第一節(jié) 船用潤滑油定義及性質(zhì)
一、定義及概述
船用柴油機(jī)油是一種特殊的柴油機(jī)油,專用于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑,歸類于內(nèi)燃機(jī)油。
我們知道:內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)按使用燃料不同一般分為汽油機(jī)、柴油機(jī),井有二沖程、四沖程之分按不同用途被設(shè)計(jì)成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、鐵路機(jī)車柴油機(jī)、船用柴油機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等,應(yīng)用于不同領(lǐng)域。由于使用工況(場合)不同,對潤滑油的使用要求也就有所差異,也就是說.不同的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)使用各自的專用潤滑油來保證其良好的運(yùn)行。
船用柴油機(jī)油是船用發(fā)動(dòng)機(jī)(以柴油或船用重油為燃料)應(yīng)該使用的專用潤滑油.與普通陸用柴油機(jī)油的區(qū)別在于;
1、燃油高硫劣質(zhì)。硫含量在0.5%~3.5%范圍內(nèi)變化(陸用汽車柴油硫含量不允許大于0.5%),因而要求潤滑油必須具有足夠的堿保持性.以中和燃料燃燒后生成的酸性物質(zhì),一般堿值較高;
2、海上航行難免遇水污染,故而要求潤滑油必須具有良好的抗乳化性能和分水性能,而陸用柴油機(jī)油則無此工況,也無此要求;
3、船用柴油機(jī)使用環(huán)境溫度決定了船用油只有單級油.目前尚無多級油。
此外,船用油具有陸用柴油機(jī)油的其它一切性能。
二、分類
船舶潤滑油品種很多,主要分作四類:
I類:汽缸油,用于大型低速十字頭式柴油機(jī)括塞與汽缸套之間的潤滑。
Ⅱ類:系統(tǒng)油,用于大型低速十字頭式曲軸箱潤滑。
Ⅲ類:中速機(jī)油,用于中速筒狀活塞式柴油機(jī)潤滑。
Ⅳ類:其他小品種油,用于不同機(jī)械幣同部位的透平油、液壓油、冷凍機(jī)油、齒輪油、壓縮機(jī)油、導(dǎo)軌油、尾軸管油等。
前三類主要用于船舶主機(jī),占船用潤滑油總用量的90%~95%,Ⅳ類僅為5%~10%,船舶專用油系指用于十字頭式柴油機(jī)的汽缸油、系統(tǒng)油(也稱曲軸箱油)和用于中速筒狀活塞式柴油機(jī)的中速機(jī)油三種。
第二節(jié) 船用潤滑油發(fā)展歷程
隨著船運(yùn)業(yè)的發(fā)展,船舶大型化、高功率化以及主機(jī)燃料的高硫劣質(zhì)化,對船用油提出了更高的使用要求,為了適應(yīng)船舶航行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求。船用油也在不斷發(fā)展。也就是說,船用油的質(zhì)量性能是隨著船用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展而提高的,船用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展 5O年代為界分為兩大階段。其前世界各國船用燃料質(zhì)量較好,對潤滑油性能要求不高;其后高硫原油產(chǎn)量逐年增加,而船運(yùn)業(yè)成本中燃料費(fèi)用占到40% ~50%。因而降低燃料費(fèi)用對降低運(yùn)輸成本有著重要意義。為實(shí)現(xiàn)改燒重質(zhì)燃料這一節(jié)能降耗措旌,船用發(fā)動(dòng)機(jī)有了相應(yīng)的改進(jìn)。對船用發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的性能要求也逐漸趨于苛刻。于是,船用油也在不斷發(fā)展。而正是高質(zhì)量船用油的研制成功,才使船用發(fā)動(dòng)機(jī)使用廉價(jià)的劣質(zhì)含硫燃料成為可能。
1、汽缸油
(1)1953年。研制出水溶性堿性汽缸油,稱為Regular型汽缸油,即在水相中加入一定的堿性化合物。然后把其摻和到基礎(chǔ)油中。1955年改進(jìn)為Heavy Duty型,僅能克服缸套與活塞環(huán)之間的磨損。
(2)1956年,研制出乳化型堿性汽缸油,稱為Alexia A型汽缸油,即借助于一種乳化劑將水溶性的金屬基化臺(tái)物(如醋酸鈣)調(diào)臺(tái)到基礎(chǔ)油中。其酸中和性能較好,但穩(wěn)定性仍然較差。
