第六章-润滑油的主要理化指标,润滑油有哪些主要理化指标
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('润滑油主要检验指标和意义第一节粘度一、基本概念:粘度是润滑油的一项基本指标。粘度是液体内磨擦,即液体在外力作用下移动过程中,在液体分子间所发生的磨擦,若液体中有面积为1cm2,和相距1cm的二层液体,在液体分子间所发生的磨擦,若液体中有面积各为1cm2,和相距1cm的二层液体,当其中一层以1cm/秒的速度与邻近一层液体作相对运动时,所产生的阻力即为该液体的动力粘度。如果阻力为1达因,则此液的粘度即为动力粘度单位,叫1泊。泊的因次:达因秒/厘米或克/cm2泊的百分之一称作厘泊运动粘度(ν)是在相同温度下液体的动力粘度与它的密度之比,称作该温度下的运动粘度,是油品在重力作用下流动内摩擦力的量度,运动粘度是斯(St),斯的百分之一称作厘斯(cSt)。厘斯的因次为mm2/s。动力粘度和运动粘度一般多用毛细管粘度计测定。测定一定体积的液体通过毛细管时所耗的时间再以乘该粘度计的毛细管常数,即得运动粘度,是标准液体在该毛细管中所流出的时间。此次,尚有采用各种不同的粘度计所求得的以条件单位来表示的各种条件粘度(恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度),例如恩氏粘度计测定的恩氏度(0E)。用赛氏粘度计测定的赛氏秒(s.u.s),用雷氏粘度计(R1)测定的雷氏秒(Sec—Red)V=KTK——品氏粘度计校正工作常数(用标准油校对得到)T——流经时间.秒0E=0.132VkR1=4.05VkSU=4.62VKVK=7.580ER1=30.70ESu=35.110E粘度反映油品的内摩擦力,是评价油品流动性的最基本指标,是各种润滑油分类分级、质量鉴别和确定用途的重要指标。工业润滑油以40℃的运动粘度来划分,内燃机油以100℃运动粘度来划分。必须正确选用粘度,过大,启动困难,消耗动力,过小,降低油沫支撑能力,增加磨损。馏程增高粘度增加,精制加深粘度降低。二、粘度指数润滑油的粘度随温度的不同而发生较大的变化,温度升高润滑油粘度变小,温度降低粘度则急剧地增加,但是由于各种原油中所含的润滑油的成份不同,它们在各种温度下的变化程度也差别很大,有的润滑油当温度改变时粘度的变化很低,即润滑油粘度与温度的曲线较平滑,也有的润滑油则温度改变时,油的变化很大,此时,润滑油粘度与温度的曲线便很不平滑,对于机器的润滑来说,希望具有较平滑的粘度一温度曲线,这样,当温度升高时,仍其粘度不致增加很大,能保证机器顺利启动,而且对于润滑管道等系统输送润滑油时的阻力不致很大。表示润滑油粘度和温度关系的方法很多,目前在国际上较常有的粘度指数,粘度指数是一相对值,它是以二种润滑油作为标准,其一具有平滑的粘度一温度曲线,并假定粘度指数为100,另一则具有很倾斜的粘度一温度曲线,假定其粘度指数O,将欲测样品的粘度一温度变化程度与相当粘度的上述标准润滑油作比较所计算得的百分数即称为该油样的粘度指数(GB1995或GB2541)其计算公式:L-UVI=———100L-HU——试油在40℃时的粘度L——在100℃时与试油具有相同粘度的低粘度指数(=0)油在40℃时的粘度。H——在100℃时与试油具有相同粘度的高粘度指数(=100)油在40℃时的粘度。粘LU度H40℃100℃温度粘度指数示意图表示润滑油粘度与温度的特状,还有粘度比和粘温系数,粘度比通常用50℃与100℃时运动粘度的比值。粘温系数是润滑油在0℃和100℃运动粘度的差值与50℃时运动粘度的比值,粘温系数=(V0-V100)/V50由于粘度和温度的变化是对数关系,在使用粘度比或粘温系数时,必须在与规格标准规定的同牌号(即同粘度)油相比,以免将出不正确的结纶。粘度指数是控制润滑油粘度性能的指标,越高,随温度变化越小。三、润滑油粘度对于使用中的意义①粘度是润滑油各种牌号的区分标志,各种工业润滑油以40℃时的运动粘度划分(GB3141),而各种车辆润滑油按100℃运动粘度划分。②粘度是润滑油主要质量指标,必须正确选择润滑油的粘度以保证机器的正常运行,若选用的油品粘度过大,会造成起动困难,消耗动力,若粘度过小,则会降低油膜支撑能力,增加磨损。