環保造紙機造紙機循環潤滑系統潤滑油如何選擇（造紙機用潤滑油一）
隨著造紙機向大型、寬幅、高速、自動化方向發展，造紙機的工況變得十分苛刻，傳統用的潤滑油己不能滿足設備的潤滑需求。本文根據造紙機及潤滑油行業的發展現狀，介紹了適用于造紙機設備的潤滑油(脂)，主要包括造紙機循環系統潤滑油（以下簡稱造紙機循環油）、清洗油、液壓油、齒輪油和潤滑脂等品種，以幫助紙業公司合理正確地選擇潤滑劑，做好造紙機設備的潤滑、維護、保養工作。
隨著造紙機設備的不斷升級，使造紙機生產線的工況更加苛刻，隨之對造紙機用潤滑油(脂)提出更高要求，也使設備的潤滑維護保養愈發顯得重要，據資料顯示，近40%的造紙機軸承故障是由于潤滑不當造成的，一個軸承的成本約在3000元至1萬元不等，設備維護和更換配件費用較為昂貴。由于造紙機多是高速連續生產，潤滑問題引起的設備故障情況復雜，解決起來耗時長，嚴重影響企業的生產和效益。
但是，國內的造紙機生產廠家，在為用戶推薦設備用油脂時，缺乏統一的選油依據，推薦的潤滑劑品種多且雜。據造紙廠的調查，使用油的種類最多的為30種潤滑油，12種潤滑脂，最少的為10種潤滑油，6種潤滑脂，平均為17.5種潤滑油，7.5種潤滑脂。這種狀況給紙業公司潤滑劑的采購和貯存帶來了較大的困難。
本文根據造紙機設備的更新換代趨勢及潤滑油行業發展現狀，將造紙機設備所用的主要潤滑劑造紙機循環油，簡稱PMO和清洗油、液壓油、齒輪油、潤滑脂等品種，從潤滑劑分類、執行標準、產品特性、換油期及換油指標以及使用中常見問題及解決方法等方面，分以下幾部分作一一介紹，為紙業公司提供參考。
1、造紙機循環潤滑系統潤滑油
（1）造紙機設備工況特點
造紙機由濕部和干部組成，干部的工況最為苛刻造。造紙機干部因作業運行時的溫度較高，常采用以稀油站為中心的循環潤滑系統，潤滑油從油站，通過油泵抽出后，經過過濾器、分油管路，以壓力將潤滑油輸送至各潤滑點進行潤滑和散熱，然后匯集到集油管線，經冷卻器，流回油箱。在新型高速寬幅造紙機上，濕部的主要軸承也用中心潤滑站進行集中自動強制潤滑，在這種系統中，造紙機的濕部和干部各設有中心潤滑站，由自動控制系統進行管理操作。
由于現代造紙機高速、重載荷連續運轉，因此對潤滑油粘溫性、氧化安定性、極壓性、抗乳化性、過濾性等性能提出了較高的要求。
（2）造紙機循環油的性能特點
1、良好的粘溫性，以確保工作溫度變化較大的情況下，維持正常潤滑。
2、良好的氧化安定性，以確保循環使用中減緩油品的變質速度，延長油品的使用壽命。
3、良好的防銹性，以保證對潤滑部件起到良好的防銹作用。
4、良好的抗泡性，使油品在循環過程中產生的氣泡易于消失，以確保正常供油及油膜形成。
5、良好的抗乳化性，使混入油中的水很快分離，以保證油品的使用性能。
6、良好的過濾性能，防止過濾系統的堵塞。
7、良好的極壓抗磨性能，以避免潤滑部件在重負荷下磨損和擦傷。
8、良好的清凈分散性，以防止油泥沉積。
（3）造紙機循環油的品種和分類
1、按粘度分類
粘度是一個關鍵指標，循環系統油主要的粘度級別有ISO VG150，220，320。
2、按基礎油分類
可分為礦物油型和全合成型。全合成型造紙機循環油采用高粘度指數的全合成基礎油，除具有礦油的優良特性之外，還具有以下特性：具有優良的高低溫性能，在高溫下能保證足夠的油膜強度；具有優良的熱安定性和氧化安定性；并具有優良的低溫流動性和良好的泵送性。使用壽命長，可延長換油期。
3、按添加劑分類
分為含灰的和無灰的。含灰的造紙機油是國外最早開發的第一代造紙機循環系統油產品，已應用多年，滿足當時的設備潤滑要求。然而隨著造紙機設備的設計改進，工況變為高速、高溫、高負荷，需要提高油品性能，以減少維修費用，為此潤滑油公司根據現代紙機的工況開發了無灰型循環系統油。
造型機循環油的分類：
①含灰礦油型，粘度等級為150、220、320是第一代產品。
②無灰礦油型，粘度等級為150、220、320，適用于車速在1000m/min以下，幅寬在6m以下的造紙機、換油期在1年至1年半。
③無灰全合成型，粘度等級為150、220、320，適用于車速在1000m/min以上，幅寬在6m以上的造紙機，換油期在2年以上。
（4）無灰與含灰的礦油型造紙機循環油(PMO）性能比較
無灰的與含灰的造紙機油相比，具有良好的氧化安定性和很少的沉淀、良好的分水性、極壓抗磨性、良好的過濾性能下面是無灰與含灰紙機循環油在關鍵性能指標上的一些比較數據。
