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從海螺水泥集團(tuán)500個(gè)油樣的分析結(jié)果看企業(yè)設(shè)備潤(rùn)滑管理的誤區(qū) 丁光健博士/上海潤(rùn)道潤(rùn)滑技術(shù)有限公司 設(shè)備換油是設(shè)備潤(rùn)滑維護(hù)和管理的重要內(nèi)容和技術(shù)性決策。隨著世界石油價(jià)格扶搖直上，潤(rùn)滑油價(jià)格也屢創(chuàng)新高。競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的利潤(rùn)減少和潤(rùn)滑油成本的增加，迫使企業(yè)更加關(guān)注怎樣才能在不使用高價(jià)格的潤(rùn)滑油的前提下，既能延長(zhǎng)換油期又能延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。魚(yú)與熊掌，能否兼得？從傳統(tǒng)的設(shè)備潤(rùn)滑理念看來(lái)，這個(gè)想法乍聽(tīng)似乎荒唐。然而，現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑卻將之成為現(xiàn)實(shí)。本文根據(jù)海螺水泥在2005年送檢的500個(gè)油樣的分析結(jié)果，從理念，實(shí)踐，技術(shù)和效益的各個(gè)層面對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備潤(rùn)滑與現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的沖突進(jìn)行深度解讀，旨在讓我國(guó)企業(yè)的設(shè)備管理層透過(guò)這一案例分析，了解傳統(tǒng)設(shè)備潤(rùn)滑的弊端，領(lǐng)略現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的獨(dú)特魅力。 海螺水泥的設(shè)備換油策略 海螺水泥集團(tuán)是我國(guó)超大型企業(yè)，世界第二大水泥生產(chǎn)企業(yè)。世界水泥雜志評(píng)論說(shuō)“世界水泥看中國(guó)，中國(guó)水泥看海螺”，可見(jiàn)海螺水泥作為中國(guó)水泥龍頭老大的影響力。 海螺水泥在幾年前開(kāi)始推行設(shè)備按質(zhì)換油策略。 規(guī)定凡是潤(rùn)滑油容量在200升以上的設(shè)備，在接近或達(dá)到計(jì)劃換油期時(shí)，應(yīng)取潤(rùn)滑油樣品，按照有關(guān)換油標(biāo)準(zhǔn)中的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。只有油樣分析結(jié)果達(dá)到或超出國(guó)家換油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo)范圍的設(shè)備才可換油，見(jiàn)圖1。 圖1 海螺水泥設(shè)備換油策略 按質(zhì)換油策略依據(jù)的是國(guó)家或石化部門(mén)制定的換油標(biāo)準(zhǔn)。 例如，閉式齒輪油的換油標(biāo)準(zhǔn)（SH/T 0586-94）就是其中之一，見(jiàn)表1。 表1 CKC工業(yè)閉式齒輪油換油指標(biāo)（SH/T 0586-94） 項(xiàng)目 換油指標(biāo) 試驗(yàn)方法 項(xiàng)目 換油指標(biāo) 試驗(yàn)方法 外觀 異常 目測(cè) 機(jī)械雜質(zhì) /% 0.5 GB/T511 運(yùn)動(dòng)粘度變化率（40）/% +15或-20 GB/T265 銅片腐蝕(100，3h） 2 b GB/T5096 水分/% 0.5 GB/T260 梯姆肯OK值 133.4N GB/T11144 基于這種換油策略，海螺水泥集團(tuán)在2005年共向上海潤(rùn)道公司合肥服務(wù)中心送檢了500多個(gè)油樣。所有油樣均按換油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試項(xiàng)目分析。