高性能钢丝绳防护脂的研制

　　凌伟红 姜和基

　　(兰州石油化工公司润滑脂厂 730060)

　　摘 要： 介绍钢丝绳防护脂的性能要求,从基础油及稠化剂的选择等方面说明高性能钢丝绳防护脂(LG80)的研制过程,通过涂油实验、疲劳寿命实验及现场使用证明:高性能钢丝绳防护脂(LG80)具有较强的附着力,使用温度范围宽,滴点高,且不改变现有钢丝绳厂的涂油工艺。

　　关键词： 钢丝绳防护脂;研制;滴点;滑落

　　中图分类号： TG356. 16

　　1 概述

　　钢丝绳广泛应用于矿山、渔业、机械、游览、交通等行业,随着我国经济建设的发展和产业结构的调整,钢丝绳用户对钢丝绳脂的要求越来越高,不仅要求钢丝绳脂具有良好的防护性能,还要求滴点高(不小于80℃)、附着力强(滑落试验合格),对周围环境不会造成不良影响。

　　钢丝绳脂是烃基润滑脂非常重要的品种之一,分为钢丝绳表面脂和钢丝绳麻芯脂。钢丝绳表面脂主要用于钢丝绳的表面,在钢丝绳长期存放和使用过程中起防护和润滑等作用;钢丝绳麻芯脂用于浸渍钢丝绳中的麻绳芯,在钢丝绳使用过程中,不断地挤压、渗出油脂对钢丝绳起防腐和润滑作用,同时也保护麻芯不被腐蚀,使麻芯柔软不易发硬发脆。钢丝绳厂家一般采用钢丝绳表面脂涂覆钢丝绳表面,钢丝绳麻芯脂浸渍麻芯,以达到钢丝绳在使用和储存时的防锈、封存和润滑的目的[1 -2]。

　　钢丝绳表面脂现行标准为SH /T0387-2005,滴点不小于58℃,滑落试验为实测,产品质量标准

　　与用户的实际需要存在差距。

　　2 高性能钢丝绳防护脂

　　2. 1 高性能钢丝绳防护脂的性能要求

　　(1)耐高低温。使用钢丝绳的场所多为露天或地下,温度变化大,环境条件苛刻。钢丝绳防护脂不仅要求滴点高,而且低温性能要好,可满足温度变化大的地区及行业或季节使用。

　　(2)良好的防锈性。钢丝绳防护脂的重要作用是在储存和使用过程中保护钢丝绳不发生锈蚀,延长其使用寿命。

　　(3)良好的抗水性。钢丝绳使用环境通常潮湿或有淋水,钢丝绳防护脂应遇水不乳化,能有效防止水分的侵蚀。

　　(4)延长钢丝绳使用寿命。钢丝绳防护脂覆在钢丝绳表面的油膜有耐磨性,可有效延长钢丝绳的使用寿命。

　　2. 2 高性能钢丝绳防护脂的研制

　　高性能钢丝绳防护脂(简称LG80)由基础油(高黏度矿物油)、稠化剂、添加剂和结构稳定剂等制成。

　　通常钢丝绳脂中基础油(含蜡膏)的比例在95%左右,好的基础油(包括蜡膏)具有良好的氧化稳定性、抗水性和耐腐蚀性,可保证固体烃类等稠化剂形成晶核在基础油中成长并弥散[3],从而与结构稳定剂、添加剂等结合形成软膏状物质,使产品具有良好的黏附性和耐高低温性能。稠化剂的性能决定钢丝绳脂的滴点,而且对黏度、抗水性能、黏附性和低温性能均有影响。钢丝绳脂的防锈性能与添加剂性能、配伍性、加入量有关。结构稳定剂不仅可以提高钢丝绳脂的附着能力,还对低温性能有影响。故原料的选择和优劣是影响产品性能的关键因素。

　　2. 2. 1 基础油的选择

　　由于该产品对黏度和黏附性要求高,基础油的选择以高黏度或含蜡量高的油品为主,对混合后的基础油分析黏度、滴点和低温性,结果见表1。

　　由于基础油的性质是决定钢丝绳脂低温性能的关键,所以选择时首先考虑低温性合格的基础油配比。实验结果表明: 2#样低温性能合格,黏度较大,滴点低; 4#和6#样低温性能合格,但黏度小,滴点太低无法测定,所以基础油选择溶剂油和中含蜡油的混合物。