(3)1960年,Shell公司率先開發(fā)出油溶性的堿性汽缸油,在實(shí)際使用中得到很好的效果,其具有較好的酸中和性、貯存穩(wěn)定性等等。世界上以商品牌號出售的第一個(gè)船用高堿性汽缸油是Shell公司的Alexia 5040。堿值為40mgKOH/g,粘度等級為SAE50,此后由于船用柴油機(jī)的高功率化以及燃油的劣質(zhì)化等原因,又發(fā)展了堿值為70mg~KOH/g、100mgKOH/g的船用汽缸油,目前市場上使用最多的是70mgKOH/g的汽缸油。
2、系統(tǒng)油
(1)純礦物油型。該型油不加添加劑,允許水洗分油以除去酸性物質(zhì)和其它污染物。
(2)低堿性型。該型油僅加有抗氧劑和防銹劑。性能難以滿足使用要求,與純礦化物油型一樣,目前已被淘汰。
(3)清劑型系統(tǒng)油。該油除加有抗氧、防銹劑外,還加有清凈劑,具有較好的抗氧、防腐及防高溫沉積等性能,更具有優(yōu)良的抗水性和破乳化性,此油一般不能水洗分油,目前被廣泛使用。
3、中速機(jī)油
中速筒狀柴油機(jī)在船運(yùn)業(yè)的應(yīng)用較十字頭式柴油機(jī)稍晚。60年代初期法國成功研制出可以燒劣質(zhì)重油的PC—2型中速筒狀活塞式柴油機(jī)后,顯示出其重量輕、體積小、功率范圍大、投資費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),在大小船只上都能與低速柴油機(jī)相競爭,中速機(jī)油也隨之很快發(fā)展起來,概括說來,可分作三代:
(1)沒有或較少加入金屬清凈劑。
(2)只加入金屬清凈劑和少量抗氧劑。
(3)油中加入金屬清凈荊、分散劑、抗氧荊等,其使用性能得以大大改善,具有良好的抗氧性、抗水性、堿保持性和控制活塞沉積物生成等性能。隨著燃料硫含量的升高,中速機(jī)油的堿值也在不斷增大,產(chǎn)品的堿值一般在10~40mgKOH/g范圍內(nèi)供船商選用。
第三節(jié) 世界船用潤滑油 市場發(fā)展 及預(yù)測
一、世界船用潤滑油產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、油品種類:國外船用油發(fā)展較早,幾大油公司的產(chǎn)品已系列化。按堿值分類:汽缸油系列,堿值10-160mgKOH/g,分別適用于燃油含硫量較低的餾分油和含硫量較高的重質(zhì)燃油的使用要求。中速機(jī)油系列堿值10-40mgKOH/g不等,滿足不同含硫燃料的使用要求。系統(tǒng)油比較簡單,總堿值都比較低,一般在10mgKOH/g以下。按粘度分類:有SAE30、40、50。以滿足不同工作環(huán)境使用。
2、進(jìn)口成品油市場
國外幾大油公司在世界各主要港口設(shè)置了“供油站”,運(yùn)行在各航線的不同國籍船只一般可以較方便地加同一品牌的潤滑油。到目前為止,進(jìn)口船用油幾乎壟斷了我國遠(yuǎn)洋船只的用油市場。
3、國外石油公司船用油復(fù)合劑使用情況
我國船用油雖然發(fā)展較快,但產(chǎn)品目前尚未系列化.國際上幾大油及添加劑公司的船用油復(fù)合劑在國內(nèi)也有一定規(guī)模的市場,如Exxon公司的Paramar200、Parama—400;Lubrizol公司的Lz6488A、Lz6470、Chevron公司的OLOA854C、OLOA759、OLOA857R等等。國內(nèi)許多公司使用國產(chǎn)基礎(chǔ)油與進(jìn)口復(fù)合劑調(diào)制成品油推向市場。
二、世界船用潤滑油產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢預(yù)測
1、油品質(zhì)量提高,潤滑油總消費(fèi)量增長平緩。1992年以來世界潤滑油總消費(fèi)量起伏振蕩,平均在3800萬噸/年左右。在2008年金融危機(jī)的影響下,全球潤滑油消費(fèi)量出現(xiàn)負(fù)增長,較2007年下降約1.5%。
2、區(qū)域市場變化巨大,亞太地區(qū)成為競爭最激烈的區(qū)域市場。亞太等發(fā)展中國家,潤滑油市場正處于發(fā)展期,經(jīng)濟(jì)增長速度較快,潤滑油需求強(qiáng)勁,發(fā)展空間巨大。亞太地區(qū)的市場需求比例從20世紀(jì)80年代的16%迅速增加到本世紀(jì)初的34%。
3、環(huán)保和節(jié)能推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量升級。低磷、低硫、長換油期、低粘度、多級別的油品成為未來的發(fā)展方向。國際主流的車用發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)更新?lián)Q代加速。以美國的汽油機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)為例:1952年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)一直沿用了12年到1964年;1964-1993年,近30年發(fā)布了5次新的標(biāo)準(zhǔn);1994-2004年,10年發(fā)布了3個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)API將在2009年發(fā)布GF-5規(guī)格,對燃油經(jīng)濟(jì)性的要求將更加嚴(yán)格。
