从旋转木马到车轮轴承和涡轮机到电动汽车发动机,润滑脂推动世界在其轴上旋转。但在压力下,润滑脂性能的可预测性至关重要。

核电厂对设备和设施的可靠性和安全性有非常严格的要求,系统故障的后果将是灾难性的。对于这种高风险和高温环境,选择合适的润滑脂非常重要。

随着温度的升高,润滑油的粘度降低,润滑膜变薄,从而减少摩擦和磨损保护。加热也会加速化学反应,如基础油和添加剂的氧化。

由增稠剂组成的微观基质可以含有基础油和添加剂,并在一个称为“放气”的过程中逐渐释放出来,起到润滑作用。如果油脂与油分离,基础油蒸发或发生化学降解,油脂可能会失效。标准测试显示产品在特定温度下是否能提供令人满意的性能,但这并不一定意味着实际应用条件可以相同。

为了确保工作场所使用的润滑产品是最好的,亚利桑那州, 帕洛威尔德核电站的布赖恩约翰逊,润滑工程师解释了他如何利用创新测试来确定润滑脂的未来应用性能。

约翰逊希望以温度为85-141摄氏度、转速为0.002-0.03米/秒、使用寿命超过18个月的电动阀的阀杆和阀杆螺母的润滑油环境为样本。摩擦管理和减少阀杆螺纹上的油脂被选为关键性能参数。约翰逊说:“行业需要加强对人工老化润滑脂的了解,以便在高温应用中进行比较和选择。”

约翰逊使用硬度为0.79毫米的平板技术样品测试了各种NLG  2级润滑脂,包括粘土增稠API一级基础油、粘土增稠基础油、锂增稠硅油和磺酸钙增稠二级油。然后垂直和水平油脂盖板在烘箱中老化。

烘箱温度设定为21、85、113和141摄氏度,持续168小时,并在每个温度下移动和称重油脂样品。润滑脂的失重率在每个温度水平下都是一致的。垂直样品的失重率为4.24%-5.48%,水平样品的失重率为4.34%-7.18%。

硅脂性能最好,其次是酯化脂、粘土增稠脂和磺酸钙脂。基础油的蒸发能力大于除气能力。进行了网锥试验。将样品加热至141摄氏度,持续24、48和168小时。在此试验条件下,放气损失比平板样品更显著,但仍小于蒸发损失。

约翰逊用圆柱销涂层处理,在烘箱老化过程中连续测量润滑脂的重量损失。使用销和V形块测试仪来评估摩擦系数(简称COF)。基于这些测试结果,他选择了适合全面测试的候选润滑脂,包括烘烤润滑的阀杆,然后测量螺母旋转阀杆螺纹时的摩擦系数。烤箱的老化产生了一种看似无效的油脂,干燥后在阀杆上开裂。在摩擦试验过程中,摩擦系数从0.25(第一行程)下降到0.126(第15行程),因为干表面润滑脂与下面的“湿”润滑脂重新混合,并储存在阀杆螺母中。约翰逊的结论是,未来收集和测试高温应用润滑脂的方法应侧重于油损失的机理,而不是化学降解。