③粘度是工艺计算的主要参数,计算流体在管线中压力损失时所应用的雷诺数,必须从绝对粘度的数据算出。④油品粘度随润滑油馏程和精制深度而不同,馏程增高粘度增加,精制加深油品粘度降低,在生产上可以从粘度的变化,判断润滑油的精制深度。在油品使用中可以从粘度的变化来判断油品在使用过程中的变质情况。⑤对于流体润滑来说,油的粘度与磨擦系数有关,油粘度越大,磨擦系数也越大,同时油的粘度对于保证良好的密封作用和必要的冷却作用,均是正确的选择的因素。⑥润滑性能使用润滑剂的目的,就是在于磨擦付接触面之间降低磨擦和磨损以达到延长设备寿命和提高加工精度的目的,因此润滑性能为油品各种性能的综合表现,从直接意义来说,油品的润滑性能包括油性,粘性和磨擦系数。油性是润滑油在金属表面的吸附能力,油中的极性分子通过吸附作用而形成一层垂直定向排列的油膜,厚度可达0.0009-.00011毫米,这层吸附油膜的强度取决于这些极性分子的化学结构,油性优良的油品,一般均有较低的磨擦系数。粘性是当外力作用下,由于液体的内磨擦力作用,而使其分子间的移动出现的一种粘性或阻滞现象。足够厚度的润滑油膜是保证液体润滑的先决条件,一般说来,粘度增加时,油膜强度和润滑能力会有一定程度的提高。评定润滑性能的方法,在试验室是比较常用的,业四球试验和共用四个直径为12.7mm的钢球,其中三个风球用卡环夹紧在底盘平面上,另一个钢球固定在夹筒内,其位置在三球之上,盛上用秆上的负荷来调整到800kg,钢球间磨擦力可用专门仪器测量,根据球的磨损情况来评定油的润滑性能,其表示的方法如下:PBC(过去称为PK)最大无卡咬负荷,代表油膜强度(kg)PD烧结负荷:使钢球发生烧结的最低负荷(kg)。表示润滑剂的极限工作能力。IMI:综合磨损值,是润滑剂抗极压力的一个指标,又称综合磨损指数,平均赫芝负荷,负荷磨损指数。它们的具体测定方法为SY2665。此外,还可以根据具体油品的要求,测定保种负荷和运转时间下的磨迹直径(DK)。第二节凝点和倾点凝点和倾点:凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。倾点是在规定的冷却条件下油品能维持流动的最低温度。一般倾点比凝点高1-3℃,凝点比启动温度低10℃左右,倾点更能代表低温流动性。润滑油的凝点是指在规定的试验条件下,盛于试管内的试油冷却并倾斜45度经过一分钟后,油面不能移动时的最高温度。油品在低温时丧失流动性有两个原因:一是油品在低温时粘度增大,当粘度增大到一定程度,油品便丧失流动性,另一是由于溶解在油品内的石蜡结晶所引起,因为油品冷却到了一临界温度时,石蜡开始形成小结晶体,继续冷却,析出石蜡的现象加剧,蜡的结晶逐渐聚合成石蜡结晶网络,并吸住液体,最后全部控制和包围液相,使油丧失流动性。凝点受测定时的条件局限性很大,特别是残渣油,受测定的方法和条件而所得结果不相同,所以在测定凝点时,必须严格控制热处理温度,冷却温度以及冷剂的温度等。所谓热处理温度是指油品在测凝点时加热到某一温度,然后再按规定的冷却速度冷到某一温度的过程,提高热处理温度,含蜡油品的凝点会升高到某一最大限度,然后开始下降,当热处理到某一适宜温度时,凝点即具有一最小值,这是由于在加热时油中的石蜡晶体起了变化,因而在油品冷却时,石蜡改变了开始结晶温度,结晶体形状和晶体形成石英钟蜡网络的能力。特别是当油品中胶状物质含水量量多时,经热处理后,胶状物质会阻止溶化的石蜡结晶而使油品的凝点降低。冷却速度太快,会使油品的凝点偏低,因为在快冷时,随着油品粘度的增大,使晶体的增长受阻,在蜡的晶体尚未形成结晶网络前,油品温度就降低所改。凝点对于润滑油使用中的意义:①凝点可以用作润滑油低温性质参考指标,例如使用在发动机中润滑油的凝点应比起动温度低10℃左右。但是即使温度高于凝点也不一定就能泵送,这也取决于油低温粘度,对于不含蜡的油来说,粘度增大而使油品凝住不流动的范围在210-310厘斯。但是,实际上远低于此值时油品已经丧失了流动性或泵送性,对于含有微量石蜡的油来说,当温度低于油品或高于凝点时,有时由于润滑管路中有细滤网等原因,也会使油无法流通。②凝点对于含蜡的油品,也是值计石蜡的含量的方法之一。