任 天 杰

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潤(rùn)滑油的指標(biāo)檢驗(yàn)要點(diǎn)解析

任 天 杰

（東北石油大學(xué), 黑龍江 大慶 163301）

潤(rùn)滑油使用一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生性能的降低或改變，必須適時(shí)更換，做到既不浪費(fèi)，也保證設(shè)備的正常運(yùn)行。就潤(rùn)滑油檢驗(yàn)中的八大指標(biāo)：水分、粘度、傾點(diǎn)、閃點(diǎn)、粘度指數(shù)、泡沫性、酸堿值、機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)論述，最后再簡(jiǎn)單闡述潤(rùn)滑油檢驗(yàn)中的兩點(diǎn)特殊指標(biāo)：氧化安定性和熱安定性。

潤(rùn)滑油；檢驗(yàn)；安定性；指標(biāo)

潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有法律意義，具有統(tǒng)一性、指導(dǎo)性和先進(jìn)性特點(diǎn)。隨著工業(yè)朝著高新技術(shù)化方向發(fā)展，其對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)要求也隨之提高，這又推動(dòng)了潤(rùn)滑油制造工藝和檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，許多先進(jìn)的檢驗(yàn)技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于潤(rùn)滑油生產(chǎn)和檢測(cè)中。但潤(rùn)滑油的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)卻未能隨著檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，也就是說(shuō)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于潤(rùn)滑油的檢驗(yàn)技術(shù)，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是潤(rùn)滑油產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)不健全，而是潤(rùn)滑油質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不健全。下面就筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)談?wù)劃?rùn)滑油指標(biāo)檢驗(yàn)的要點(diǎn)。

1 潤(rùn)滑油檢驗(yàn)指標(biāo)

1.1 粘度

粘度反映油品的內(nèi)摩擦力，是表示油品油性和流動(dòng)性的一項(xiàng)指標(biāo)。在未加任何功能添加劑的前提下，粘度越大，油膜強(qiáng)度越高，流動(dòng)性越差。粘度可以分成運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度。運(yùn)動(dòng)粘度就是液體潤(rùn)滑油在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，它是潤(rùn)滑油分類(lèi)分級(jí)的主要指標(biāo)，對(duì)于潤(rùn)滑油的制造、保存、運(yùn)輸、使用等具有重要意義。其又兩個(gè)級(jí)別：運(yùn)動(dòng)粘度（100 ℃）和運(yùn)動(dòng)粘度（40 ℃）[1]，車(chē)用油、船用油應(yīng)選用前者，工業(yè)油應(yīng)選有后者。動(dòng)力粘度是潤(rùn)滑油在切應(yīng)力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，有三個(gè)評(píng)定項(xiàng)目：低溫動(dòng)力粘度（CCS）、低溫泵送粘度（MRV）、高溫高剪切粘度（HTHS）。潤(rùn)滑油的粘度隨著溫度的降低而變大，這就是潤(rùn)滑油的粘溫特性。若發(fā)電機(jī)的粘溫性不好，溫度低時(shí)，粘度過(guò)大，會(huì)造成啟動(dòng)的困難，而且啟動(dòng)后的潤(rùn)滑油不易流到摩擦面上，容易造成機(jī)件的過(guò)度磨損。

1.2 粘度指數(shù)

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

1.3 閃點(diǎn)

潤(rùn)滑油在規(guī)定條件下，加熱到所逸出的蒸氣空氣所形成的混合氣與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時(shí)的最低溫度為閃點(diǎn)，潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)反映的是油品蒸發(fā)性的一個(gè)性能指標(biāo)，閃點(diǎn)越低，其蒸發(fā)性就越大；閃點(diǎn)越高，蒸發(fā)性越差。除此之外，閃點(diǎn)還是反映油品易燃性的一個(gè)重要指標(biāo)，是油品危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)，潤(rùn)滑油的危險(xiǎn)性等級(jí)就是按照閃點(diǎn)來(lái)劃分的，閃點(diǎn)高于45 ℃的為可燃潤(rùn)滑油，45 ℃以下的為易燃品。當(dāng)潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)比使用溫度高出20~30 ℃時(shí)，使用是安全的。從危險(xiǎn)等級(jí)的劃分上來(lái)看，在粘度一致的情況下，閃點(diǎn)越高越安全。在閃點(diǎn)檢測(cè)中，常用方法是開(kāi)口杯法，其流程[2]為：將試樣裝入到內(nèi)坩堝到刻度線(xiàn)-迅速升高試樣溫度，至接近閃點(diǎn)后再緩慢升溫-用一個(gè)小的點(diǎn)火器緩慢均勻的通過(guò)試樣表面-直到試樣表面蒸氣發(fā)生閃火為止。

1.4 傾點(diǎn)