根據(jù)換油標(biāo)準(zhǔn)，油樣分析結(jié)果大致可分成三類(lèi)狀態(tài)： 可繼續(xù)使用（正常樣品）： 潤(rùn)滑油所有性能指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不需換油，繼續(xù)使用； 應(yīng)換油樣品： 一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)接近或剛超出標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)換油； 早該換油樣品： 一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，現(xiàn)在換油已對(duì)設(shè)備造成損害，早就該換。例如，油樣已嚴(yán)重乳化或肉眼已可觀察到大量金屬顆粒等均屬此類(lèi)。 500個(gè)油樣的三類(lèi)狀態(tài)樣品的統(tǒng)計(jì)結(jié)果示于圖2。 圖2 三類(lèi)狀態(tài)油樣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明： 45%的設(shè)備不應(yīng)換油。通過(guò)分析，這些按照時(shí)間或計(jì)劃本應(yīng)換油的設(shè)備可不必?fù)Q油，節(jié)省了停機(jī)時(shí)間和潤(rùn)滑油成本； 31%的設(shè)備恰好到時(shí)該換油，避免了過(guò)早或過(guò)晚?yè)Q油，提現(xiàn)了按質(zhì)換油的價(jià)值； 24%的設(shè)備雖然該早換，但畢竟油液分析把這些問(wèn)題揀出來(lái)了，避免了進(jìn)一步的影響甚至失效。 顯然，海螺實(shí)施的按質(zhì)換油策略是有積極意義的。它超越了傳統(tǒng)的設(shè)備潤(rùn)滑的定時(shí)換油和機(jī)械地照搬OEM規(guī)定的換油期，是在傳統(tǒng)設(shè)備潤(rùn)滑基礎(chǔ)上的重要改進(jìn)。特別是，相比較那些不知油液分析為何物，從不做油液分析，認(rèn)為油液分析沒(méi)有用的企業(yè)，海螺水泥的做法高出一籌。即使在現(xiàn)在，我國(guó)能夠?qū)嵤┻@一潤(rùn)滑管理措施的企業(yè)亦不多見(jiàn)。 坊間相傳海螺水泥素以管理水平先進(jìn)著稱(chēng)，確非浪得虛名。 海螺水泥換油策略對(duì)設(shè)備壽命磨損和可靠性的影響 按質(zhì)換油策略依據(jù)的是我國(guó)的有關(guān)換油標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)主要測(cè)試油品的變質(zhì)和污染程度，以控制潤(rùn)滑油的理化性能和污染在一定范圍內(nèi)，從而起到保護(hù)設(shè)備，免于過(guò)度磨損甚至失效。這些標(biāo)準(zhǔn)基本不涉及對(duì)機(jī)器磨損狀態(tài)的評(píng)價(jià)。那么，海螺水泥的這種做法，即換油前取個(gè)樣，測(cè)試一下?lián)Q油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的項(xiàng)目，到底對(duì)機(jī)器的保護(hù)效果如何？為此，我們從三類(lèi)狀態(tài)油樣中各選擇1-2個(gè)有代表性的齒輪油樣品，進(jìn)行了污染度和鐵譜磨損顆粒分析。 表2是這些油樣的換油檢測(cè)結(jié)果，污染度以及磨損顆粒分析結(jié)果。典型的磨損顆粒圖像列于圖3-5。 表2 抽檢樣品的分析數(shù)據(jù) 測(cè)試項(xiàng)目 從三類(lèi)油樣中選擇的有代表性的樣品的試驗(yàn)結(jié)果 換油指標(biāo) 正常，繼續(xù)使用 達(dá)到換油指標(biāo) 嚴(yán)重超標(biāo)，換油太晚 外觀 正常 異常，輕度乳化，可見(jiàn)沉積物 異常，有異味，明顯沉積物和乳化 異常 黏度，cSt400C 增加5-10 增加5-10% 增加10-15% +15或-20 水分,% 0.10.2% 0.2% 0.5% 0.5 機(jī)械雜質(zhì), % 0.2-0.35% 0.5% 0.5% 0.5 銅片腐蝕(100,3h)/級(jí) 2b 3 b 3b 3 b級(jí) 梯姆肯OK值/N 133.4 133.4 133.4 133.4N ISO 污染度 ISO23/21/19-ISO24/22/20- 太臟，不能用自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)儀 太臟，不能用自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)儀 未列入 分析鐵譜 不正常的黏著和切削磨損，尺寸達(dá)100-200mm, 濃度超過(guò)正常水平 嚴(yán)重黏著和疲勞磨損顆粒伴有明顯的高溫氧化。