由于含有少量石蜡就会使油的凝点上升很大,例如油中加入0.1%石蜡,凝点便会升高9-12℃,因此当二种不同凝点的油品相互混合时,凝点不是可加的,而是偏向凝点高的油品,这点应在具体掺合油品时注意,凝点的测定方法为GVB510,倾点(GB3535≈IS03016)更能代表润滑油的低温性能,今后各类润滑油将用倾点代替凝点,倾点通常比凝点高1-3℃。第三节酸值润滑油的酸值是中和1克油品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数,酸值是油中所含有机酸和无机酸的总值。但在大多数的情况下,油中所含的有机酸主要为环烷酸,但是对于贮存和使用过程的润滑油来说,会产生因氧化变质而生成的酸性产物,酸值不同于酸度,酸度是用于燃料的,为中和100毫克试样所需KOH的毫克数。酸值、碱值和中和值:酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位是mgKOH/g。酸值分强酸值和弱酸值两种,两者合并即为总酸值(简称TAN)。我们通常所说的"酸值",实际上是指"总酸值(TAN)"。碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位是mgKOH/g。碱值亦分强碱值和弱碱值两种,两者合并即为总碱值(简称TBN)。我们通常所说的"碱值"实际上是指"总碱值(TBN)"。中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是,除了另有注明,一般所说的"中和值",实际上仅是指"总酸值",其单位也是mgKOH/g。酸值对于油品使用中的意义:①根据酸值的大小,判断油品中所含酸性物质的含量,酸值愈高,在油品中所含的酸性物质就愈多,这是油品氧化变质的指标之一,但对于新油来说,这是判断油品精制程度的方法,因为随着精制深度的提高而酸值降低。②根据酸值可推断油品金属腐蚀性质,因为溶于油中的低分子有机酸与金属接触,对金属的腐蚀作用很显著,呈有机酸与金属作用时,会生成金属盐或皂,加速油品的老化变质,并降低其抗乳化能力。③由氧化变质所生成的酸性物质,与金属生成的皂类沉淀物或其他氧化产物的沉淀物易堵塞润滑系统的管路和阀门。因此,对于使用中的润滑油,经常测定其酸值对于机器设备的正常运转是很不帮助的,润滑油酸值按GB264方法测定。第四节闪点)闪点:闪点是表示油品蒸发性和安全性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。油品的危险等级是根据闪点划分的,(液体化学品)闪点(闭口)在61℃以下为易燃品。在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高20~30℃,即可安全使用。闪点对应用也有重要意义,若内燃机油闪点明显降低,则表示已受燃料油稀释;若变压器油与汽轮机油闪点明显降低,则表示已变质。在现定条件下加热润滑油,随油温升高油蒸汽的浓度也相应增加,当油蒸汽含量达到可燃浓度,把火焰拿近出现闪光时的最低温度称作油品的闪点。闪点分闭口和开口两种型式,通常开口闪点比闭口闪点的数值高,因为开口闪点测定时所形成的油蒸汽会扩散到空气中,而损失了一部门油蒸汽,闭口闪点适用于于蒸发性较大的轻质石油产品,因为这些轻质油品在用开口法测定时,所形成的蒸气向四周扩散,造成闪点值偏高,开口闪点适用于多数润滑油及重持油,尤其是在非密闭机器和温度不高的条件下使用的油品。有些润滑油的指标中,规定了开口闪点之差值,检查润滑油馏份的宽窄程度和是否掺入轻质组份。一般,油品蒸汽压高,馏分组成轻者,油品的闪点值愈低,反之,馏份组成愈重的油品它的闪点便愈高。闪点对于油品使用的意义:①闭口闪点通常作为油品的一个安全指标,闭口闪点低,表现油中有较多的轻质成份,容易挥发起火,应在贮存运输和使用中加以注意,开口闪光除了作为鉴定油品发生火灾的危险性之外,也可以作判断润滑油的蒸发性,开口闪点低的油,在高温下蒸发损失多,粘度增大,影响正常的润滑。②同时测定润滑油的开闭口闪点,可以检查油品中是否含有低沸点组份,以便及时作出检查和采取措施。③闪点与燃点,自然点不同,燃点是指油蒸汽与空气所形成的混合气体,当与火焰接触时,连续闪5s以上的温度,自然点则是指无须与火焰接触即能自行燃烧的温度,油品的燃点比闪点高,重质油品一般高20-30℃。