4、消費(fèi)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。車用潤滑油(內(nèi)燃機(jī)油、車用齒輪油和自動(dòng)傳動(dòng)液)占潤滑油總消費(fèi)量的56%左右,工業(yè)油為26%,其余為工藝用油、金屬加工液及潤滑脂等。
5、國際巨頭油公司繼續(xù)加大潤滑油市場壟斷。??松c美孚合并后,潤滑油銷量居世界第一;殼牌通過收購美國品牌“奎克-潘左爾”占據(jù)丁美國發(fā)動(dòng)機(jī)油市場,在中國收購“統(tǒng)一”后,成為中國最大外資的供應(yīng)商。2008年殼牌和美孚銷量合計(jì)近1000萬噸,占世界總消費(fèi)量的25%左右,銷售渠道遍及全球,并且仍不斷加強(qiáng)對新興市場的開發(fā)和占領(lǐng),繼續(xù)提高銷量和市場占有率。
第四節(jié) 主要國家或地區(qū)船用潤滑油產(chǎn)業(yè)發(fā)展及預(yù)測
1、西歐
西歐是潤滑油生產(chǎn)和消費(fèi)較發(fā)達(dá)的地區(qū),是潤滑油出口大戶,其成品油的消費(fèi)結(jié)構(gòu)在一定程度上也代表了潤滑油的發(fā)展方向。長期以來,西歐一直在引導(dǎo)著世界潤滑油工業(yè)的發(fā)展方向,并且其在市場中的變化影響著世界上其它地區(qū)的變化。在西歐,由于對燃料的經(jīng)濟(jì)性和高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的嚴(yán)格要求,很多年前就形成了高質(zhì)量的基礎(chǔ)油市場。他們把苛刻的揮發(fā)性要求和理想的燃油經(jīng)濟(jì)性要求結(jié)合起來,基礎(chǔ)油質(zhì)量不斷升級。西歐潤滑油成品油結(jié)構(gòu)中,其內(nèi)燃機(jī)油比例大體與美國類似,占45%—50%。西歐潤滑油市場是一個(gè)高質(zhì)量油品市場,有許多重要的船用柴油機(jī)或廠制造商或者船舶公司,他們對油品規(guī)格提出了很高的要求,如必須通過ACEA或者是他們的原廠制造商規(guī)格。
2、亞洲
從全球潤滑油市場看,目前亞洲地區(qū)已成為世界上發(fā)展最快的區(qū)域市場,其市場規(guī)模在20世紀(jì)90年代已經(jīng)超過北美地區(qū),預(yù)計(jì)到2015年前,市場份額將繼續(xù)擴(kuò)大。亞洲地區(qū)生產(chǎn)的大部分潤滑油是以單級油為主的產(chǎn)品,由傳統(tǒng)的基礎(chǔ)油調(diào)和而成。低質(zhì)量的潤滑油,生產(chǎn)能力大量過剩。從歷史上看,亞洲地區(qū)一直是重要的基礎(chǔ)油凈進(jìn)口市場,主要從歐洲進(jìn)口I類基礎(chǔ)油。
從大石油公司和潤滑油調(diào)和商的情況看,亞洲地區(qū)潤滑油市場也在發(fā)生變化。在20世紀(jì)80—90年代,眾多跨國燃料公司和潤滑油公司在亞太市場尤其是正在放寬能源市場管制的國家尋求發(fā)展機(jī)會(huì)。具有知名品牌和聲譽(yù)的跨國公司很快進(jìn)入許多市場。在東南亞聯(lián)盟的10個(gè)國家中,除新加坡、馬來西亞和文萊外,大部分國家對進(jìn)口潤滑油和基礎(chǔ)油征收高額關(guān)稅。
亞洲正處于潤滑油市場轉(zhuǎn)變時(shí)期,為了支持發(fā)動(dòng)機(jī)低污染排放,多數(shù)亞洲國家政府都在鼓勵(lì)潤滑油及燃料升級。如中國和印度,作為發(fā)展最快的潤滑油市場,為滿足環(huán)保要求也在不斷提高潤滑油的質(zhì)量,加快升級換代的速度。
3、美國
在2002年,美國的潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)能力就已經(jīng)接近1100萬噸/年,潤滑油也是供應(yīng)大于需求。美國每年潤滑油進(jìn)出口總量只占產(chǎn)量的6%,主要進(jìn)口II,III類基礎(chǔ)油,出口環(huán)烷基基礎(chǔ)油和光亮油。潤滑油貿(mào)易一直是順差,而且預(yù)計(jì)今后幾年仍將繼續(xù)這種情況。
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