嚴(yán)重的顆粒污染導(dǎo)致齒輪接觸表面的過(guò)度磨損和擦傷。 嚴(yán)重黏著和疲勞磨損顆粒，尺寸達(dá)200-500mm伴有嚴(yán)重的過(guò)熱氧化和擦傷痕跡。齒輪呈早期失效癥狀。 未列入 圖3 可繼續(xù)使用樣品中的磨損顆粒 磨損超過(guò)正常水平，導(dǎo)致齒輪箱壽命減短 圖4 應(yīng)予換油的樣品中的磨損顆粒 磨損過(guò)高，嚴(yán)重降低齒輪壽命 圖5 嚴(yán)重超標(biāo)油樣中的磨損顆粒 換油太晚造成齒輪過(guò)度磨損，并可能導(dǎo)致突發(fā)性失效 磨損分析的結(jié)果令人吃驚地表明，不論齒輪油處于何種狀態(tài)范圍，齒輪箱的磨損及表面損傷程度均已超出可以接受的水平： 45%的正常油樣：這些樣品所測(cè)指標(biāo)均在換油標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。按照換油標(biāo)準(zhǔn)，這些樣品的理化性能和污染水平正常，可繼續(xù)使用。然而，按照現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的污染控制實(shí)踐，當(dāng)水分增加到0.1%時(shí)，滾動(dòng)軸承的使用壽命已降低了65%；而當(dāng)潤(rùn)滑油污染度從ISO18/16/13增加到ISO24/22/20時(shí)，齒輪箱壽命已降低了70%。顯然，海螺水泥早就應(yīng)該采取措施，不讓水分和顆粒污染發(fā)展到這個(gè)地步，從而延長(zhǎng)設(shè)備和潤(rùn)滑油的使用壽命。更為有害的是，根據(jù)換油策略，海螺水泥認(rèn)為這些設(shè)備正常，并不對(duì)這些潤(rùn)滑油作任何維護(hù)措施，繼續(xù)使用，直至發(fā)展到接近甚或超出換油標(biāo)準(zhǔn)。 31%的應(yīng)換油樣品： 更換這些潤(rùn)滑油確實(shí)避免了不少設(shè)備的失效，也一定程度上免于過(guò)度磨損。但此時(shí)潤(rùn)滑油的劣化和污染（水分0.5%，顆粒污染已太嚴(yán)重以至于超出自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)儀的測(cè)量限度）已對(duì)設(shè)備造成更大損害。對(duì)這部分設(shè)備，海螺水泥的換油策略任憑水和雜質(zhì)顆粒在潤(rùn)滑油中安營(yíng)扎寨，養(yǎng)虎為患，放縱嚴(yán)重污染的潤(rùn)滑油肆虐設(shè)備。 24%的換得太晚樣品：顯然，這些樣品對(duì)應(yīng)的是高的失效，降低了的設(shè)備使用壽命。 海螺水泥換油策略與現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的沖突 海螺水泥的按質(zhì)換油策略是一種經(jīng)過(guò)改良的傳統(tǒng)潤(rùn)滑管理，本質(zhì)上仍然是被動(dòng)維修。圖6給出的是現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的主動(dòng)維護(hù)策略。兩者之間最大的區(qū)別在于怎么動(dòng)，主動(dòng)控制潤(rùn)滑狀態(tài)還是被油牽著走？不同的“動(dòng)”法就導(dǎo)致兩種不同的結(jié)局：一個(gè)是等油“壞”了修（換油），一個(gè)是注重護(hù)，像愛(ài)護(hù)心臟與血液一樣關(guān)注機(jī)器和潤(rùn)滑油。稍有感冒不適，就找出原因，及早排除，以永保健康?！靶蕖迸c“護(hù)”僅一字之差，在理念，實(shí)踐和效益上卻天壤之別！ 海螺水泥的換油策略錯(cuò)誤地理解和使用換油標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的尺度或范圍作為潤(rùn)滑管理的指導(dǎo)。殊不知，這些換油標(biāo)準(zhǔn)的主要功能在于防止?jié)櫥瓦^(guò)度使用而導(dǎo)致設(shè)備失效。因此，這些換油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的界限是潤(rùn)滑油不可使用的極端狀態(tài)。 