關于船機潤滑油的“小秘密”

導讀

隨著船舶工業的不斷發展，各種類型的船用柴油機經過幾十年的不斷發展，各種性能都有很大提高，科學技術的高速發展，各種新材料、新技術也越來越多的運用在船舶柴油機上，趨向于高溫、高壓、大功率、低排放（NO…）、低油耗（低燃油消耗和低潤滑油消耗）、高的可靠性等。

1、船用潤滑油市場簡述

2008年，在金融危機爆發前，全球船用潤滑油市場達到300萬千升，從扇形船用潤滑油分布圖中可以看出：其中散貨船、油輪和集裝箱船占57%，其他主要是化學品船、雜貨船、漁船、游輪、輪渡等等。

2008年全球加油量為300萬千升，亞太地區供應量占全球供應量的40%左右，大約有120萬千升，歐洲地區供應量占全球供應量的35%左右，大約有105萬左右，美洲占15%，非洲、中東和印度約占10%。

由于船舶流動性大、技術服務水平高、供應要求及時、便捷等特點，需要國際上各石油公司在產品、網絡和服務各方面全面發展。隨著全球生產一體化的進展，生產產業鏈的全球配置已經形成新的分工協作體系，國際石油公司重組合兼并，大的跨國石油聯盟紛紛成立，目前僅EXXON/MOBIL、SHELL、BP/CASTROL、TOTAL、CHEVRON等5家石油公司在國際船用油市場達到90%以上的占有率。

2、船用柴油機油性能及選用

2.1船用柴油機的分類

船用柴油機按其運轉速度分為三種：

（1）高速柴油機，轉速高于1500rpm；

（2）中速柴油機，轉速在1500到1000m之間；

（3）低速柴油機，轉速低于1000rpm。

2.2船用柴油機油的性能

船舶柴油機要求潤滑油具備以下性能：

清潔性：清除部件表面形成漆皮和沉淀物的能力；

分散性：把不溶物懸浮在油中而不會沉積下來的能力；

熱穩定性和抗氧化性：抵抗高溫和空氣氧化的能力；

中和性：中和燃燒期間所產生的酸的能力，即抗腐蝕磨損的能力；

抗拉缸性能：在高溫條件下保持潤滑油油膜的能力；

抗乳化性：受污染時能與水分離的能力；

抗水解的能力：抵抗水對添加劑的影響的能力；

離心分離性和過濾性能：有分離出不溶物的能力；

抗泡沫性能：滑油受激烈攪動時，抵抗氣泡形成的能力。

2.3船用柴油機油的選用

船舶潤滑油是船用柴油機必須使用的專用潤滑油。它具有良好的耐水性和高堿值（減低高硫劣質燃料帶來的酸性腐蝕）等獨有特性，是陸用柴油機油無法替代的。船用潤滑油的選擇主要考慮以下兩方面。

粘度等級：船用潤滑油的粘度比較單一，航行環境氣溫偏高、發動機工況較差者應選用粘度等級高為宜，反之，可選擇粘度較低油品。

質量等級：船用油的質量等級是以油品總堿值（TBN）的大小來區分的。油品堿值的選擇十分重要：堿值過小，油品的酸中和能力不足會造成腐蝕磨損；堿值過大，添加劑量增大，也將增大油品的成本。

（1）船用系統油

系統油主要用于十字頭發動機曲軸箱的潤滑，曲軸箱和氣缸之間由填料箱密封，燃燒產物和雜質不會進入曲軸箱中，使用環境相對（氣缸油和中速機油）緩和，一般選擇堿值稍低油即可。

（2）船用氣缸油的選擇

首先應考慮燃料的硫含量。此外，在根據燃料硫含量選擇氣缸油堿值的同時，還應考慮柴油機的增壓度。對低增壓二沖程柴油機，燃料油硫含量不超過3%時，可選擇TBN40的氣缸油，對中、高增壓的柴油機，燃料油硫含量大于2%時，就得選用TBN為5070的氣缸油，目前用量較大的氣缸油主要有5040、5070等。

（3）船用中速筒狀活塞柴油機油

船用中速筒狀機油兼有氣缸油和系統油二者的全部特性，曲軸箱和氣缸之間沒有分開，燃燒產物和雜質會隨未燃燒的中速機油沿著缸套流入進入曲軸箱中，潤滑工況苛刻，對潤滑油的使用要求更高，其選擇也要根據發動機工況及燃料油含硫量選用。

