1潤滑油基礎知識

2022-05-23 17:24:02 字數 4989 閱讀 6471

潤滑油作用

(1) 減摩抗磨,降低摩擦阻力以節約能源,減少磨損以延長機械壽命,提高經濟效益;

(2) 冷卻,要求隨時將摩擦熱排出機外;

(3) 密封,要求防洩漏、防塵、防竄氣;

(4) 抗腐蝕防鏽,要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕;

(5) 清淨沖洗,要求把摩擦面積垢清洗排除;

(6) 應力分散緩衝,分散負荷和緩和衝擊及減震;

(7) 動能傳遞,液壓系統和遙控馬達及摩擦無級變速等

、潤滑油、基礎油

潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛,用量很大(約95%以上),但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品。

礦油基礎油由**提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有:常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精製、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精製。

2023年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準,主要修改了分類方法,並增加了低凝和深度精製兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產,最重要的是選用最佳的**。

礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴(直鏈、支鏈、多支鏈)、環烷烴(單環、雙環、多環)、芳烴(單環芳烴、多環芳烴)、環烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。

2、新增劑

新增劑是近代高階潤滑油的精髓,正確選用合理加入,可改善其物理化學性質,對潤滑油賦予新的特殊效能,或加強其原來具有的某種效能,滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和效能,對新增劑精心選擇,仔細平衡,進行合理調配,是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的新增劑有:

粘度指數改進劑,傾點下降劑,抗氧化劑,清淨分散劑,摩擦緩和劑,油性劑,極壓劑,抗泡沫劑,金屬鈍化劑,乳化劑,防腐蝕劑,防鏽劑,破乳化劑。

潤滑油作用

(1) 減摩抗磨,降低摩擦阻力以節約能源,減少磨損以延長機械壽命,提高經濟效益;

(2) 冷卻,要求隨時將摩擦熱排出機外;

(3) 密封,要求防洩漏、防塵、防竄氣;

(4) 抗腐蝕防鏽,要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕;

(5) 清淨沖洗,要求把摩擦面積垢清洗排除;

(6) 應力分散緩衝,分散負荷和緩和衝擊及減震;

(7) 動能傳遞,液壓系統和遙控馬達及摩擦無級變速等潤滑油脂的基本效能

潤滑油是一種技術密集型產品,是複雜的碳氫化合物的混合物,而其真正使用效能又是複雜的物理或化學變化過程的綜合效應。潤滑油的基本效能包括一般理化效能、特殊理化效能和模擬台架試驗。

一般理化效能

每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化效能,以表明該產品的內在質量。對潤滑油來說,這些一般理化效能如下:

(1)外觀(色度)。油品的顏色,往往可以反映其精製程度和穩定性。對於基礎油來說,一般精製程度越高,其烴的氧化物和硫化物脫除的越乾淨,顏色也就越淺。

但是,即使精製的條件相同,不同油源和基屬的**所生產的基礎油,其顏色和透明度也可能是不相同的。對於新的成品潤滑油,由於新增劑的使用,顏色作為判斷基礎油精製程度高低的指標已失去了它原來的意義。

(2)密度。密度是潤滑油最簡單、最常用的物理效能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數量的增加而增大,因而在同樣粘度或同樣相對分子質量的情況下,含芳烴多的,含膠質和瀝青質多的潤滑油密度最大,含環烷烴多的居中,含烷烴多的最小。

(3)粘度。粘度反映油品的內摩擦力,是表示油品油性和流動性的一項指標。在未加任何功能新增劑的前提下,粘度越大,油膜強度越高,流動性越差。

(4)粘度指數。粘度指數表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高,表示油品粘度受溫度的影響越小,其粘溫效能越好,反之越差。

(5)閃點。閃點是表示油品蒸發性的一項指標。油品的餾分越輕,蒸發性越大,其閃點也越低。

反之,油品的餾分越重,蒸發性越小,其閃點也越高。同時,閃點又是表示石油產品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據閃點劃分的,閃點在45℃以下為易燃品,45℃以上為可燃品,,在油品的儲運過程中嚴禁將油品加熱到它的閃點溫度。

