化工机械润滑故障原因与其控制方法探究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 9 化工机械润滑故障原因与其控制方法探究 吕志盼 赵鹏 蔡馥泽 山东能源鲁南化工有限公司，山东 滕州 277500 摘要：摘要：化工机械在生产过程中扮演着重要的角色，而润滑作为化工机械运行的关键环节，对于机械的性能和寿命具有重要影响。然而，化工机械润滑故障时有发生，严重影响了生产效率和设备可靠性。因此，深入了解化工机械润滑故障的原因，并采取相应的控制方法，对于提高设备的可靠性和降低维护成本具有重要意义。本文旨在探讨化工机械润滑故障的原因和控制方法。通过分析润滑故障的影响和危害，深入研究导致故障的原因，并提出相应的控制方法，以期为化工企业和从业人员提供有关润滑故障预防和处理的有益信息和指导。通过有效的润滑控制，可以提高化工机械的运行效率，减少故障次数，降低维护成本，并确保化工生产的顺利进行。关键词：关键词：化工机械；润滑故障；原因分析；控制方法 中图分类号：中图分类号：TQ050.7 0 引言 化工机械在化工生产中扮演着关键角色，而润滑是确保机械正常运行的关键因素之一。润滑的作用是减少机械部件之间的摩擦和磨损，从而延长机械的使用寿命和可靠性。然而，由于不当的润滑或润滑故障的发生，机械设备可能会出现各种问题，如能源损耗增加、部件损坏、生产效率下降等，这对于化工生产过程来说是不可接受的。为了保证化工机械的正常运行，必须对润滑故障的原因进行深入的探究，并采取相应的控制方法来预防和解决这些问题。1 化工机械润滑故障概述 1.1 润滑的定义与重要性 润滑是指在两个接触表面之间引入润滑剂，以减少摩擦和磨损的过程。在化工机械中，润滑起着关键的作用，它能有效减少机械部件之间的摩擦和磨损，提高机械的效率和可靠性。润滑不仅可以降低机械部件的能量损耗，还能减少机械的噪音和振动，有助于提高化工生产的安全性和稳定性。1.2 化工机械润滑的分类与应用领域 化工机械润滑根据润滑方式和润滑剂类型进行分类。根据润滑方式，包括边界润滑、混合润滑和流体动压润滑，适用于不同工况下的润滑需求。根据润滑剂类型，润滑油、润滑脂和固体润滑剂广泛应用于化工机械设备中。化工机械润滑在泵和压缩机、搅拌设备、反应器、输送设备、阀门和密封件以及刮板器和擦拭装置等应用领域具有重要作用。适当的润滑可以降低摩擦和磨损，减少能量损耗，提高设备的效率、可靠性和寿命。化工机械润滑技术的发展将进一步推动化工工艺的优化和可持续发展。2 润滑故障的影响与危害 2.1 摩擦和磨损增加 当润滑不足或失效时，机械部件之间的直接接触会导致摩擦增加，进而加剧磨损。摩擦和磨损会导致机械部件表面的损伤和磨粒的产生，进一步加速磨损过程，缩短机械的寿命。例如，在泵的轴承润滑不足的情况下，由于轴承与轴之间的直接接触，摩擦会导致轴承表面的磨损增加，最终导致轴承失效、轴瓦磨损严重甚至焊接现象，使泵的性能下降，产生异常噪音和振动。2.2 能源损耗增加 不适当的润滑会增加机械部件的摩擦阻力，使能源消耗增加。摩擦产生的热量和能量损耗会导致设备的效率下降，增加能源成本。此外，由于润滑不足，机械设备需要更大的功率来克服摩擦力，进一步增加能源消耗。例如，当搅拌设备的轴承润滑不良时，由于摩擦阻力增加，搅拌设备需要更多的能量来克服摩擦，从而增加能源消耗。这导致搅拌设备的效率降低，同时也增加了生产成本。2.3 部件损坏和故障 润滑不良会导致机械部件的严重损坏和故障。例中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 10 如，摩擦和磨损可能导致轴承损坏，密封件失效，齿轮磨损等。这些故障不仅影响设备的正常运行，还可能引发其他连锁反应，导致更严重的故障和设备停机，给生产过程带来严重影响。例如，在高温反应器中，如果润滑油品质量不合格或油膜破裂，会导致轴承和密封件温度升高，润滑性能下降，进而引发部件的严重损坏，如轴承焊接、密封件泄漏，导致反应器的停机维修，对生产造成严重影响。