关于船机润滑油的“小秘密”

导读

随着船舶工业的不断发展，各种类型的船用柴油机经过几十年的不断发展，各种性能都有很大提高，科学技术的高速发展，各种新材料、新技术也越来越多的运用在船舶柴油机上，趋向于高温、高压、大功率、低排放（NO…）、低油耗（低燃油消耗和低润滑油消耗）、高的可靠性等。

1、船用润滑油市场简述

2008年，在金融危机爆发前，全球船用润滑油市场达到300万千升，从扇形船用润滑油分布图中可以看出：其中散货船、油轮和集装箱船占57%，其他主要是化学品船、杂货船、渔船、游轮、轮渡等等。

2008年全球加油量为300万千升，亚太地区供应量占全球供应量的40%左右，大约有120万千升，欧洲地区供应量占全球供应量的35%左右，大约有105万左右，美洲占15%，非洲、中东和印度约占10%。

由于船舶流动性大、技术服务水平高、供应要求及时、便捷等特点，需要国际上各石油公司在产品、网络和服务各方面全面发展。随着全球生产一体化的进展，生产产业链的全球配置已经形成新的分工协作体系，国际石油公司重组合兼并，大的跨国石油联盟纷纷成立，目前仅EXXON/MOBIL、SHELL、BP/CASTROL、TOTAL、CHEVRON等5家石油公司在国际船用油市场达到90%以上的占有率。

2、船用柴油机油性能及选用

2.1船用柴油机的分类

船用柴油机按其运转速度分为三种：

（1）高速柴油机，转速高于1500rpm；

（2）中速柴油机，转速在1500到1000m之间；

（3）低速柴油机，转速低于1000rpm。

2.2船用柴油机油的性能

船舶柴油机要求润滑油具备以下性能：

清洁性：清除部件表面形成漆皮和沉淀物的能力；

分散性：把不溶物悬浮在油中而不会沉积下来的能力；

热稳定性和抗氧化性：抵抗高温和空气氧化的能力；

中和性：中和燃烧期间所产生的酸的能力，即抗腐蚀磨损的能力；

抗拉缸性能：在高温条件下保持润滑油油膜的能力；

抗乳化性：受污染时能与水分离的能力；

抗水解的能力：抵抗水对添加剂的影响的能力；

离心分离性和过滤性能：有分离出不溶物的能力；

抗泡沫性能：滑油受激烈搅动时，抵抗气泡形成的能力。

2.3船用柴油机油的选用

船舶润滑油是船用柴油机必须使用的专用润滑油。它具有良好的耐水性和高碱值（减低高硫劣质燃料带来的酸性腐蚀）等独有特性，是陆用柴油机油无法替代的。船用润滑油的选择主要考虑以下两方面。

粘度等级：船用润滑油的粘度比较单一，航行环境气温偏高、发动机工况较差者应选用粘度等级高为宜，反之，可选择粘度较低油品。

质量等级：船用油的质量等级是以油品总碱值（TBN）的大小来区分的。油品碱值的选择十分重要：碱值过小，油品的酸中和能力不足会造成腐蚀磨损；碱值过大，添加剂量增大，也将增大油品的成本。

（1）船用系统油

系统油主要用于十字头发动机曲轴箱的润滑，曲轴箱和气缸之间由填料箱密封，燃烧产物和杂质不会进入曲轴箱中，使用环境相对（气缸油和中速机油）缓和，一般选择碱值稍低油即可。

（2）船用气缸油的选择

首先应考虑燃料的硫含量。此外，在根据燃料硫含量选择气缸油碱值的同时，还应考虑柴油机的增压度。对低增压二冲程柴油机，燃料油硫含量不超过3%时，可选择TBN40的气缸油，对中、高增压的柴油机，燃料油硫含量大于2%时，就得选用TBN为5070的气缸油，目前用量较大的气缸油主要有5040、5070等。

（3）船用中速筒状活塞柴油机油

船用中速筒状机油兼有气缸油和系统油二者的全部特性，曲轴箱和气缸之间没有分开，燃烧产物和杂质会随未燃烧的中速机油沿着缸套流入进入曲轴箱中，润滑工况苛刻，对润滑油的使用要求更高，其选择也要根据发动机工况及燃料油含硫量选用。