④闪点也是油蒸汽与空气混合后形成可爆炸混合气体的微小爆炸的温度,而油品的温度不一定高于闪点才有着火的危险,当温度低于闪点时这一危险也已经存在,例如变压器油的使用温度正比闪点低20℃,闭口闪点用GB261方法测定,开口闪点用GB267方法测定,GB3536(≈IS2592)克利夫兰开口杯法,适用于出口润滑油。第五节氧化安定性:润滑油的氧化安定性是一个很重要的指标,因为油品在使用中变质的主要原因是氧化。润滑油在使用和贮存过程中,与空气中的氧气接触,在一定条件下,便会氧化变质生成羧酸,、胶质、沥青等氧化产物,这些氧化产物溶解或分散在油中,便会使油中的颜色变暗,粘度增加,酸性增大,产生沉淀等。氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测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气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同,而具有不同的自动氧化倾向。随使用过程而发生氧化作用,因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质,氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。润滑油的氧化深度与四个因素有关,即润滑油化学组成,氧化温度,氧化时间,金属和其它物质的催化作用,其中尤以温度的影响最突出,在常温下,润滑油可以保持5年之多,其性质也不会有什么变化。但当处在100℃以上温度时,则氧化很快,生成多量的氧化产物,例如在11℃时,每1克润滑油吸收5毫克氧所需的时间为500小时,在150℃时,只要5小时,在250℃时,则只需25分钟。润滑油氧化安定性测定方法很多,这是因为润滑油的很用条件差别很大,所以各种油品均有相适应的氧化试验方法。①SY2652方法:是在铜丝催化剂,于125℃通入氧化8小时,然后测定氧化后油品中的沉淀和酸值(还包括可以测定氧化产生的小溶性酸的试验方法)此方法适用于变压器油、汽轮机油、压缩机油、液压油等。②IP306和IP280氧化方法,前者适用基础油氧化试验,后者适用于评定添加剂的润滑油氧化性能,这两种方法我国均已建立,即将标准化。③ASTMD2272是利用旋转氧弹,于150℃温度下,用铜丝作催化剂,观察氧弹内氧气由于被润滑油吸收压力下降的时间,按分钟计算,此法适用于同一基础油的氧化安定性评定,其优点是时间短,有一定使用范围。④SY2680(即ASTMSTMD90)是在铜铁催化剂和水的存在下,于95℃通入氧气氧化剂到出现规定的酸值(一般为2.0mgkou/克)时为止,时间较长的为优质润滑油,一般均要求1000小时以上,有些油品可长达3000小时,本方法原来测定汽轮机油的抗氧化安定性,现在已扩展到液压油等各种工业润滑油。本方法缺点在于氧化时间太长,帮作为一般测定,特别是对于同一种原油的润滑油,可以用旋转氧弹来初评。润滑油的氧化安定性在使用中的意义①迄今为止润滑油的氧化安定性测定方法虽然不能正确地反映润滑油的使用性能和变质规律,润滑油的氧化安定性测定结果与实际应用或各种摸拟评定之间有时有较大的出入,但是人们仍用来判断润滑油在使用中的氧化倾向,使用年限和使用价值。②对于氧化后酸值增大的油品,则应监视氧化后油品对于机器设备的腐蚀问题很问题,酸性物质反过来又会加速油品的变质,加深设备的腐蚀程度和缩短机器的使用寿命。对于绝缘油,这种酸性物质能使浸入油中的绝缘介质破坏,发生安全事故。此外,这种酸性物质在正常温度下,不溶于油中,会在输油管,冷却器、过滤器等处沉淀析出来,当有水存在时会生成乳液,使油变质。③氧化后油品的沉淀显著增加,会加深油的色泽,增大粘度,阻止散热,影响正常运行。例如在汽轮机油系统中,会在油冷却等温度较低处,析出沉淀,不但影响传热,还会堵塞油路,使运行不正常,沉淀物对于变压器油,则会堵塞线圈冷却循环,造成局部过热,烧坏线圈。