2.4 生产效率下降 润滑故障会降低化工机械的生产效率。例如，机械部件的损坏和故障可能导致设备停机时间的增加，减少生产能力和产量。此外，不良的润滑状态会引起设备的振动、噪音和不稳定性，进一步影响生产质量和效率。例如，在输送带上，如果润滑脂使用不当或不够，会导致输送带与滚轮之间的摩擦增加，增加能源消耗，同时也会影响输送带的正常运行，导致物料输送效率下降、产量减少。除了上述影响和危害外，润滑故障还可能导致安全风险。例如，润滑不足或失效可能导致设备过热、冒烟或起火，对人员和设备造成伤害和损失。因此，及时发现和解决润滑故障是确保化工生产安全和稳定运行的重要任务。3 化工机械润滑故障的原因分析 3.1 润滑油品质量问题 3.1.1 油品选择和性能要求 在化工机械润滑中，润滑油的选择和性能要求是影响润滑系统运行的关键因素。不合适的油品选择可能导致润滑故障。每种化工机械都有其特定的工作条件和润滑要求。如果选择的油品不能满足机械所需的性能要求，例如黏度不匹配、抗氧化性能不足等，就会导致润滑失效，增加摩擦和磨损，降低设备的可靠性。油品的质量问题也可能引发润滑故障。油品的质量受到生产工艺、原材料选择和储存条件等多个因素的影响。如果油品制造过程中存在质量控制问题，例如杂质含量过高、添加剂配方不合理等，就会导致油品性能下降，加速油品的老化和劣化，进而影响润滑效果。3.1.2 油品污染和劣化 油品的污染和劣化是润滑故障的常见原因之一。油品污染可能由外部杂质引起。在化工生产现场，存在各种污染源，如颗粒物、水分、化学物质等。如果这些污染物进入润滑系统，它们会破坏油品的纯净度和稳定性，导致摩擦增加和磨损加剧。油品的劣化也是导致润滑故障的重要因素。油品在使用过程中会受到温度、压力、氧化、水分等因素的影响，逐渐劣化。劣化的油品会失去润滑性能，产生沉积物和胶状物质，进而影响润滑系统的正常运行。3.2 润滑系统设计问题 3.2.1 润滑油循环系统 润滑油循环系统的设计是保证润滑油在机械部件之间有效传递、冷却和过滤的重要环节。不合理的循环系统设计可能导致润滑油流动不畅，影响润滑效果。例如，管道设计不当、润滑油流速过快或过慢等因素都会导致润滑油的流动不均匀或流量不足，无法及时到达需要润滑的部位，从而导致摩擦和磨损增加。循环系统中的过滤和冷却装置可能存在问题。如果过滤装置的性能不足或维护不当，会导致润滑油中的颗粒物和污染物无法有效过滤，进而影响润滑油的纯净度。此外，如果冷却装置的设计不合理或故障，会导致润滑油温度过高，降低其润滑性能和寿命。3.2.2 润滑剂供给系统 润滑剂供给系统的设计是确保润滑油能够按照需要进行供给和补充的关键因素。润滑剂供给系统的控制和调节可能不准确。如果供给系统无法准确控制润滑剂的供给量和频率，就可能导致润滑不足或过量，影响润滑效果。例如，在润滑脂的供给系统中，润滑脂的压力和温度控制不当，会导致润滑脂流动不畅或润滑脂的润滑性能下降。润滑剂供给系统的维护和保养可能不到位。如果供给系统中的管道堵塞、阀门泄漏或泵设备损坏等问题得不到及时发现和处理，就会影响润滑剂的供给质量和稳定性，进而导致润滑故障的发生。3.3 工作条件和操作问题 3.3.1 温度和压力变化 温度和压力的变化对润滑系统的正常运行和润滑效果具有重要影响。高温环境下的润滑油可能会发生氧化和劣化，导致润滑性能下降。在化工设备中，由于高温反应、摩擦热等因素的影响，润滑油的温度会升高。如果润滑系统无法有效降低润滑油的温度或选择不适合高温环境的润滑油，就会导致润滑失效，加中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 11 速摩擦和磨损。工作压力的变化也可能导致润滑故障。例如，当化工设备的工作压力发生波动或突变时，润滑系统可能无法及时调整润滑油的供给量和压力，导致润滑不足或过量，影响润滑效果。此外，过高的工作压力也会增加润滑油的粘度，降低其在摩擦表面的润滑性能。3.3.2 运行负荷和速度变化 运行负荷和速度的变化对润滑系统的稳定性和润滑效果有影响。过大的运行负荷会导致摩擦和磨损的增加。