目前經常使用的中速機油有4015、4030、4040等。

3、船用潤滑油使用常見案例分析

案例1：系統油粘度、水分增長過快原因分析

某船發動機使用二沖程十字頭系統油，累計運行時間50000h后，船上反映近期油品很臟、有水，經對油樣化驗分析，發現系統油粘度增長幅度達到85%，水分達到1%以上，不溶物含量較高，立即更換大部分新油，運轉1000h后，對分油機前油樣進行化驗分析，油品粘度仍有較快增長，水分達到1%左右，不溶物含量偏高，對分油機后油樣進行化驗分析，發現粘度和不溶物含量變化不大，但水分含量卻有增長，對油樣進行金屬含量分析，顯示油中鐵、釩含量均超出正常值，可能油品受來自燃料油及盤根箱廢油的污染。

上船了解實際工況，發現該發動機活塞環在正常的更換周期內未進行更滑，磨損嚴重、變形，間隙過大，造成燃燒不好，燃料油及燃燒產物漏入盤根箱，盤根箱使用時間長，維護不好，密封效果差，致使燃料油及燃燒產物和盤根箱中廢油一起漏入曲軸箱中，使得曲軸箱中系統油變質速度加快，油泥增多，油品粘度和不溶物含量增長速度較快。

從分油機前后油樣分析數據對比來看，分油機分離效果不明顯，且水分有增大現象，船上檢查分油機系統后發現，分油機內蒸汽線有內漏現象，造成油品經分油機后水分增大。該船分油機開動后加熱溫度低于55℃，油品分離時粘度較大，分離效果較差。

案例2：曲軸箱臟污原因分析

某船主機為中速機，燃燒重質燃料油，長期使用某牌DCB4030（TBN30）中速筒狀活塞柴油機油，近期突然反應曲軸箱內油泥很多、很臟，有粘環現象。立即取在用潤滑油樣和燃料油進行分析，本次潤滑油樣分析結果與前次分析結果對比來看，該油粘度、不溶物有明顯上升和增加，特別是堿值有明顯下降，與長期以來在用潤滑油定期分析變化趨勢不符。燃料油分析結果來看，除硫含量低于0.5%以外，其他各項指標均符合180CST的標準，且殘渣過多。

經與船上溝通潤滑油和燃料油采購和使用情況，船上表示，由于近期燃料油中硫含量較低，為降低潤滑油成本，就私自更換使用CD40（TBN4）左右，導致在用油堿值明顯下降。

由于國際上對排放要求越來越嚴，因此，燃料油均降低硫含量，但瀝青質等雜質含量未降，燃油及其不完全燃燒產物對潤滑油的污染依然很高，如果潤滑油的溶解及分散性能不足，瀝青質就容易在曲軸箱表面、燃油泵、活塞等部分形成沉積物，俗稱“黑漆”。潤滑油中的高堿值清凈劑除具有酸中和作用外（潤滑油中清凈劑含量越高，堿值TBN也越高），還有清凈效果，有助于分散燃油污染的瀝青質而提高潤滑油的清凈分散性能，保持發動機活塞、曲軸箱干凈，某些清凈劑還具有抗氧化效果。選擇油品不能僅根據硫含量選擇潤滑油的堿值，還要看其高溫情境性和抗氧化能力。因此，使用CD40后，不足以滿足使用要求，導致對在用機油使用性能和壽命影響較大，粘度和不溶物上升較快，曲軸箱臟污、活塞環粘結，嚴重影響航行安全。

現代大型船舶柴油機使用燃料越來越惡劣，對船用潤滑油的要求也越來越高，在選用時，需要結合燃料油的綜合性能，確定適當的潤滑油。

每一種潤滑油都必須根據柴油機技術的發展不斷更新，在最新機型上實船試驗后，獲得柴油機廠商的認可和推薦，在選用時，盡量選用通過柴油機廠商認證的油品。

船用發動機油要求及使用維護與陸用發動機油明顯不同，需要定期對在用油進行監測，通過分析，掌握設備當前潤滑與磨損狀態，對綜合試驗結果，從設備運行工況、成本、安全等方面全面考慮，及時采取有效措施，減緩油品劣化，減少不必要的損失和浪費，確保設備長周期可靠運行。