对于发动机用油,则会明显地在活塞和活塞环等接触高温处生成积炭和胶膜,使活塞环失去弹性,严重影响发动机工作,有时此种沉淀物会堵塞滤清器和输入管道,影响正常供油,对于空气压缩机,则沉淀等氧化生成物,会在排气管道上聚积,严重时会发生爆炸等安全事故。④残存在油箱中的氧化变质后的油品,须在换油时完全清除干净,因为油品中的氧化安定性,是一个加速反应过程,只要有少量(5-10%)旧油混入新油中去,便会大大降低油品的氧化安定性。第六节润滑油的腐蚀度润滑油的腐蚀度是指润滑油中含有的腐蚀性物质和在试验条件下产生的氧化物对金属所引起的腐蚀程度。各种润滑油均匀不应腐蚀金属零件,这是润滑油必须具备的重要的品质之一。引起润滑油腐蚀金属的主要原因有:①对于精制深度不够的油品,仍会含有一定活性的含硫化合物,会对金属特别是铜等有色金属起腐蚀作用,另外,也会含有其它酸性腐蚀物质如高分子有机酸等,也能引起腐蚀。②润滑油中如含有水份,还会使金属通过金属氧化物的水化物而形成腐蚀或锈蚀。③润滑油在使用过程中氧化变质,生成了高分子有机酸,有时还可能产生低分子水溶性有机酸。④在内燃机中,若使用含硫量较高的燃料,硫的氧化物SO2和SO3若混入润滑油,以及加回工铅的汽油,燃烧时热解生成的误氢酸,均会加速润滑油的腐蚀程度。因此,抗腐蚀性好的润滑油首先应具有良好的抗氧化安定性。评定润滑油在一般条件下腐蚀性的方法,在我国通常用的有SY2620,是一块规定牌号和尺寸并经磨光,洗涤的金属片,在规定温度下保持一定时间(常用的条件是100℃三小时),用肉眼观察金属片的变色情况,所用的金属片为各种钢片,铜片,可以根据油的种类和使用情况加以选定,此外,温度和时间也可以加以改变。评定润滑油在特定条件下的腐蚀性,如各种发动机油,汽轮机油,液压油,齿轮油等,均有相应的评定测试方法。例如润滑油液相锈蚀测定SY2674(ASTMD665),SY2620铜片腐蚀测定法,ASTMDBO铜片腐蚀测定法,SY2680内燃机油氧化安定性测定法用来测定发动机油对铜、铅、铁等金属片的腐蚀和氧化性能。测定润滑油腐蚀性在使用中的意义①对于添加剂润滑油酸值已不能予测润滑油对于金属腐蚀的情况,故必须在特定条件下,测定润滑油的腐蚀性能。②对于各种发动机润滑油和压缩机油对机械零件特别是轴瓦的腐蚀问题,往往会严重影响其抗磨性能,故有必要预测润滑油抗腐蚀的能力,以保证机械零件,尤其是曲轴连杆的轴承和轴瓦,不至于在使用过程中被腐蚀破坏,发生各种磨损事故。第七节残炭润滑油的残炭,是油在不通入空气的条件下,加热使其蒸发,分散和淡化,排出燃烧的气体后,所残留的焦黑色残留物,用重要百分数表示。形成残炭的主要物质是油品中的沥青质,胶质和多环芳烃,故润滑油的残炭,说明润滑油的精制深度,同时,也说明润滑油在热氧化条件下的生焦程度。测定残炭的方法有GB268-和SY2611-77二种方法,前者即通常所说的康氏法残炭,是用煤气喷灯加热后测定的残炭。后者即为电炉法残炭,将试样盛入带毛细带的特殊坩埚中,在规定时间内加热蒸发分解所测得的黑色焦状产物,必须注意这二个方法所测出的残炭是相等的。残炭在油品使用中的意义:①润滑油残炭是一个检查指标,它相对表示润滑油的精制程度。②对于压缩机来说,润滑油的残炭对于机器的正常使用有重要意义,润滑油积炭多会引起管路堵塞,加速机件磨损,严重时会引起汽缸爆炸。③近年来的工作证明(特别是含添加剂油)发动机内活塞顶部的积炭厚度完全取决于发动机的设计和结构。所以残炭值不能用来判断发动机的积炭倾向。但是润滑油的残炭仍作为许多润滑油的质量指标。第八节灰份油品在规定条件下,燃烧后,所剩的不燃物质,称为灰份,以百分数表示。基础油的灰份一般均很低,含量只有万分之几或十万分之几。通常质胶质和酸性组份含量高的油品灰份较多,因为灰份一般是有机酸的金属盐含量的一个标志,例如环烷酸的钙盐、镁盐、钠盐等所形成的灰份,在重油的灰份中,这是碱金属的灰份中,可占灰份总的20-30%。近二十年来,由于在油中广泛使用添加剂,特别是加有添加,有高灰份添加剂的油的灰份往往用作用添加剂含量多少的一个标志,而在油品规格中规定了油的灰份的最低值,以保证油品的质量。灰份在油品中的使用意义:①灰份可作为油品精制是否正常使用的指标,如白土处理不正常,或酸洗脱渣不干净,使油中残存各种皂类,均会使灰分偏大。②润滑油中灰份过大,会使发动机零件上生成紧密和坚硬的积炭,对于正常的积炭是不利的。