400-616-0808
炼油化工
某海上钻井平台润滑脂失效分析
一、案例背景:

某国外石油钻井平台生产用的某台马达用脂在很短时间出现“轴承烧蚀、润滑脂变硬”等故障现象,送样实物情况如图1所示

1 某钻井平台轴承故障润滑脂外观

二、检测数据分析:

    “广研检测”收到样品后,马上对该润滑脂进行滴点、工作锥入度、金属元素的常规检测,并对数据进行分析。

编号

1#

2#

3#

4#

5#

6#

7#

9#

取样位置

非驱动端 轴承滚道

非驱动端轴承护罩

非驱动端轴承盖

驱动端保持架

驱动端轴承盖外圈

驱动端轴承盖内圈

驱动端轴承盖中圈

新脂

滴点,℃

--

130

261

205

>300

>300

>300

260

工作锥入度,0.1mm

--

257

244

214

252

250

253

280

Femg/kg

>6000

>6000

>6000

678

90

41

126

42

Cumg/kg

>6000

>6000

>6000

>6000

3302

2475

3385

25

Almg/kg

597

503

217

140

85

87

70

45

Momg/kg

180

45

830

67

7

6

1

68

Simg/kg

352

1523

973

937

861

1829

455

131

Limg/kg

>6000

2930

3736

2224

3345

3230

3308

3910

Mgmg/kg

174

110

32

81

20

39

55

17

Bamg/kg

7

59

14

14

7

4

8

713

Camg/kg

976

711

332

>18000

3483

9193

7473

396

Znmg/kg

>12000

>12000

>12000

>12000

1696

1072

1595

35

Pmg/kg

1913

1149

778

445

395

397

384

29

1 故障润滑脂理化指标检测数据

    从锥入度和滴点的检测数据上看,锥入度变化较大的是4#润滑脂,即3#马达驱动端轴承保持架上所取润滑脂已经失效;滴点变化明显较大的是2#4#,即非驱动端的轴承和驱动端保持架的脂样,由此可见,这两个位置的样品已经失效。

     从光谱元素的检测数据上看,新旧脂的添加剂含量的元素BaCaZnP含量存在较大差异。几乎所有旧脂中的CaZnP元素含量都高于新脂,而Ba含量都低于新脂,因此推测旧脂中可能混有其他润滑脂。

    从检测数据上看,与新脂差异最大的也是4#润滑脂,而该脂理化性能变化也大,因此对该脂及新脂分布进行红外光谱分析,红外图谱见如7-317-32.从图中可以看出,4#润滑脂在红外光谱图874cm-1左右位置上发生了氢取代(苯环),表明该脂性能发生了改变。

8-31 新脂红外光谱     8-32 故障润滑脂红外光谱

此外,从1#固体样品中提取出了磨损颗粒,如图8-33所示。

8-33 1#固体样品中的磨损颗粒

    从8-33a)图颗粒表面特征可以看出,铜颗粒氧化特征明显,且表明磨伤纹理清晰,尺寸非常大,表现为粘着擦伤颗粒;(b)图颗粒表面发蓝,褶皱清晰,颗粒呈月牙状态,尺寸非常大,表现为疲劳磨损颗粒。表明摩擦副发生了严重的高温失效。排除机械方面如装配、操作等的因素外,可能是轴承润滑脂注入太多。

三、失效原因分析

    “广研检测”从检测的结果分析该马达失效的可能原因有两方面,一是存在混脂现象,该马达的在用润滑脂中可能混入了大量钙基润滑脂。由于不同皂基润滑脂混用会导致油脂胶体结构变化,稠度变化,分油增大,机械安定性变坏等,减低轴承滚道润滑效果,导致干摩擦或乏油摩擦而发生高温失效。二是润滑脂注入过多,导致摩擦副冷却不良,产生严重高温失效。因此建议客户核实所用润滑脂型号,确认是否存在混脂以及过量加注现象。

四、广研检测建议

     根据“广研检测”的建议,客户进行了核实,发现设备马达轴承本来使用Mobile Unirex N2(复合锂基润滑脂),而润滑工加脂时,采用了聚脲基脂(混脂),并过量加注,导致了该起马达轴承短时润滑磨损失效。

广研检测(微信公众号:gti1959),是国内最早的第三方油品检测机构,设备润滑状态专业监测机构,世界500强国机集团下属研究所。中国“油品检测和设备润滑管理集成服务”领先者。

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