它既不能用來(lái)對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，也不能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)備壽命周期內(nèi)的維修成本最小化和生產(chǎn)效益最大化。 表3 列出了海螺水泥換油策略和主動(dòng)性潤(rùn)滑維護(hù)策略的十大差別。其關(guān)鍵區(qū)別在于：主動(dòng)性潤(rùn)滑維護(hù)基于效益最大化設(shè)立嚴(yán)格的控制指標(biāo)，例如設(shè)定污染度為ISO17/15/12。這樣，早期的，處在萌芽階段的“小”問(wèn)題，例如過(guò)濾器失效或堵塞等，就可能導(dǎo)致污染度升至ISO20/18/15。這個(gè)ISO20/18/15 低于換油標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的機(jī)械雜質(zhì)的0.5%，甚至小于0.1%。然而，它超出了設(shè)定的目標(biāo)污染度ISO17/15/12。這個(gè)超標(biāo)導(dǎo)致了過(guò)濾器故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。工廠根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果更換濾器。潤(rùn)滑油恢復(fù)至目標(biāo)范圍內(nèi)，污染超標(biāo)造成的輕度磨損剛露頭就被發(fā)祥和控制。如果采用換油標(biāo)準(zhǔn)中的機(jī)械雜質(zhì)0.5%作為限度（注意：機(jī)械雜質(zhì)0.5%意味著又太臟，已超過(guò)了自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)儀的測(cè)量限度），這個(gè)故障就不能被發(fā)現(xiàn)，也就錯(cuò)過(guò)了最佳的維護(hù)時(shí)刻。于是乎，顆粒污染導(dǎo)致磨損增加，磨損增加導(dǎo)致油溫增加，作為催化劑的金屬顆粒濃度增加，潤(rùn)滑油氧化增加，。，由此形成惡性循環(huán)。等到顆粒濃度超過(guò)0.5%（機(jī)械雜質(zhì)），潤(rùn)滑油和設(shè)備已過(guò)了可逆故障階段，回天乏術(shù)，只有換油。 圖6 主動(dòng)性潤(rùn)滑維護(hù)策略 表3 兩種潤(rùn)滑維護(hù)策略的全面比較 海螺水泥換油策略 主動(dòng)性維護(hù)策略 1 為什么取樣分析？ 要不要換油 監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油和機(jī)器狀態(tài)，進(jìn)而控制潤(rùn)滑油狀態(tài) 2 什么時(shí)候取樣？ 設(shè)備臨近或已到計(jì)劃換油期 連續(xù)定期取樣 3 取幾次油樣？- 通常只取1個(gè)；為了看看該不該換油。 取決于設(shè)備和潤(rùn)滑油壽命，通常連續(xù)取樣建立狀態(tài)變化趨勢(shì) 4 分析什么項(xiàng)目？ 嚴(yán)格按照有關(guān)換油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的項(xiàng)目測(cè)試。一般不做換油標(biāo)準(zhǔn)中未列入的分析項(xiàng)目。 潤(rùn)滑油理化性能，固體和液體污染，以及機(jī)器磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)等 5 怎么設(shè)立控制 指標(biāo)？ 潤(rùn)滑油“壞”到不能再用，基于潤(rùn)滑事故和失效預(yù)防，僅對(duì)基本的理化性能和水分，雜質(zhì)有要求。非常寬松 基于油和機(jī)器的壽命延長(zhǎng)，強(qiáng)調(diào)早期發(fā)現(xiàn)早期根除。對(duì)油和機(jī)器全面嚴(yán)格設(shè)限，推動(dòng)企業(yè)上臺(tái)階。 6 有無(wú)故障診斷和機(jī)器磨損狀態(tài)評(píng)價(jià)？ 僅僅測(cè)試數(shù)據(jù)。給出潤(rùn)滑油是否超標(biāo)，是否應(yīng)該換油的結(jié)論?；静簧婕皺C(jī)器磨損狀態(tài)的評(píng)價(jià)。 測(cè)試數(shù)據(jù)和故障診斷。