潤滑油被氧化造成的結果,例如,電器絕緣油氧化后,酸性產物能使浸入油品中的纖維質絕緣材料變壞、污染油質,使介質損失增加和介電強度降低;沉積物覆蓋在變壓器線圈表面,堵塞線圈冷卻通路,易發生故障。
一、評定潤滑油安定性的意義:
潤滑油是石油產品中品種、牌號zui多的一大類產品,其中包括工業(車輛)齒輪油、汽輪機油、內燃機油、壓縮機油、冷凍機油、軸承用潤滑油、船舶用潤滑油、電器絕緣油、液壓油和液力傳動油、熱傳導液油、切削液油、防銹油(脂)等。潤滑油的主要功能是減少金屬或塑料等相互間、機件表面相對運動所造成的摩擦及能量損耗。有的潤滑油只能作為特殊應用場合的載體,如電器絕緣油、熱傳導液油等,之所以將它們歸為潤滑油范疇,是因為它們與大多數機械用潤滑油的餾程范圍接近,制造方法也有相同之處。潤滑油的主體功能除了潤滑作用以外,不同類型的潤滑油還具有絕緣、傳熱、密封、清潔、防銹等功能。
潤滑油在運輸,儲存和使用過程中,因溫度的變化以及與空氣中的氧氣反應,會氧化變質,生成沉積物、膠質和酸類物質。這些氧化物在油中會使油品物理和化學性質發生變化,如顏色變暗、
酸值增加、粘度改變。生成的膠質和沉渣會使機械潤滑系統的過濾器及導油管堵塞,引起機械故障,降低了機械效率;生成的酸性物質會腐蝕金屬部件,縮短金屬部件設備的使用周期。例如,電器絕緣油氧化后,酸性產物能使浸人油品中的纖維質絕緣材料變壞、污染油質,使介質損失增加和介電強度降低;沉積物覆蓋在變壓器線圈表面,會堵塞線圈冷卻通路,易造成過熱甚至燒壞設備。
因此,潤滑油的使用壽命在很大程度上取決于油品的安定性,油品的安定性不好,貯存或使用過程中酸值(度)就容易增加,運動粘度也發生變化。我國汽油機油、柴油機油的換油指標就是由運動粘度變化、酸值增加值等項目來監控的。
一般而言,潤滑油在常溫下運輸和貯存是很穩定的,但在使用環境中,由于油品要與金屬等材料表面接觸,發生摩擦、受熱、氧化以及金屬催化等作用,將會產生不安定的傾向。潤滑油氧化變質的主要影響因素如下。
1.溫度影響:
溫度對潤滑油氧化速率與變質傾向有很大的影響,常溫常壓下潤滑油在空氣中的氧化速率是非常低的。長期貯存在油罐或其他容器中的潤滑油,雖然在整個貯存期間都可能與空氣接觸,但其質量一般沒有多大變化。當溫度升高時,潤滑油的自身氧化傾向就開始萌發,到50-60℃時,氧化的速率就可顯現出來,溫度再升高,油品氧化變質的速率也隨之加快,zui終可能導致酸性物質沉淀和漆狀物的生成。潤滑油的使用環境溫度越高,這種現象越明顯。
2.空氣接觸:
潤滑油的使用環境與空氣接觸的機會越大,被氧化的可能性也就越大,生成的氧化產物的數量也就越多。與空氣接觸產生氧化變質的實質,在于環境可向油品應用場所不斷供給氧氣,潤滑油應用環境中氧的分壓與其被氧化的速率呈正相關的關系。
3.金屬催化:
潤滑油的使用環境經常要與不同金屬密切接觸,形成潛在的金屬鹽類,這些微量的金屬及其鹽類,具有加速潤滑油氧化變質的作用,如銅、鐵、鎘、錫、錳等及其氧化物都可視為潤滑油氧化變質的催化劑。
4.成膜厚度:
潤滑油一般在使用過程中有兩種氧化狀況:一是薄層氧化,即以很薄的一層油膜(厚度小于200μm)與空氣接觸,其工作環境溫度也比較高(200℃以上),且有金屬及其氧化物存在;二是厚層氧化,即以很厚的油層或油介質的情況下與空氣接觸(也可能接觸較少),其工作環境溫度一般較低(100℃以下)。后者氧化的速率比較緩慢,金屬催化的功能也不強,如電器用油、部分液壓油等即屬此類。若為前者,當溫度升高、接觸空氣、金屬催化等幾個外在因素都存在時,即使是潤滑油的化學組成十分理想和穩定、抗氧化的能力很強,也需要加人適量的添加劑。
部分潤滑油安定性標準試驗方法:
試驗方法標準 | 試驗條件 | 其他說明. | 適用范圍 |
潤滑油抗氧化安定性測定法 (SH/T 0196-1992) | 加熱溫度:125℃ 持續時間:4h(緩和) | 空氣流速:50mL/min | 多種潤滑油 |
加熱溫度:125℃ 持續時間:8h(深度) | 氧氣流速:200mL/min |
潤滑油氧化安定性測定法 (旋轉氧彈法)(SH/T 0193-1992) | 加熱溫度:150℃ 氧彈旋轉速度:100r/min | 氧氣壓力降:175kPa/min | 多種潤滑油 |
內燃機油氧化安定性測定法 (SH/T 0299-1992) | 加熱溫度:160℃ 持續時間:6h(非強化) | 氧氣流速:200mL/min | 內燃機油 |
加熱溫度:165℃ 持續時間:12h(強化) | 氧氣流速:200mL/min |
變壓器油氧化安定性測定法 (SH/T 0206-1992) | 加熱溫度:100℃ 持續時間:164h | 氧氣流速: 34mL /min | 變壓器油 |
潤滑油熱氧化安定性測定法 (SH/T 0259-1992) | 加熱溫度:250℃ | 空氣 | 多種潤滑油 |
內燃機油高溫氧化和軸瓦 腐蝕評定法 (L-38法) (SH/T 0265-1992) | 持續時間:4Oh | 在CLR單缸汽油機上模擬 | 內燃機油 |
合成油氧化腐蝕試驗。 (SH/T 0450-1992) | 加熱溫度:175℃ 持續時間:72h | 空氣流速:50mL/min | 防銹油(脂) |