1、無灰與含灰的PMO金屬元素比較表1
表1 無灰與含灰的PMO金屬元素比較：
| 紙機油 | 碳酸鹽成分 | ICP元素含量mg/kg | |||
| 鋇 | 鈣 | 鋅 | 磷 | ||
| 無灰PMO | 0 | - | - | - | 51 |
| PMO A* | 0.6 | - | 1680 | 930 | 758 |
| PMO B | 0.22 | 1270 | - | - | 104 |
| PMO C | 0.16 | 301 | - | - | 761 |
| PMO D | 0.20 | - | 121 | 403 | 512 |
| PMO E | 0.10 | - | 4 | 360 | 192 |
注：*PMO A-E是含灰的PMO，下同。
2、無灰與含灰的PMO氧化性能比較表2
表2 無灰與含灰的PMO氧化安定性比較
| 紙機油 | RBOT，D2272 壓力降至172.25kpa時的時間min | TOST，D943，至2.0TAN時的時間h |
| 無灰PMO | 374 | 4000 |
| PMO A | 320 | 2500 |
| PMO A | 175 | 1800 |
| PMO A | 135 | 1385 |
| PMO A | 163 | 1140 |
| PMO A | 120 | 1607 |
根據造紙機油的高溫工況，需要用氧化安定性好的油品。造紙機油的高溫工況需要用氧化安定性好的油品。造紙機一般軸承溫度在54-99℃，干部用油部位的溫度在111-132℃。氧化安定性差的油品產生的副產物、沉淀等會導致腐蝕。
3、無灰與含灰的PMO分水性(抗乳化性能）
測定油與水混合后分離的能力稱為抗乳化性試驗。因為PMO在使用中很可能與水接觸，因此抗乳化性是PMO的基本特性，用ASTM D1404檢測。此方法是在82℃測量乳化液與水分離的時間，要求乳化層小于或等于3ml時，分離時間最長不超過60min。破乳化性能好的PMO遇水后，雖經振蕩攪拌，也不易形成乳化液，或雖形成乳化液也不穩定，易于迅速分離?？谷榛阅懿缓玫挠推?，在使用中易形成乳化液，必然會降低潤滑油的潤滑性，增加磨損，產生腐蝕，生成沉淀，阻礙潤滑油的循環，造成供油不良。測試結果如表3，無灰PMO分水性能最好。
3、無灰與含灰的PMO分水性能比較
| 紙機油 | 分水性min |
| 無灰PMO | 10 |
| PMO A | 35 |
| PMO A | 15 |
| PMO A | 25 |
| PMO A | 15 |
| PMO A | 25 |
4、無灰與含灰的PMO抗磨或極壓性能
極壓抗磨性能對軸承來說，不是十分必要，因為軸承的負荷不高。但有些造紙機潤滑軸承的油還同時用來潤滑滾動驅動齒輪和其它重負荷設備，在這種情況下，就需要極壓抗磨性。極壓抗磨性可用以下方法測試，梯姆肯OK值， ASTM D2782，FZG，DIN5134或四球抗磨試驗， ASTM DA4172。測試結果列于表4。由表4可看出，無灰PMO有最高的OK值，最高的FZG等級和最小的四球磨痕直徑。
表4 PMO極壓抗磨測試結果
| 紙機油 | TImken OK值，ASTM D2782 | N，FZG，DIN51345，失效等級 | 四球磨痕直徑mm（ASTM D4172） |
| 無灰PMO | 267 | 13 | 0.402 |
| PMO A | 156 | 9 | 0.725 |
| PMO B | 222 | 12 | 0.693 |
| PMO C | 89 | 8 | 0.515 |
| PMO D | 89 | 10 | 0.561 |
| PMO E | 111 | 10 | 0.498 |
5、無灰與含灰的PMO過濾性能比較
傳統的造紙機過濾元件孔徑一般在40-100um，目前較細的過濾元件開始使用，為3-6um，提高了軸承壽命，減少了維修費用。對于過濾性能目前還沒有統一的試驗方法，較為權威的方法是Pall過濾法。該方法是用泵來泵送油樣，在一定的流速下，通過精度為3微米的濾芯，在壓力降達到172 25kPa之前，過濾的油須大于2000ml，這樣的油被認定為適應精細的過濾元件。無灰的與含灰的PMO過濾性能比較數據如表5，由表可以看出，只有一種含灰的PMO未達到2000ml的要求，而無灰的PMO為17600ml，是含灰油的4-6倍。
表5 PMO過濾性比較
| 紙機油 | 過濾性ml |