目前经常使用的中速机油有4015、4030、4040等。

3、船用润滑油使用常见案例分析

案例1：系统油粘度、水分增长过快原因分析

某船发动机使用二冲程十字头系统油，累计运行时间50000h后，船上反映近期油品很脏、有水，经对油样化验分析，发现系统油粘度增长幅度达到85%，水分达到1%以上，不溶物含量较高，立即更换大部分新油，运转1000h后，对分油机前油样进行化验分析，油品粘度仍有较快增长，水分达到1%左右，不溶物含量偏高，对分油机后油样进行化验分析，发现粘度和不溶物含量变化不大，但水分含量却有增长，对油样进行金属含量分析，显示油中铁、钒含量均超出正常值，可能油品受来自燃料油及盘根箱废油的污染。

上船了解实际工况，发现该发动机活塞环在正常的更换周期内未进行更滑，磨损严重、变形，间隙过大，造成燃烧不好，燃料油及燃烧产物漏入盘根箱，盘根箱使用时间长，维护不好，密封效果差，致使燃料油及燃烧产物和盘根箱中废油一起漏入曲轴箱中，使得曲轴箱中系统油变质速度加快，油泥增多，油品粘度和不溶物含量增长速度较快。

从分油机前后油样分析数据对比来看，分油机分离效果不明显，且水分有增大现象，船上检查分油机系统后发现，分油机内蒸汽线有内漏现象，造成油品经分油机后水分增大。该船分油机开动后加热温度低于55℃，油品分离时粘度较大，分离效果较差。

案例2：曲轴箱脏污原因分析

某船主机为中速机，燃烧重质燃料油，长期使用某牌DCB4030（TBN30）中速筒状活塞柴油机油，近期突然反应曲轴箱内油泥很多、很脏，有粘环现象。立即取在用润滑油样和燃料油进行分析，本次润滑油样分析结果与前次分析结果对比来看，该油粘度、不溶物有明显上升和增加，特别是碱值有明显下降，与长期以来在用润滑油定期分析变化趋势不符。燃料油分析结果来看，除硫含量低于0.5%以外，其他各项指标均符合180CST的标准，且残渣过多。

经与船上沟通润滑油和燃料油采购和使用情况，船上表示，由于近期燃料油中硫含量较低，为降低润滑油成本，就私自更换使用CD40（TBN4）左右，导致在用油碱值明显下降。

由于国际上对排放要求越来越严，因此，燃料油均降低硫含量，但沥青质等杂质含量未降，燃油及其不完全燃烧产物对润滑油的污染依然很高，如果润滑油的溶解及分散性能不足，沥青质就容易在曲轴箱表面、燃油泵、活塞等部分形成沉积物，俗称“黑漆”。润滑油中的高碱值清净剂除具有酸中和作用外（润滑油中清净剂含量越高，碱值TBN也越高），还有清净效果，有助于分散燃油污染的沥青质而提高润滑油的清净分散性能，保持发动机活塞、曲轴箱干净，某些清净剂还具有抗氧化效果。选择油品不能仅根据硫含量选择润滑油的碱值，还要看其高温情境性和抗氧化能力。因此，使用CD40后，不足以满足使用要求，导致对在用机油使用性能和寿命影响较大，粘度和不溶物上升较快，曲轴箱脏污、活塞环粘结，严重影响航行安全。

现代大型船舶柴油机使用燃料越来越恶劣，对船用润滑油的要求也越来越高，在选用时，需要结合燃料油的综合性能，确定适当的润滑油。

每一种润滑油都必须根据柴油机技术的发展不断更新，在最新机型上实船试验后，获得柴油机厂商的认可和推荐，在选用时，尽量选用通过柴油机厂商认证的油品。

船用发动机油要求及使用维护与陆用发动机油明显不同，需要定期对在用油进行监测，通过分析，掌握设备当前润滑与磨损状态，对综合试验结果，从设备运行工况、成本、安全等方面全面考虑，及时采取有效措施，减缓油品劣化，减少不必要的损失和浪费，确保设备长周期可靠运行。