對于在應用中改用磺酸鈣(CS)潤滑脂這一點,許多鋰基潤滑脂使用者已經意識到,其具有明顯的成本和性能優勢。然而,并非所有的磺酸鈣潤滑脂都是相同的:基于現場試驗經驗,雅富頓解釋了順利轉換的關鍵成功因素,以及如何從良好的合作伙伴關系中真正獲得回報。
刊登在 2023 年 4月版的《Lube》雜志上。
對于在應用中改用磺酸鈣(CS)潤滑脂這一點,許多鋰基潤滑脂使用者已經意識到,其具有明顯的成本和性能優勢。然而,并非所有的磺酸鈣潤滑脂都是相同的:基于現場試驗經驗,雅富頓解釋了順利轉換的關鍵成功因素,以及如何從良好的合作伙伴關系中真正獲得回報。
除電子行業的需求外,電動汽車電池需求的不斷增長導致許多稀有金屬成本大幅上升。在過去三年,氫氧化鋰的價格已經增長為了原來四倍多,這使鋰基潤滑脂不再能夠在成本和性能之間取得平衡。
如今,磺酸鈣的價格比鋰更有競爭優勢,也更穩定,磺酸鈣作為潤滑脂稠化劑的吸引力與日俱增。磺酸鈣通常在要求結構穩定和有效潤滑的應用中發揮更好的作用,尤其是在高溫、重載或沖擊載荷與潮濕的條件下。
依據雅富頓與原始設備制造商(OEM)和客戶的經歷、協作和討論,如欲順利改用正確的磺酸鈣潤滑脂,應考慮三個關鍵因素:性能平衡、兼容性和使用壽命。
性能的重新平衡
每種類型的稠化劑都能為成品潤滑脂帶來不同的優勢,并塑造出關鍵性能,如結構穩定性、熱穩定性、載荷能力和防水性。磺酸鈣稠化劑在這些方面都具有內在的良好性能,并可以作為性能添加劑大幅降低添加劑成本,使潤滑脂制造商受益。但是,并非所有的磺酸鈣潤滑脂都可以互換。
傳統上,磺酸鈣潤滑脂與鋰基潤滑脂相比,含有更高比例的稠化劑。在汽車輪轂軸承等應用中,都會導致潤滑脂隨著時間的推移而變硬。幸運的是,如今出現了一種創新型磺酸鈣潤滑脂生產工藝,可以最大限度地減少稠化劑的含量(以及硬化的風險)——節省制造的時間和成本,同時經各方面證明,具有良好性能。
確保兼容性
在更換潤滑脂的類型時,能夠通過全面拆卸并使用溶劑清洗以完全去除之前潤滑脂,是很難做到的。更多的是,新潤滑脂只是置換舊潤滑脂。這就有可能存在兩種潤滑脂產生反應。
在更換前,您可以參考潤滑脂兼容性表。不過,正如Grease Technology Solutions LLC的Chuck Coe在其2019年論文《兼容性表很危險》中所指出的,這些表并不總是準確一致的。更重要的是,這些表中只說明了不同稠化劑之間的相互作用,并未考慮基礎油和/或性能添加劑之間的相互作用。這些化學物質之間的不兼容性會減弱稠化劑的結構,導致稠化劑質量較差或潤滑不足。確認兼容性的最可靠方法是將新潤滑脂和現有的潤滑脂混合,然后測試混合物的性能。
為確保不會出現意外情況,雅富頓通常會對新舊潤滑脂按照90-10、50-50和10-90混合物進行測試。ASTM D6158‘評估二元潤滑脂混合物的兼容性’是個很好的起點,考察了剪切載荷和熱載荷下的結構穩定性。有了比較樂觀的結果,然后可以進行對最終應用至關重要的任何其他測試,從而確保混合物具有所有相關特性。
潤滑脂的使用壽命
確定新潤滑脂(或潤滑脂混合物)具有必要的性能后,就必須檢查其在整個使用壽命期間是否能夠得到維護。包括定期油脂分析在內的現場試驗能提供最好的證明。
現場試驗需要周密規劃和精心管理,以確保試驗與應用相關,并得出可靠、有意義的結果。如需明確因果關系,必須始終使用全新的部件。試驗樣本的數量越多越好:從統計學角度看,樣本越多,越有助于平衡異常結果,并糾正可能出現的錯誤。在日常維修過程中,可能會丟棄和更換現場試驗部件;可能會錯誤地出售或報廢車輛和設備;任何事情都有可能發生!
在現場試驗結束時,獨立評估和驗證組件對于最大限度減少潛在偏差也是至關重要的。除實驗室測試外,這還為設備所有者提供了額外的保證:不僅是對尋求更換潤滑脂的設備所有者,而且對設備制造商也是如此,因為也許需要獲得他們的認證。
真實驗證
雅富頓與原始設備制造商密切合作,使用這種稠化劑含量更低的新型磺酸鈣潤滑脂進行了相關的現場試驗。在印度惡劣氣候條件下,這種新型潤滑脂成功通過了卡車輪轂軸承長期試驗之后,又面臨著保護煉鋼廠熱軋輥軸承的挑戰。在這種情況下,潤滑脂的結構和熱穩定性能至關重要,因為其要持續暴露在高負荷、高熱和濺水的環境中。
為了能夠支持在極端工作條件下實現最佳性能,現場試驗用的磺酸鈣潤滑脂采用了適當的復合添加劑。為了研究潤滑脂的實驗室性能,我們進行了廣泛的結構穩定性測試,包括四球燒結和磨損、滾動剪切穩定性和錐入度測試。在所有臺架試驗中,低稠化劑磺酸鈣潤滑脂的性能均符合或優于現有的鋰基潤滑脂,因此進入了試用階段。
圖1:煉鋼廠的極端運行條件
使用復合鋰基潤滑脂時,熱軋輥軸承每天需要加脂3次,每10天更換一次。改用磺酸鈣潤滑脂后,加脂間隔幾乎延長了十倍,從8小時延長到72小時,軸承的使用壽命也從10天延長到60天。這不僅大大節省了潤滑脂和維護成本,更重要的是避免了生產延誤及由此而產生的額外成本。這些結果在第二家煉鋼廠得到了驗證。
性能回報
如果采用了合適的磺酸鈣潤滑脂,就可以通過其獨特的性能優勢,即通過降低設備維護成本(例如軸承)和提高生產率(通過減少加脂的頻率來減少停機時間),從而實際節約成本。
雅富頓利用其專業知識與最終用戶和原始設備制造商密切合作,提供相關、可復制的測試和試驗。結合這些測試和試驗,能為所有利益相關者提供所需的保證。
改用正確的磺酸鈣潤滑脂后,您將很快獲得雙重效益。
圖2:汽車應用中的磺酸鈣潤滑脂
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