③对于柴油和燃料油中的灰份,会增加汽缸套和活塞环的磨损量,对于蒸汽过热器、节油器、空气预热器、则会由于灰份积聚而降低热效率,使设备提前损坏,灰份用GB508灼烧法和GB2433硫酸盐法,后者的灰份值比前者大20%。第九节水溶性酸和碱润滑油的水溶性酸和碱是一个定性的指标,它是指加入呈中性反应的蒸馏水(同体积),从油中溶于水内的酸和碱,分别用指示剂显示,故有时又称作反应。由于油品在加工和贮存过程中,有时会残留或污染极微量的溶于水中酸或碱,例如碳酸、酸性硫酸酯、苛性钠等,此外如变压器油在使用过程中也会产生水溶性酸,这些极微量的水溶性酸碱,要比油溶性酸更活跃,更富有腐蚀性,所以成了一个比较重要的定性指标。这个指标对于油品的使用意义①水溶性酸和碱,对于经过酸洗和碱中的油品特别适用,因为此类油品易被微量酸和碱污染,其后来便函是油品在贮存和使用时,能腐蚀金属构件,在变压器油中的水溶性酸对于绝缘材料(如纤维质等)有较大的腐蚀,使之脆裂,破坏绝缘等。②油品中的水溶性酸和碱加速油品老化,水溶性酸或碱用GB259方法测定。第十节水份经过充分精制过的润滑油是不含水的,如有极少量的水存在于油中,就会使油品浑浊状,这便是一般较粗糙的鉴定法,在运输和长期的贮存过程中,在油品中会进入一些水份,水在润滑油中的溶解度很小,在正常温度下不超过0.01%,介温度升高时会多溶解一些,把这些为数极少的水份从油中除去是很困难的。5)水分:水分是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。水分小于0.03%认为是痕迹。润滑油中水分的存在,会使润滑油油膜强度降低;产生泡沫使油品乳化;加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备;使添加剂分解产生沉渣;降低绝缘性能。总之,润滑油中水分越少越好。测定水份的方法为GB260,即在油中加入一定溶解,经加热回流冷凝,在另一冷凝器接受器内观察分出的水量,以百分之十。水份对于油品使用的意义:①润滑油中的有水存在是不好的,它能使金属腐蚀,减弱润滑能力,使机械另件磨损加大。②润滑油中有水,也会加速油品的老化变质。③水份对于冷冻机油和变压器油是很关键的指标,这些油品必须高度干燥脱水,才能保证在机器内部安全运行,故一直是油品的必须检验项目,但是,近年来已被介电强度所代替,微量水可以从绝缘强度降低而反映出来。④油品含水时,有时会促进润滑油乳化生成沉淀层或乳化层也会发生泡沫,降低油品的正常润滑能力。第十一节比重和密度一定体积的石油产品在某温度时的质量与同体积水在其温度时的质量之比,称为石油产品的比重。比重=——由于水在3.98℃时密度最大,其值为0.99997克/cm3,一般测定比重时,常把近似4℃的水作为比较标准物质,当测定比重的精度低于0.001时,4℃时的水密度近似的等于1克/cm3。在此情况下,比重和密度在数值上是相等的,但比重一般没有单位。在我国石油产品密度测定法中,不论用密度计法或比重瓶法测定的均匀密度,介习惯上均称为“测比重”。测比重在油品使用中的意义①比重的用途之一是油品计量上的需要,对于容器中石油产品的计算,可用容积和密度的乘积而求出石油产品的重量。②由于比重是可加性的,可以从各组份的比重而求出石油产品混合样品的比重,如三组份的比重可接下式计算:v1d1+v2d2+v3d3v1.v2.v3=混合样中各个组份的体积混合样比重=———————v1+v2+v3d1.d2.d3=混合样中各个组份的比重③测定比重也可以在一定控制油的质量,因为油品的比重与其沸点范围和化学组成有一定关系。在碳原子数相同情况下,环烷的密度比烷烃大,其香烃的密度比环烷烃大。故在一定范围内可根据比重大致判断油品的成份和来自何油精制较深的油品,去除了大量胶质和含硫、氮、氧等物质以及多环芳烃等物质,它的比重比较小。④在油品贮运和使用过程中,比重数值可以判断油品质量是否合格,或是否误混进较轻的油品,一般润滑油的比重在0.84-0.95之间。第十二节抗乳化性表示油品和水形成乳化液的分层能力。工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水,如果润滑油的抗乳化性不好,它将与混入的水形成乳化液,使水不易从循环油箱的底部放出,从而可能造成润滑不良。