乳化指标不合格。通过更换包装物，并要求厂家严格按照产品要求，对包装物的内壁进行了特殊处理和清洁，解决了包装物对灌装后汽轮机油产品的污染问题。

3.加强对调和工艺过程的监控

加强生产过程监控，保证调和温度、搅拌时间严格控制在规定的范围之内，防止了由于温度过高或过低、搅拌不均匀等因素导致的产品性能改变。而且在现有条件下，对计量的精确性采取了一系列的措施：一是对输油泵房各流量计进行了校正，以保证基础油进油量的准确性;二是在确保称量精确的前提下，采用差量法确保了添加剂加入量的准确性。

4.筛选使用抗乳化较好的基础油，必要时加入适量的破乳化剂

在调和产品前，对基础油的抗乳化性能进行考察，筛选出抗乳化性能合适的基础油使用，有必要时可在调和产品过程中加入适量的破乳化剂，或者对抗乳化指标不合格的汽轮机油中加入少量的破乳化剂，可以提高其抗乳化性，但是破乳化剂的加入量并不是越多越好，一般不应大过80PPM，在加入的破乳化剂含量超出一定范围后，其破乳效果就不再明显，而且破乳化剂的加入会对产品的其它指标产生一定不良的影响，所以在加入破乳化剂前应当慎重考虑，在必要时候应当做一些小试实验。

（四）防锈性

1.做好工藝条件的控制

生产过程中加强对工艺条件的监控，保证汽轮机油的调和温度和搅拌时间在工艺规程规定的范围内，当产品锈蚀项目不合格时，适当延长搅拌时间，以保证防锈剂的充分溶解。

2.补加适量的防锈剂

产品锈蚀项目不合格，必要时可补加适量的防锈剂，但要注意将防锈剂加入比例控制在0～0.04%的范围内，过量的防锈剂会对产品的抗乳化性造成一定的影响，所以补加防锈剂的同时，也要兼顾产品的抗乳化性能。

（五）抗氧化性

对L-TSA产品的抗氧化性采取的技术措施主要有：

（1）屏蔽酚与烷基二苯胺抗氧剂复合使用;

（2）烷基二苯胺（ADPA）或苯基-α-萘胺（PAN）与硫化物复合使用;

（3）使用长碳链PAN抗氧剂，会因其油溶性增加而减少油泥的生成;

（4）尽量用胺型抗氧剂，少使用酚型抗氧剂;

（5）提高基础油对抗氧剂的感受性，在配方成本允许的前提下，适当提高配方中加氢基础油的比例。

（六）清洁度

1.提高过滤设备的精度

滤芯精度越高，就可以截留更多的固体微粒。经过三级过滤后，产品的清洁度能够达到NAS7级的水平。

2.控制好过滤时的操作压力

过滤时的操作压力也是影响产品清洁度的因素，过高压力可使滤芯的孔道发生形变，使固体微粒难以通过滤芯的孔道，影响过滤效果。

3.提高包装物的清洁度

包装物的清洁度对产品的清洁度影响较大，为了解决包装物清洁度的问题，要求包装物生产厂家进行了处理：在制桶前用棉布对钢板进行擦拭，避免大的颗粒在制桶过程中进入桶内;制桶过程中，用磷化液对桶进行清洗，洗去焊渣和灰尘，进一步保证了包装物的清洁度。

五、结论

（1）与GB 11120—89《L-TSA汽轮机油》标准相比，新国标GB 11120—2011标准对L-TSA汽轮机油产品的空气释放性、旋转氧弹、清洁度、过滤性、氧化1000小时后的酸值、油泥等性能都提出了更高的要求，以适应当前汽轮机组向高参数、大容量发展的趋势。

（2）基础油的空气释放性、抗乳化性、抗氧化性等对L-TSA汽轮机油产品相对应的性能有较大的影响，生产汽轮机油产品之前要对基础油进行筛选，篩选出合适的基础油才能够保证产品的一次调成率。

（3）加氢基础油能提高L-TSA产品的空气释放性、抗乳化性、抗氧化性等性能，在综合考虑基础油资源以及经济效益的情况下，可适当提高加氢油的加入比例以保证产品的性能。

（4）加氢基础油对L-TSA产品的防锈性有不利的影响，适当提高调和温度以及延长搅拌时间能提高锈蚀项目的一次合格率，必要时可通过加入适量的防锈剂进行解决。

（5）L-TSA汽轮机油产品的空气释放性受抗泡剂的影响较为明显，在保证产品抗泡性合格的同时须兼顾产品的空气释放性，合理控制抗泡剂的加入量是控制产品空气释放性的关键。

（6）L-TSA产品的抗泡性受抗泡剂加入方式的影响较大，严格按照工艺要求进行抗泡剂的加入才能有效发挥抗泡剂的抗泡性能。

（7）L-TSA汽轮机油产品的抗乳化性、过滤性等指标受其它产品的影响较大，采用专用调和与灌装系统进行生产能够较好地解决问题。

（8）生产过程中，通过提高过滤精度、控制适当的操作压力以及提高包装物的洁净度能够有效提高汽轮机油产品的清洁度。

参考文献：

[1] 谢泉，顾军慧等编.润滑油品研究与应用指南[M].中国石化出版社，北京，2007：220～250.

[2] 益梅蓉.GB 11120—2011《涡轮机油》国家标准解读[J]. 石油商技，2012，第2期：66～69.

[3] 纪春怡.安彦杰加氢异构脱蜡基础油抗泡性能考察，黑龙江石油化工，2001，12，（2）