試樣在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被冷卻的試樣能夠流動(dòng)的最低溫度就是傾點(diǎn)。傾點(diǎn)與凝點(diǎn)相對(duì)，在一定的冷卻條件下，油品停止流動(dòng)的最高溫度就是凝點(diǎn)，它并不是所謂的凝固溫度，潤(rùn)滑油不會(huì)發(fā)生真正意義上的凝固，就算表面看起來(lái)停止流動(dòng)了，但其中仍然還存在部分組分流動(dòng)的情況。傾點(diǎn)和凝點(diǎn)都是潤(rùn)滑油低溫流動(dòng)性的重要指標(biāo)，兩者沒(méi)有太大區(qū)別，只是測(cè)量方法不一樣。在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用潤(rùn)滑油時(shí)必須根據(jù)環(huán)境條件和工況選擇合適傾點(diǎn)的潤(rùn)滑油。

1.5 水分

潤(rùn)滑油中的含水量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是水分（%）。潤(rùn)滑油中的水有三種存在狀態(tài)：游離水，是最容易脫去的水；乳化水和溶解水均不容易脫去。當(dāng)潤(rùn)滑油中的水分過(guò)高時(shí)，就會(huì)發(fā)生潤(rùn)滑油的氧化變質(zhì)反應(yīng)，破壞油膜[3]，潤(rùn)滑效果變差；加速有機(jī)酸對(duì)金屬的腐蝕作用，使設(shè)備發(fā)生銹蝕現(xiàn)象；使添加劑發(fā)生水解反應(yīng)而失效；當(dāng)油品的使用溫度較低時(shí)，油品的流動(dòng)性變差，粘度變壞；使用溫度較高時(shí)，水分過(guò)高會(huì)導(dǎo)致水氣化反應(yīng)的發(fā)生，破壞油膜，產(chǎn)生氣阻。

1.6 酸堿值

酸值是表示潤(rùn)滑油中含有酸性物質(zhì)的指標(biāo)，單位是mgKOH/g。酸值分強(qiáng)酸值和弱酸值兩種，兩者合并即為總酸值(簡(jiǎn)稱(chēng) TAN)[4]。我們通常所說(shuō)的“酸值”，實(shí)際上是指“總酸值(TAN)”。堿值是表示潤(rùn)滑油中堿性物質(zhì)含量的指標(biāo)，單位是mgKOH/g。堿值亦分強(qiáng)堿值和弱堿值兩種，兩者合并即為總堿值(簡(jiǎn)稱(chēng)TBN)。我們通常所說(shuō)的“堿值”實(shí)際上是指“總堿值(TBN)”。潤(rùn)滑油中的酸性組分主要有有機(jī)酸、酸性添加劑、無(wú)機(jī)酸、酯類(lèi)、酚類(lèi)，檢測(cè)正在使用中潤(rùn)滑油的酸值能反映出油品的氧化變質(zhì)程度。堿性組分由有機(jī)堿、胺基化合物、堿式鹽等，測(cè)定在用潤(rùn)滑油的堿值能反映出油中堿性添加劑的消耗狀況以及油品性能的下降狀況。

1.7 機(jī)械雜質(zhì)

機(jī)械雜質(zhì)是指存在于潤(rùn)滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)來(lái)源有三：一是機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因本身的磨損和腐蝕帶來(lái)的雜質(zhì)；二是潤(rùn)滑油生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用中受到外界環(huán)境的污染；三是添加劑中的有機(jī)金屬鹽。一般認(rèn)為：潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)在0.005%以下表示合格[5]。

1.8 泡沫性

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能將空氣帶入到潤(rùn)滑油中，進(jìn)而產(chǎn)生泡沫；潤(rùn)滑油中的添加劑一般是極性化合物，具有表面活性作用，會(huì)促使?jié)櫥驮谑褂眠^(guò)程中產(chǎn)生氣泡；潤(rùn)滑油的使用過(guò)程中，氧化、分解等反應(yīng)生成的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等會(huì)促使氣泡的增多；油品使用過(guò)程中發(fā)生老化變質(zhì)反應(yīng)，油品的表面張力下降，也會(huì)導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生。

潤(rùn)滑油中的泡沫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致油泵效率降低，供油出現(xiàn)異常情況，造成摩擦部位斷油和缺油現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生磨損和燒結(jié)故障；泡沫會(huì)使得油液面指示器顯示高于實(shí)際潤(rùn)滑油含量的液面指示，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備供油的不足；泡沫的存在使?jié)櫥团c空氣的接觸面積增大，加速了潤(rùn)滑油的氧化變質(zhì)反應(yīng)，縮短其使用壽命；機(jī)床上使用的潤(rùn)滑油產(chǎn)生較多泡沫會(huì)導(dǎo)致加工零件的精度受到較大影響。

2 潤(rùn)滑油檢測(cè)特殊指標(biāo)