因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。一般油品是将40ml试油与40ml蒸馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间,然后观察油层-水层-乳化层分离成40-37-3ml的时间;工业齿轮油是将试油与水混合,在一定温度和6000转/分下搅拌5分钟,放置5小时,再测油、水、乳化层的毫升数。11)模拟试验:在标准条件下,尽量模拟实际使用条件进行的试验。如:四球机模拟试验、梯母肯机模拟试验、低温动力粘度测定法、剪切安定性测定等。12)台架试验:在选用的发动机等机器上按标准化运行一定时间后,评定其性能。如汽油、柴油发动机试验,是判定内燃机油质量等级的依据,如齿轮油、液压油台架试验等。第十三节抗泡性在规定条件下,测定油品的泡沫倾向性和稳定性,表示油气分离能力。润滑油在运转过程中,由于有空气存在,常会产生泡沫,尤其是当油品中含有具有表面活性的添加剂时,则更容易产生泡沫,而且泡沫还不易消失。润滑油使用中产生泡沫会使油膜破坏,使摩擦面发生烧结或增加磨损,并促进润滑油氧化变质,还会使润滑系统气阻,影响润滑油循环。因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标。第十四节空气释放值:液压油标准中有此要求,因为在液压系统中,如果溶于油品中的空气不能及时释放出来,那么它将影响液压传递的精确性和灵敏性,严重时就不能满足液压系统的使用要求。测定此性能的方法与抗泡性类似,不过它是测定溶于油品内部的空气(雾沫)释放出来的时间。第十五节机械杂质机械杂质是指存在于润滑油中不溶于规定溶剂的杂质。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无)。(1)粘度:它是指液体内部分子和分子之间发生相对运动时所产生的磨擦阻力。绝对粘度(或动力粘度)运动粘度相对粘度(条件粘度)1、绝对粘度:(或动力粘度)液体中有面积各为1平方厘米和相距1厘米的两层液体,当其中一层液体以1CM/S的速度与另一层液体作相对运动时所产生的阻力,称绝对粘度。单位:工程单位为kg.s/㎡物理单位为达因。秒/平方厘米或称为泊二者的换算关系为:1公斤.秒/平方米=98.1泊=9810厘泊1泊=0.0102公斤.秒/平方米=100厘泊绝对粘度通常以ū表示,当指一定温度下的绝对粘度是以表示。2、运动粘度:它是绝对温度与同浓度下液体刻度的比值,通常以表示,运动粘度的单位:工程单位为㎡/S物理单位为C㎡/S或称为沲,而1沲=100厘沲2、相对粘度(或条件粘度):用各种粘度计所测得的粘度,分别以该方法为单位。如用(恩格)氏粘度计测得的粘度为恩氏粘度,用雷氏粘度计测得的粘度为雷氏粘度,用赛氏粘度计测得的粘度为赛氏粘度。粘度是润滑油最重要的质量指标,润滑油常以它来划分牌号。我国标准常用运动粘度,也有用条件粘度,用运动粘度来划分牌号的润滑油,其牌号大致表示这个粘度范围的平均值,例如20号机械油的运动粘度,在50℃时为17~23厘沲,平均质为20。(2)闪点:将润滑油在规定的条件下加热到一定的温度,其蒸汽与空气混合,在有火种的情况下开始闪火并又立即熄灭时的温度,称为油品的闪点。油品闪点的意义:第一,表示油品的安全指标,闪点越高,油蒸汽与空气混合物发生着火和爆炸的可能性就小,油品在使用中就越安全,一般工作温度应比油品的闪点低20~30℃。第二,是表示油品的蒸发性能这点对蒸汽机,汽泵的汽缸润滑很重要。油品的闪点越高,其蒸发性能越小(即油品蒸发损失少)适用的工作温度就越高,设备润滑就更可靠。第三,在循环润滑系统中,润滑油由于氧化变质而产生轻组分,致使润滑油闪点降低。这样可以根据润滑油闪点降低程度,来大致判断油品的氧化变质程度。(3)机械杂质:机械杂质是以悬浮或沉淀状态存在于润滑油中不溶于汽油或苯,但可以过滤出来的物质。如金属屑未,尘埃和砂土等。机械杂质能使磨擦表面过早的磨损,发热和使输油管线油嘴、过滤器等堵塞,因此地于轻质油品,一般不允许有机械杂质存在,而对于重质油品应限制在0.005~0.1%之间。