当化工设备承受超过其设计负荷的运行负荷时，润滑油可能无法形成足够的油膜来有效减少摩擦和磨损，从而导致润滑失效和部件损坏。速度的变化也会对润滑系统造成影响。当设备的运行速度发生变化时，润滑油的供给量和分布可能无法及时适应，导致润滑不均匀或润滑不足。这会增加摩擦和磨损，降低设备的寿命和可靠性。4 化工机械润滑故障控制方法 4.1 润滑油品质量控制 4.1.1 油品筛选和规范 表 1 油品筛选和常见数据 油品类型 粘度等级 温度范围（）闪点（）凝固点（）矿物油 ISO VG 32-10 50 180-35 合成油 ISO VG 68-40 120 200-50 生物基油 ISO VG 46-20 80 180-25 润滑脂 NLGI 2-20 150 200-固体润滑剂-取决于具体类型 润滑添加剂-取决于具体类型 在选择润滑油品时，应考虑机械设备的工作条件和润滑要求。通过筛选合适的润滑油，确保其满足设备所需的性能要求。应根据设备工作条件选择合适的润滑油黏度。不同工作条件下，机械设备对润滑油黏度的要求是不同的。因此，根据设备工作温度和负荷，选择符合要求的润滑油黏度。应关注润滑油的抗氧化性能。化工设备通常在高温和氧气存在的环境中工作，因此，选择具有良好抗氧化性能的润滑油，可以延长油品使用寿命并保持良好的润滑效果。此外，润滑油的抗乳化性能和抗泡性能也是重要考虑因素。化工设备在工作过程中可能会接触到水分，如果润滑油的抗乳化性能不佳，就会导致油水乳化，影响润滑效果。另外，润滑油中的气泡也会影响油膜形成和传递。因此，选择具有良好抗乳化性能和抗泡性能的润滑油，可以保持润滑系统的稳定性和效果。4.1.2 油品监测和分析 对润滑油进行定期监测和分析是控制润滑油品质量的重要手段。通过监测润滑油的物理性质、化学成分和污染物含量，可以及时了解润滑油的状态和性能变化，预测潜在的润滑故障。定期进行润滑油的物理性质测试，包括黏度、密度、闪点和凝固点等。这些测试可以评估润滑油的基本性质，检查是否出现异常情况，例如黏度的升高可能表示油品劣化或污染。进行润滑油的化学成分分析，包括酸值、碱值、水分含量和添加剂含量等。这些分析可以评估润滑油的化学稳定性和附加性能，检测是否存在油品劣化或添加剂耗尽的情况。使用油品分析仪器进行油液污染物的检测。常见的污染物包括颗粒物、水分、金属粉尘和污染物的含量。这些污染物会影响润滑油的性能和寿命，因此监测污染物的含量可以及早发现问题并采取相应的处理措施。进行油液沉积物的分析。定期检查润滑系统中的沉积物，了解其成分和性质，判断是否存在不良的润滑油循环、油品劣化或机械部件磨损的情况。表 2 油品监测和分析常见数据 项目 最小值 最大值 平均值 黏度 30 cSt 100 cSt 65 cSt 密度 0.85 g/cm 0.95 g/cm 0.90 g/cm 闪点 180C 240C 210C 凝固点-20C 5C 0C 酸值 0.5 mg KOH/g 2 mg KOH/g 1 mg KOH/g 碱值 0.1 mg KOH/g 1 mg KOH/g 0.5 mg KOH/g 水分含量 0.05%0.2%0.1%添加剂含量 1%5%3%颗粒物含量 10 mg/kg 50 mg/kg 30 mg/kg 水分 50 ppm 200 ppm 100 ppm 金属粉尘含量 5 mg/kg 20 mg/kg 10 mg/kg 油液沉积物 0.1%1%0.5%4.2 润滑系统设计改进 4.2.1 循环系统优化 润滑油循环系统的设计和优化对于保证润滑系统的正常运行和润滑效果至关重要。确保润滑油循环系统的密封性。通过采用合适的密封件和密封技术，防 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 12 止润滑油泄漏和外界杂质的侵入。良好的密封性可以保持润滑油的清洁度和性能稳定。优化润滑油循环的流量和压力控制。根据设备的工作要求，确保润滑油在系统内的循环流量和压力处于合适的范围。过高或过低的流量和压力都会影响润滑油的供给和循环效果，可能导致润滑不足或过多的油液损失。