在粘度相同的情況下,閃點越高越好。因此,使用者在選用潤滑油時應根據使用溫度和潤滑油的工作條件進行選擇。一般認為,閃點比使用溫度高20~30℃,即可安全使用。

(6)凝點和傾點。凝點是指在規定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。

油品並沒有明確的凝固溫度,所謂「凝固」只是作為整體來看失去了流動性,並不是所有的組分都變成了固體。

潤滑油的凝點是表示潤滑油低溫流動性的乙個重要質量指標。對於生產、運輸和使用都有重要意義。凝點高的潤滑油不能在低溫下使用。

相反,在氣溫較高的地區則沒有必要使用凝點低的潤滑油。因為潤滑油的凝點越低,其生產成本越高,造成不必要的浪費。一般說來,潤滑油的凝點應比使用環境的最低溫度低5~7℃。

但是特別還要提及的是,在選用低溫的潤滑油時,應結合油品的凝點、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因為低凝點的油品,其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。

凝點和傾點都是油品低溫流動性的指標,兩者無原則的差別,只是測定方法稍有不同。同一油品的凝點和傾點並不完全相等,一般傾點都高於凝點2~3℃,但也有例外。

(7) 酸值、鹼值和中和值。酸值是表示潤滑油中含有酸性物質的指標,單位是mgkoh/g。酸值分強酸值和弱酸值兩種,兩者合併即為總酸值(簡稱tan)。

我們通常所說的「酸值」,實際上是指「總酸值(tan)」。鹼值是表示潤滑油中鹼性物質含量的指標,單位是mgkoh/g。鹼值亦分強鹼值和弱鹼值兩種,兩者合併即為總鹼值(簡稱tbn)。

我們通常所說的「鹼值」實際上是指「總鹼值(tbn)」。中和值實際上包括了總酸值和總鹼值。但是,除了另有註明,一般所說的「中和值」,實際上僅是指「總酸值」,其單位也是mgkoh/g。

(8)水分。水分是指潤滑油中含水量的百分數,通常是重量百分數。潤滑油中水分的存在,會破壞潤滑油形成的油膜,使潤滑效果變差,加速有機酸對金屬的腐蝕作用,鏽蝕裝置,使油品容易產生沉渣。

總之,潤滑油中水分越少越好。

(9)機械雜質。機械雜質是指存在於潤滑油中不溶於汽油、乙醇和苯等溶劑的沉澱物或膠狀懸浮物。這些雜質大部分是砂石和鐵屑之類,以及由新增劑帶來的一些難溶於溶劑的有機金屬鹽。

通常,潤滑油基礎油的機械雜質都控制在0.005%以下(機雜在0.005%以下被認為是無)。

(10)灰分和硫酸灰分。灰分是指在規定條件下,灼燒後剩下的不燃燒物質。灰分的組成一般認為是一些金屬元素及其鹽類。

灰分對不同的油品具有不同的概念,對基礎油或不加新增劑的油品來說,灰分可用於判斷油品的精製深度。對於加有金屬鹽類新增劑的油品(新油),灰分就成為定量控制新增劑加入量的手段。國外採用硫酸灰分代替灰分。

其方法是:在油樣燃燒後灼燒灰化之前加入少量濃硫酸,使新增劑的金屬元素轉化為硫酸鹽。

(11)殘炭。油品在規定的實驗條件下,受熱蒸發和燃燒後形成的焦黑色殘留物稱為殘炭。殘炭是潤滑油基礎油的重要質量指標,是為判斷潤滑油的性質和精製深度而規定的專案。

潤滑油基礎油中,殘炭的多少,不僅與其化學組成有關,而且也與油品的精製深度有關,潤滑油中形成殘炭的主要物質是:油中的膠質、瀝青質及多環芳烴。這些物質在空氣不足的條件下,受強熱分解、縮合而形成殘炭。

油品的精製深度越深,其殘炭值越小。一般講,空白基礎油的殘炭值越小越好。

現在,許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的新增劑,它們的殘炭值很高,因此含新增劑油的殘炭已失去殘炭測定的本來意義。機械雜質、水分、灰分和殘炭都是反映油品純潔性的質量指標,反映了潤滑基礎油精製的程度。