(4)酸值:中各1克润滑油所需KOH毫克数表示该油品的酸值,其单位以“毫克KOH/克”来表示。根据酸值的大小,可以判断润滑油中有机酸含量的大小,润滑油中有机酸的来源:在炼油的过程中,原石油中含有的部分有机酸没有完全除尽,调配润滑油时,加入了含有有机酸的添加剂;在润滑油的存放和使用中由于氧化变质而增加了有机酸的含量。酸值是确定润滑油质量变坏程度的基本指标,在使用过程中,当油的酸值增大到一定程度时,就需清洗设备更换新油,但应注意油品中的添加剂对酸值的影响,含其特定的酸值变化规律:使用初期添加剂被消耗,酸质下降,这也是质量变坏的一种表现,当下降状态结束时,酸值便开始上升,我们应根据酸值上升的倾向确定换油期。(5)凝固点:将润滑油放在标准试管内,按规定的冷却速度将其冷却,到一温度时,将试管倾斜45°后,在一分钟内,油面能保持不动的最高温度,称为润滑油的凝固点油品凝固点的出现,主要是油品中的石蜡在降低温度时结晶而析出,形成了网状结构,阻碍了油品的流动,随着温度的降低而失去流动性,最终变成凝固状态。因此,凝固点不但可以表示润滑油的含蜡量,而且还能根据凝固点的高低来估计油品的最低使用温度,我们选用润滑油时,应选用凝固点比环境温度低一些的油品(通常约低10~20℃),否则就会因润滑条件的低温流动性差,使供油困难而造成设备润滑条件的恶化。难于起动,增加接触部位的磨损,增大动力消耗等。(6)水分:除汽缸油及调水油外,都不允许含有水份。其原因:水分会促使低分子有机酸对金属的腐蚀,水分可使润滑油的粘度降低和减弱油膜的强度,从而破坏润滑性能;水分会提高油的凝固点而降低油品的低温流动性;水分会使用某些添加剂分解,沉淀而失效,还会产生泡沫形成乳化状态而加速油品的变质,所以应量避免润滑油中进水。(7)水溶性酸和水溶性碱:润滑油中的无机酸和碱称为水溶性酸和碱。它们能引起金属的强烈腐蚀所以一般要求润滑油为中性,但在无特殊情况下(如加入碱性添加剂),也有规定为碱性或弱碱性的。(8)残炭:在不通入空气的条件下,把油加热,经蒸发分解生成焦炭状物质的残系物重量,用占试油重量百分率表示,叫残炭质。油品的残炭,反映油品精制的程度,残炭质高。在使用中易堵塞油路系统,加速机器磨损,如空气压缩机油,残炭量多时,会在空压机内,特别是排气管道内形成大量积炭,当温度急剧增高时,有时会发生爆炸。(9)灰分:把润滑油经过完全燃烧后,所剩下残留物经称重后即为灰分,以占试油的重百分率表示。在实际使用中,灰分作为润滑油精制指标之一,灰分大,说明油吕在使用中易形成结炭和结焦,增加机器磨损,一般来说,灰分高的油,残炭也高。有时,灰份也作为判断油中添加剂加入量的一个指标。这是由于一些带有金属盐的添加剂加入油吕后所造成的,所以必须控制加入添加剂以前基础油的灰份,才能确保油品的正常使用性能。(10)抗氧化安定性:润滑油接触氧气后,发生氧化作用,油品抵抗氧化作用的能力,称为抗氧化安定性。一般以油品氧化后的沉淀和酸值来表示,润滑油氧化后会生成各种酸、胶质、沥青质等,使油的颜色变深,粘度增加酸值增大,并出现沉淀物,使油品变质。当压强机油抗氧化安定性差时,油品不仅会出现氧化,分解,生胶,生酸等现象,而且分解后的油汽与空气混合到一定比例后,遇有火源还有引起爆炸的危险。(11)腐蚀试验:在规定条件下,将磨光的铜片或钢片放在试油中经过一定时间,取出金属片,观察其表面变化情况,以判断油品的腐蚀性。在实用中,这项指标用来检查油品中的活性硫,以及酸性化合物对金属的腐蚀情况,金属表面发生腐蚀后,会引起磨损增大,加速油品的氧化变质。(12)抗乳化度:在一定条件下使油和水混合,并按规定搅拌条件使之乳化,再在一定温度下静置,使二者重新完全分离所需要的时间,以分表示在油品使用中,用来判断汽轮机油,液压油等的抗乳化(也叫破乳化)能力,油品的抗乳化性好,才能在特环润滑系统中起到正常润滑作用,反之,由于生成持久的油化乳化液体,会影响其润滑性能,也会影响其抗氧化安定性,有时易堵塞油路。第六节润滑油主要质量指标及意义1、润滑油的主要物质化学性能:包括粘度,闪点,机械杂质,酸值,凝固点,水分,水溶性酸与水溶性碱的含量,残炭,灰分,抗氧化安定性,腐蚀试验和抗乳化度等。',)
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