设计合理的过滤系统。通过合适的过滤器和滤芯，有效去除润滑油中的固体颗粒和杂质，保持润滑油的清洁度。过滤系统的设计应考虑到润滑油的流量和精度要求，确保过滤效果达到预期目标。4.2.2 供给系统改进 润滑剂供给系统的设计和改进对于确保润滑剂的准确供给和均匀分布至关重要。考虑润滑剂的供给方式。根据机械设备的要求和润滑点的位置，选择合适的供给方式，例如滴油供给、喷雾供给或润滑剂泵供给等。不同的供给方式适用于不同的润滑点，确保润滑剂能够有效到达摩擦表面。设计合理的润滑剂供给管道和连接件。供给管道的直径、长度和布局应根据润滑剂的性质和流量要求进行合理设计。同时，选择优质的连接件和密封件，防止润滑剂泄漏和杂质侵入。采用自动润滑系统进行供给。自动润滑系统可以提供精确的润滑剂供给，根据设备的工作状态和润滑需求进行自动调节，避免了人工润滑的不确定性和误差。通过使用自动润滑系统，可以确保润滑剂的准确供给，提高润滑效果和工作效率。另外，应注意润滑剂的储存和保护。4.3 工作条件和操作控制 4.3.1 温度和压力控制 温度和压力是润滑油运行过程中需要重点关注的两个参数。过高或过低的温度和压力都可能导致润滑故障，因此需要严格控制在合理的范围内。对于温度控制，应确保润滑油在设备运行过程中能够保持在适宜的工作温度范围内。因此，采取措施如安装冷却系统、调整润滑油的选用和增加绝热材料等，以确保润滑油的工作温度处于适宜范围。对于压力控制，应确保润滑系统能够提供足够的油压，以确保润滑剂能够顺利到达润滑点并形成润滑膜。同时，要避免过高的压力，防止因压力过大造成的油脂泄漏和系统的损坏。通过使用合适的泵和压力控制装置，调整润滑系统的工作压力，以确保压力处于适宜范围(见表 3)。4.3.2 负荷和速度控制 负荷和速度是润滑剂在工作过程中所受的两个主要影响因素。负荷和速度的变化都会影响润滑剂的消耗和润滑效果，因此需要进行控制和调整。对于负荷控制，应确保润滑系统能够根据设备的工作负荷变化，调整润滑剂的供给量。在高负荷运行时，润滑剂的供给量应增加，以确保摩擦表面形成足够的润滑膜。在低负荷或停机时，润滑剂的供给量可以适当减少，避免油品过度消耗和浪费。对于速度控制，应根据设备的工作速度变化，调整润滑剂的供给速度。高速运行时，润滑剂的供给速度应相应增加，以保证润滑剂能够在短时间内达到润滑点，并形成稳定的润滑膜。低速运行时，润滑剂的供给速度可以适当减少，避免过多的润滑剂积聚在润滑点，引起堵塞或过度润滑。为了实现负荷和速度的有效控制，可以采用自动化控制系统。5 结论 化工机械润滑故障对生产运行和设备可靠性产生严重影响。导致故障的原因包括润滑油品质量问题、润滑系统设计问题和工作条件操作问题。为了控制润滑故障，需注意油品的筛选和规范、监测和分析，优化润滑系统的循环和供给系统，以及控制温度、压力、表 3 常见温度和压力控制数据 设备类型 工作温度范围（C）最低工作温度（C）最高工作温度（C）工作压力范围（bar）最低工作压力（bar）最高工作压力（bar）泵-40 200-40 200 0.5 50 0.5 50 反应器 100 400 100 400 1 100 1 100 搅拌设备 20 100 20 100-输送设备-20 80-20 80 1 20 1 20 刮板器和擦拭装置 80 150 80 150-阀门和密封件-50 250-50 250 0.2 10 0.2 10 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 13 负荷和速度。展望未来，随着科技的进步和应用的推广，化工机械润滑将迎来更加智能化、精细化和可持续的发展。润滑技术将更加注重绿色环保、节能减排和资源利用的可持续性，推动润滑材料的创新和润滑系统的智能化。同时，大数据和人工智能的应用将为润滑管理提供更精准的预测和优化策略，减少故障风险，提高设备的可靠性和运行效率。参考文献 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