2.1 氧化安定性

氧化安定性反映潤(rùn)滑油的抗老化性能，對(duì)于使用壽命長(zhǎng)的潤(rùn)滑油來(lái)說(shuō)，一般都有這項(xiàng)指標(biāo)要求，這也就成為了潤(rùn)滑油的一個(gè)特殊指標(biāo)，并不是所有的潤(rùn)滑油都有這個(gè)指標(biāo)要求。在具體的測(cè)量上，氧化安定性測(cè)量方法多，一般采取的方法是：將一定量的潤(rùn)滑油放入含有空氣或氧氣的金屬氧化劑容器中，給容器加熱到一定溫度，然后讓其氧化一定時(shí)間，測(cè)量潤(rùn)滑油的酸值、粘度變化以及沉淀物的生產(chǎn)情況。潤(rùn)滑油的組分不同，在不同外界環(huán)境下會(huì)呈現(xiàn)出不同的氧化反應(yīng)，而氧化反應(yīng)會(huì)生出一些瀝青、酸、銅等物質(zhì)，而氧化安定性就是抑制這些物質(zhì)生成的性能。

2.2 熱安定性

熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤(rùn)滑油對(duì)熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質(zhì)量的抗磨液壓油、壓縮機(jī)油等都提出了熱安定性的要求。油品的熱安定性主要取決于基礎(chǔ)油的組成，很多分解溫度較低的添加劑往往對(duì)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。測(cè)定潤(rùn)滑油的熱安定性指標(biāo)，主要是模擬發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)區(qū)域的工作狀況，以研究潤(rùn)滑油在薄油層、高溫度和有金屬接觸的情況下氧化變質(zhì)的傾向，其主要功能是評(píng)價(jià)柴油機(jī)潤(rùn)滑油的質(zhì)量。通過(guò)熱安定性指標(biāo)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油在內(nèi)燃機(jī)活塞上以及漲圈中生成膠膜漆狀沉淀物的傾向，熱安定性好表示生成的膠膜、沉淀物少。柴油機(jī)潤(rùn)滑油的熱安定性要求較高，這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)潤(rùn)滑油在活塞、活塞環(huán)等工作區(qū)域的條件較為惡劣，熱安定性差很容易帶來(lái)氣缸壁的磨損，不利于柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，容易引發(fā)故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

潤(rùn)滑油是為機(jī)械設(shè)備服務(wù)的，其質(zhì)量關(guān)系到油品的使用壽命，是工作人員更換和設(shè)備故障報(bào)備的重要依據(jù)。當(dāng)前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中提出了部分潤(rùn)滑油的理化性能指標(biāo)，但是在設(shè)備故障報(bào)備方面的還沒(méi)有涉及，雖然已有成熟的設(shè)備潤(rùn)滑故障檢測(cè)技術(shù)，但尚未納入到潤(rùn)滑油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中。比如說(shuō)：《柴油機(jī)油換油指標(biāo)》（GB/T 7607-2002）規(guī)范中就只提出了7個(gè)換油的理化性能指標(biāo)。但實(shí)際上，有時(shí)候每個(gè)單個(gè)的理化性能指標(biāo)都在允許值內(nèi)，但是潤(rùn)滑油中已發(fā)生嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，不及時(shí)換油就會(huì)給設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的機(jī)械故障。所以說(shuō)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)需要改進(jìn)，不能將理化指標(biāo)作為換油的唯一標(biāo)準(zhǔn)。本文結(jié)合當(dāng)前的工業(yè)實(shí)際，就潤(rùn)滑油檢驗(yàn)中的八個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供同行參考。

［1］方玉環(huán)，楊玉梅.潤(rùn)滑油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)淺議[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2011（12）:41,53.

［2］萬(wàn)斌.港口機(jī)械潤(rùn)滑油的幾種檢驗(yàn)方法[J].設(shè)備管理與維修，2010（2）:53-55.

［3］李廣勇，趙艷麗.船用內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油的分類(lèi)及檢測(cè)[J].當(dāng)代化工，2011（6）：606-607.

［4］張國(guó).潤(rùn)滑油行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013（12）：7-8.

［5］羅立文.甲醇存在時(shí)有機(jī)硫化物在HZSM-5分子篩上的催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)研究[D].中國(guó)石油大學(xué),2007.

Index Test Points of Lubricating Oil

（Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 1633011，China)

Properties of lubricating oil will reduce or change after lubricating oil is used for a period of time, so it must be timely replaced. In this paper, eight indicators of lubricating oil test were introduced, including water, pour point, viscosity, flash point, viscosity index, foaming, pH value, mechanical impurities; and then two special indexes of lubricating oil test (oxidation stability and thermal stability) were discussed.

Oil; Test; Stability; Index

TE 624

A

1671-0460（2014）06-1095-03

2014-04-25

任天杰(1992-), 男，四川廣安人，研究方向: 化學(xué)工程與工藝。