| 無灰PMO | 17600 |
| PMO A | 100 |
| PMO B | 4000+ |
| PMO C | 2800 |
| PMO D | 2600 |
| PMO E | 2950 |
（5）無灰全合成型和無灰礦油型造紙機循環油（PMO）性能比較
表6礦油型PMO與合成型PMO的性能指標典型數據
| 合成型PMO | 礦油型PMO | |
| 傾點℃ | -45 | -15 |
| 閃點℃ | 236 | 249 |
| 40℃粘度mm2/s | 209 | 209 |
| 100℃粘度mm2/s | 26.3 | 18.4 |
| 粘指 | 160 | 97 |
| OK值 N | 289 | 256 |
| D665防銹，B法合成海水 | 通過 | 通過 |
| FZG DIN51354通過等級 | 13 | 13 |
| D943 氧化安定性 h | ＞10000 | 4000 |
| RBOT min（ASTM 2272） | 475 | 375 |
| Pall過濾指數ml | ＞10000 | ＞17000 |
由表6可看出，合成型PMO除具有礦油型PMO的優良特性以外，還具有良好的氧化安定性、很好的低溫性能和很高的粘指。因此，合成型PMO與礦油型PMO相比，可延長換油期一倍以上，并且因為粘指高，在高溫下能保持足夠的油膜強度，滿足現代紙機的高溫工況，良好的低溫性能使油品具有很好的泵送性能。但合成型PMO的價格較高，為礦油型PMO價格的10倍以上。
（6）國內外造紙機循環油產品對照
1、礦物油型造紙機循環油產品對照
長城 無灰礦油型（PMO220）
美孚 DTE BB PM220
加德士 Clarity PMO或 220PMO premium
BP Energo PM220
埃索 TERESSTIC N 220
雪弗龍 Paper Machine Oil D ISO220
2、全合成型造紙機循環油產品對照
長城 無灰全合成型
美孚 SHC PM Series
埃索 SYNESSTIC系列
雪弗龍 Synthetic PMO
（7）造紙機循環油產品標準
國外的造紙機械制造商(OEMD比如Metso(前Valmet)有自己的造紙機油規格，但不是強制的：軸承制造商比如SKP也有自己的用油規格要求。要求油品除有良好的抗泡性、粘溫性能、氧化安定性外，還要求有以下主要性能，見表7。
| 性能 | 試驗項目 | 指標 | 備注 |
| 防腐蝕性 | 100℃，3h 100℃，48h |
≥1 ≥2 |
|
| 極壓抗磨性 | PD kg 磨斑直徑 mm FZG 失效等級 |
≤200 ≥1 ≤11 |
1200r/min 負荷390N A/8.3/90 |
| 分水性能 | 破乳化性能 min | ≥20 | 40-40-0 |
| 過濾性能 | Pall過濾試驗，dry ml（172.25kpa） Pall過濾試驗，aged ml（172.25kpa） |
≤2000 ≤2000 |
|
| 橡膠相溶性 | NBR 120℃，168h FPB 160℃，168h 體積變化率 硬度變化率 |
-1%-10% -6%-2% |
ISO6072 |
| 化學穩定性 | SKP軸承試驗，8周，120℃，軸承評估指數 | ≥2 | |
| 油膜穩定性 | SKF油膜老化試驗，4周，120℃，油膜變化指數 蒸發損失 g |
≥2 報告 |
Voith Sulze設有一個專門的潤滑油批準部門，他們提供一套基于DIN和ISO規格的標準，但各公司的標準和試驗方法不盡相同。
國內的造紙機械制造商（OEM）是根據以往經驗或習慣為用戶推薦用油，沒有結合現代造紙機的苛刻工況定造紙機油規格和標準。
目前國內外尚無統一的造紙機循環油產品標準。據了解，國內輕工業造紙機械設計權威部門與國內大的潤滑油公司聯合，正在致力于制定此產品的行業標準。
下面是一些潤滑油公司造紙機循環油產品的典型數據，從以下數據可以了解到現在造紙機循環油產品達到的技術水平。見表8表9。
表8 造紙機循環油礦物油型產品的典型數據
| 品牌 | Mobil | BP | 加德士 | 長城 |
| ISO粘度級別 | 220 | 220 | 220 | 220 |
| 粘度指數 | 95 | 97 | 92 | 98 |
| 閃點（開口）℃ | 228 | 233 | / | 230 |
| 傾點℃ | -6 | -15 | -15 | -18 |