　　2. 2. 2 稠化剂的选择

　　稠化剂的种类很多,常见的有固体烃类地蜡、石蜡等,但稠化后的滴点普遍低于70℃,达不到指标要求。由于许多高分子聚合物具有软化点高、油溶性好的特点,如聚乙烯蜡、酚醛树脂、石油树脂等,稠化后基础油的滴点多在80℃以上,使用高分子聚合物作为稠化剂成为一种趋势。在基础油的混合物中加入不同高分子聚合物稠化剂,结果见表2。

　　试验结果表明, 3种稠化剂均可提高滴点,但稠化剂C在提高滴点、改善滑落方面效果最好。

　　2. 2. 3 技术指标和性能测试

　　将基础油混合物加入稠化剂C、结构稳定剂和防锈剂制成LG80,质量分析见表3。

　　分析结果符合技术指标要求。按照该工艺组织生产,产品检验合格后,在钢丝绳生产厂家和用户进行了使用试验。

　　2. 3 使用试验

　　2. 3. 1 涂油试验

　　生产出的LG80在2大钢丝绳生产厂家分别进行了股淋油和绳淋油试验,结果表明只需将加热温度提高到120℃,无需调整生产步骤和增加设备,厂家现有工况条件就可满足生产要求,油脂在钢丝绳表面的附着性能较普通钢丝绳表面脂有显著提高。

　　2. 3. 2 疲劳寿命试验

　　涂有LG80的钢丝绳经过钢丝绳厂家研发的钢丝绳疲劳寿命试验机,试验表明钢丝绳疲劳寿命在10 000次左右,最高可达13 000多次。(试验机刚投入使用无其他钢丝绳脂的对比数据)。

　　2. 3. 3 现场使用试验

　　涂有LG80的钢丝绳发往油田钻井机和煤矿使用,经历了低温(最低气温-18℃)、高温(最高气温

　　34℃)的考验,使用寿命符合用户技术指标要求。

　　2. 4 LG80与普通钢丝绳表面脂的技术指标对比LG80与普通钢丝绳表面脂(SH /T 0387-2005)具体技术指标对比见表4。

　　由表4可见,高性能钢丝绳防护脂(LG80)的技术指标比普通钢丝绳表面脂有明显提高:

　　(1)LG80运动黏度比普通钢丝绳表面脂有较大提高(国外同类产品普遍大于80mm²/s);

　　(2)LG80滴点比普通钢丝绳表面脂提高22℃。

　　(3)LG80产品滑落试验比钢丝绳表面脂要求高,指标由实测改为合格。

　　(4)LG80产品盐雾试验比普通钢丝绳表面脂要求高,指标由实测改为合格。

　　3 结论

　　研制出的高性能钢丝绳防护脂(LG80)通过钢丝绳厂家的涂油试验、疲劳试验,并经油田钻井机使用,表明: LG80具有较强的附着力,滴点大于80℃,适应温度范围宽,能在条件较为恶劣的环境使用,并且对周围环境不会造成不良影响。

　　参考文献

　　[1] 张澄清.润滑脂生产[M ].北京:中国石化出版社,2003: 240 -241.

　　[2] 孙淑全.润滑脂性能及应用[M ].重庆:烃加工出版社, 1986: 305 -307.

　　[3] 刘金林.工业润滑剂[M ].武汉:武汉出版社, 1989: 251-253.

　　(收稿日期: 2007 -08 -24)

　　作者简介

　　凌伟红 1968年生,工程师,兰州石油化工公司润滑脂厂研究所(质检中心)主任。

　　姜和基 1955年生,兰州石油化工公司润滑脂厂研究所(质检中心)助理工程师。

　　以上资料来源《金属制品》2007年12月第33卷第6期，由深圳优宝惠 www.chianeubo.com整理提供！EUBO，提供全球领先润滑解决方案！