特殊理化效能

除了上述一般理化效能之外,每一種潤滑油品還應具有表徵其使用特性的特殊理化性質。越是質量要求高,或是專用性強的油品,其特殊理化效能就越突出。反映這些特殊理化效能的試驗方法簡要介紹如下:

(1)氧化安定性。氧化安定性說明潤滑油的抗老化效能,一些使用壽命較長的工業潤滑油都有此項指標要求,因而成為這些種類油品要求的乙個特殊效能。測定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空氣(或氧氣)及金屬催化劑的存在下,在一定溫度下氧化一定時間,然後測定油品的酸值、粘度變化及沉澱物的生成情況。

一切潤滑油都依其化學組成和所處外界條件的不同,而具有不同的自動氧化傾向。隨使用過程而發生氧化作用,因而逐漸生成一些醛、酮、酸類和膠質、瀝青質等物質,氧化安定性則是抑制上述不利於油品使用的物質生成的效能。

(2)熱安定性。熱安定性表示油品的耐高溫能力,也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力,即熱分解溫度。一些高質量的抗磨液壓油、壓縮機油等都提出了熱安定性的要求。

油品的熱安定性主要取決於基礎油的組成,很多分解溫度較低的新增劑往往對油品安定性有不利影響;抗氧劑也不能明顯地改善油品的熱安定性。

(3)油性和極壓性。油性是潤滑油中的極性物在摩擦部位金屬表面上形成堅固的理化吸附膜,從而起到耐高負荷和抗摩擦磨損的作用,而極壓性則是潤滑油的極性物在摩擦部位金屬表面上,受高溫、高負荷發生摩擦化學作用分解,並和表面金屬發生摩擦化學反應,形成低熔點的軟質(或稱具可塑性的)極壓膜,從而起到耐衝擊、耐高負荷高溫的潤滑作用。

(4)腐蝕和鏽蝕。由於油品的氧化或新增劑的作用,常常會造成鋼和其它有色金屬的腐蝕。腐蝕試驗一般是將紫銅條放入油中,在100℃下放置3小時,然後觀察銅的變化;而鏽蝕試驗則是在水和水汽作用下,鋼表面會產生鏽蝕,測定防鏽性是將30ml蒸餾水或人工海水加入到300ml試油中,再將鋼棒放置其內,在54℃下攪拌24小時,然後觀察鋼棒有無鏽蝕。

油品應該具有抗金屬腐蝕和防鏽蝕作用,在工業潤滑油標準中,這兩個專案通常都是必測專案。

(5)抗泡性。潤滑油在運轉過程中,由於有空氣存在,常會產生泡沫,尤其是當油品中含有具有表面活性的新增劑時,則更容易產生泡沫,而且泡沫還不易消失。潤滑油使用中產生泡沫會使油膜破壞,使摩擦面發生燒結或增加磨損,並促進潤滑油氧化變質,還會使潤滑系統氣阻,影響潤滑油迴圈。

因此抗泡性是潤滑油等的重要質量指標。

(6)水解安定性。水解安定性表徵油品在水和金屬(主要是銅)作用下的穩定性,當油品酸值較高,或含有遇水易分解成酸性物質的新增劑時,常會使此項指標不合格。它的測定方法是將試油加入一定量的水之後,在銅片和一定溫度下混合攪動一定時間,然後測水層酸值和銅片的失重。

(7)抗乳化性。工業潤滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷卻水,如果潤滑油的抗乳化性不好,它將與混入的水形成乳化液,使水不易從迴圈油箱的底部放出,從而可能造成潤滑不良。因此抗乳化性是工業潤滑油的一項很重要的理化效能。

一般油品是將40ml試油與40ml蒸餾水在一定溫度下劇烈攪拌一定時間,然後觀察油層—水層—乳化層分離成40—37—3ml的時間;工業齒輪油是將試油與水混合,在一定溫度和6000轉/分下攪拌5分鐘,放置5小時,再測油、水、乳化層的毫公升數。

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