| 銅片腐蝕，121℃，3h | 1A | / | 1B | 1B |
| 抗乳化性（40-40-0）min（82℃） | 15 | / | / | 10 |
| 液相銹蝕試驗（合成海水） | 通過 | / | 通過 | 通過 |
| 旋轉氧彈試驗150℃ min | / | / | 150 | 420 |
| FZG通過等級 | 11 | 11 | / | 12 |
表9 造紙機循環油全合成型產品的典型數據
| 品牌 | Mobil | ESSO | 長城 |
| ISO粘度級別 | 220 | 220 | 220 |
| 粘度指數 | 150 | 160 | 153 |
| 閃點（開口）℃ | 224 | 174 | 244 |
| 傾點℃ | -36 | -43 | -48 |
| 銅片腐蝕，121℃，3h | 1B | / | 1B |
| 抗乳化性（40-40-0）min（82℃） | / | / | 10 |
| 液相銹蝕試驗（合成海水） | 通過 | / | 通過 |
| 旋轉氧彈試驗150℃ min | / | / | 628 |
| FZG通過等級 | 10 | / | 12 |
（8）造紙機循環油的應用
1、粘度的選擇原則
選擇的油品粘度過大，增加內摩擦阻力，動力損失也增加，磨擦熱增大，并加速油品的變質，超過一定溫度后加速疲勞；粘度過小，則潤滑油膜薄而強度不夠，增大磨擦和磨損，甚至會產生非流體潤滑或干磨擦，從而損壞機械。一般是高速、低負荷時，選擇低粘度油品；重負荷、低速時，選擇高粘度油品。
2、油品性能監測
油品在使用過程中，受熱氧化、機械剪切等作用，以及磨損粉末、水分、灰塵等的混入而逐漸變壞，使粘度、酸值、含水量上升，產生油泥，顏色變深，必須定期進行監測，按規定及時更換。通常測試項目包括粘度、酸值、機械雜質、銅腐、水分。更換指標見表10。
表10 油品更換指標（參考）
| 項目 | 換油指標 | 試驗方法 |
| 粘度變化率% | ±15 | GB/T 265 |
| 酸值增加 mgKOH/g | 1.0 | GB/T 4945 |
| 水分 % | 0.5 | GB/T 260 |
| 機械雜質% | 0.5 | GB/T 511 |
| 銅片腐蝕，121℃，3h | ≥3b | GB/T 5096 |
（9）造紙機循環油使用中常見問題及解決方法
1、同種類、同粘度級別，不同廠家的油品不能混用。要經過一定的混兌試驗后再決定。因為即使品種相同，粘度級別一樣，但不同廠家的產品化學組成上未必完全一樣，易出現添加劑“打架”的現象。
2、由于長期以來的用油習慣或國內設備制造商的推薦，紙業公司存在用其它油品代替循環系統油使用的情況。包括以下幾種：液壓油、齒輪油、內燃機油和機械油。
液壓油因其粘度小，承載能力差，分散性能差，不能用于循環系統的潤滑。
齒輪油因為抗腐蝕性能差，易對潤滑的軸承部件腐蝕，同樣分散性能也達不到循環系統的要求，不能用于循環系統。
內燃機油是為車用發動機設計的，一般不用于工業設備上，它的過濾性能等多項指標達不到循環系統油的要求。
機械油僅含有少量的添加劑，在氧化安定性、極壓性、過濾性等多方面無法滿足循環系統的潤滑要求，換油期短。
造紙機循環油是針對造紙機的循環系統工況設計的，完全滿足其使用要求，延長換油期，為造紙機設備提供全方位的潤滑保護。因此造紙機循環潤滑系統一定要用循環系統專用潤滑油。
下面是—個用戶用機械油代替造紙機循環油用油不當的例子。某紙業公司，設備為國產2820mm造紙機，造紙機工作車速為300m/min。2008投產。投產之初采用的是“46”機械油，此油品的分水性差，油中進水后不能分水；氧化安定性差，易氧化生成油泥沉淀物，造成油管堵塞，致使系統漏油，油路堵塞后，造成設備潤滑部位潤滑不良，致使設備磨損；氧化變黑的油品把油分配器有機玻璃染黑，視線不清，需定期清理并補充新油?；谏鲜鲈?，每月需清理進回油過濾器，每兩個月需清洗給油分配器及管道一次。由于給油分配器多，管道長達幾百米，每次檢修清理需人員多，時間長，維修量和維修費用大，設備潤滑狀況不良，頻繁停機檢修，嚴重影響生產。自2001年8月投產后，先后于2001年9月及2002年3月換油兩次，停機和換油給公司造成了一定的經濟損失。該公司此生產線于2003初換上了造紙機循環系統專用潤滑油，免去了以上維修工作量，改善了設備的潤滑狀況，減少了非計劃停機時間。