對(duì)油品性能，污染水平和來(lái)源，機(jī)器磨損嚴(yán)重度與磨損形式等進(jìn)行評(píng)價(jià)并提供建議 7 能否進(jìn)行趨勢(shì)分析？ 通常不可以。因?yàn)橐淮螕Q油期只做1個(gè)油洋。對(duì)設(shè)備管理的指導(dǎo)價(jià)值有限 可進(jìn)行油品的理化性變質(zhì)趨勢(shì)分析，潤(rùn)滑油污染能趨勢(shì)分析，以及機(jī)器磨損狀態(tài)的趨勢(shì)分析?；谮厔?shì)分析可預(yù)測(cè)失效和指導(dǎo)維修等 8 分析技術(shù)的精度和先進(jìn)性如何？ 基本的理化分析手段。大多使用手動(dòng)測(cè)試，誤差較大。如水分和機(jī)械雜質(zhì)的測(cè)量精度達(dá)不到狀態(tài)控制的目的。機(jī)械雜質(zhì)的測(cè)量方法國(guó)外很少用。 主要采用KF法精密測(cè)量水分，激光自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)儀測(cè)量固體顆粒污染度，各種磨損顆粒監(jiān)測(cè)儀器，如等離子體發(fā)射光譜，鐵譜，PQ儀等現(xiàn)代化技術(shù)監(jiān)測(cè)機(jī)器磨損，等等 9 工廠怎么看待分析結(jié)果？- 主要關(guān)注潤(rùn)滑油是否超標(biāo)。如果接近或超出標(biāo)準(zhǔn)則換油；如果沒(méi)有超出則繼續(xù)使用。 全面關(guān)注油和機(jī)器狀態(tài)，基于狀態(tài)指導(dǎo)維護(hù)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)性狀態(tài)控制，將故障消除在早期的可逆階段，著眼于消除導(dǎo)致潤(rùn)滑油更換設(shè)備失效的根源，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑管理 10 效果有什么不同？ 節(jié)省不必要的換油，避免潤(rùn)滑油過(guò)度使用對(duì)設(shè)備的損害。對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備和潤(rùn)滑油壽命，提高設(shè)備利用率的價(jià)值有限 可數(shù)倍延長(zhǎng)潤(rùn)滑油和機(jī)器使用壽命，達(dá)到設(shè)備全使用周期內(nèi)的維修成本最小化和效益最大化 表面看來(lái)，海螺水泥換油策略所導(dǎo)致的種種弊端與理解和執(zhí)行換油標(biāo)準(zhǔn)的偏差有關(guān)，但實(shí)質(zhì)上反映的卻是我國(guó)企業(yè)設(shè)備管理層缺乏對(duì)現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的全面了解。很難設(shè)想，像海螺水泥這樣的注重管理，目光敏銳，敢為天下先的超大型企業(yè)，一旦了解了現(xiàn)代設(shè)備潤(rùn)滑的全貌和價(jià)值后，能不全力推行嗎？ 上海潤(rùn)道潤(rùn)滑技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)丁光健博士簡(jiǎn)介： 丁光健博士現(xiàn)為上海潤(rùn)道潤(rùn)滑技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)，澳大利亞lubrosoft潤(rùn)滑-咨詢(xún)公司主管。他曾在廣州機(jī)械研究院從事磨損和潤(rùn)滑監(jiān)測(cè)達(dá)10年之久，后去澳大利亞MONASH大學(xué)獲機(jī)械工程博士學(xué)位并任該校維修技術(shù)學(xué)院教授級(jí)研究工程師。曾任澳大利亞BHP（必和比托）公司在全球100多個(gè)廠礦企業(yè)的潤(rùn)滑技術(shù)首席咨詢(xún)師。 丁博士從事磨損顆粒分析的研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用已有27年之久，是國(guó)際公認(rèn)的磨損顆粒分析權(quán)威，也是應(yīng)邀參加起草ASTM（美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)）有關(guān)磨損顆粒識(shí)別的名詞術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作的位國(guó)際專(zhuān)家中唯一的華人學(xué)者。他在1