奥吉娜全合成风电齿轮油SHG 320性能介绍 （四）抗水解性能

前言:本文主要讲解风电齿轮油中水分的来源和危害，以及奥吉娜公司自主开发出的奥吉娜风电专用齿轮油SHG320是如何控制水分含量，使其远远低于标准值的。

润滑油中的水分是导致风电机组失效的一个主要因素。通过SKF科研人员发现，风电齿轮油中的水分含量达到1000ppm时，轴承的寿命会降低70%（如图1所示）。另外，据美国再生能源实验室研究发现，齿轮箱的失效开始于轴承，一旦轴承开始失效，其他的齿轮等部件也会出现相应的问题。所以为了使风电齿轮箱达到20年的寿命，必须严格控制风电齿轮油中的水分。据美国齿轮箱制造协会的标准的规定，风电齿轮油中的水分要控制在500ppm以下，但是为了提高轴承的寿命，我们应该将水分控制在150ppm以下，这样轴承寿命会提高到原来的2到3倍。

众所周知，风机齿轮箱和润滑油中是没有含水的。那么水分从何而来，又是以什么形式存在的呢？

当风轮机叶片转动时，齿轮箱的工作温度将高达95摄氏度。当叶片停止转动时，齿轮箱将逐渐冷却并从空气中吸收水分或湿气。当它开始“呼吸”的时候，水分就会进入齿轮箱。 而风电齿轮油中的水分有三种存在形式：（1）溶解水（2）乳化水（3）游离水。

通常我们发现油品状态透亮，不浑浊时，水分都是以溶解水状态存在的。当溶解水达到饱和状态时，油品会出现浑浊，有时甚至呈现乳化状态，这时的水分称为乳化水。当呈现乳化状态的油中的水分继续增加时，油和水会分层，这时的水分称为游离水。据研究表明，游离水的危害是最大的。

由于风电机组都安装在露天的环境下，因此油中的水分含量受阴雨天气的影响特别大，通常在梅雨季节时，润滑油中的水分含量会明显增加，等到干旱季节时，风电齿轮油中的水分又会明显降低。

风电齿轮油中水分的危害有很多，主要有以下六个方面（1）水分加快了抗氧剂的失效，进而加快了油品的氧化反应，生成了聚合物，会增加润滑油的粘度，增大润滑油酸值。同时，生成的胶状聚合物会堵塞过滤设备，形成油泥等。（2）由于水的低粘度和不可压缩性会降低润滑油的承载能力，从而导致在高载荷下，高压使水分变成过热蒸汽，过热蒸汽使得油离开接触表面，从而导致接触表面磨损。（3）水分会加快油品的水解，尤其对于酯类润滑油，会导致生成相应的醇和酸，增加润滑油的酸值。（4）水分会使润滑油中的添加剂失效，从而导致润滑油过早的降解，增加了摩擦磨损。（5）水分能与某些添加剂反应生成凝胶，这些凝胶成团形成油泥来堵塞过滤设备。（6）水分使得表面张力减小，从而使得空气更容易进入油中，增加了润滑油中的泡沫。

那么如何检测油中的水分呢？离线式测量方法有三种：（1）蒸馏法（2）傅里叶光谱法（3）卡尔费休法。蒸馏法的测试精度比较低，最低的测定值为300ppm，而且需要的油样比较多，不适合风电机组润滑油中水分的测试。傅里叶光谱法测试速度快，但是由于傅里叶测试比较敏感，影响结果的因素很多，所以结果准确度不高，也不适合风机中水分精确的测定。实验室中广泛采用的一种测试方法是卡尔费休法，它能测试准确到10ppm左右的润滑油，比较适合风电齿轮油中的水分的测定，但是卡尔费休水分测试仪比较昂贵，所以只有有实力的润滑油检测机构才会选择它。奥吉娜检测中心的水分测定仪为梅特勒托利多全自动水分测定仪，它使用方便准确度高，能够满足风电润滑油水分测定的要求。

目前，风机主要使用合成类润滑油，主要有PAO型、PAG型和PE型。其中PAG（聚醚）和PE（聚酯）型的基础油容易吸收空气中的水分，并且与水反应慢慢水解，导致润滑油质量下降。所以PAO型风电齿轮油是目前被广泛认可的类型。

奥吉娜全合成风电齿轮油SHG320就是采用高性能的PAO和高性能的添加剂调配而成。在调配风电齿轮油时，特别在其中加入了抗乳化添加剂，这些添加剂的作用是，一旦水分进入齿轮箱后，它们能保证油与水尽快的分离，确保在易发生水污染的季节齿轮箱的正常运转。另外，奥吉娜在选择其他添加剂时，也充分考虑了它的水解性，尽量在保证性能时，兼顾疏水性能，以减小水分进入后对添加剂的破坏。另外，奥吉娜调配风电润滑油的原料都是室内密封保存的，保证了原料在储存过程中不会吸收空气中的水分，调配完毕的成分也是密封保存着钢制大桶中的，并且在桶口处加一个防水密封盖来阻隔大气中的水分，因此奥吉娜全合成风电齿轮油SHG320出厂时的水分含量通常低于50ppm，并且长时间储存水分也不会增加。

除了从润滑油上考虑外，控制水分另一个可靠的办法就是在齿轮箱上加干燥剂，干燥剂要选择可再生的呼吸器设备，它的溶水能力强，并且可以长时间使用，是目前风机上使用最广泛的干燥剂。

综上所述，水分是影响齿轮箱寿命的关键因素之一，严格控制水分需要风场技术人员的高度重视，广大润滑油公司也需积极探索，不断提高润滑油的抗水解能力。