潤(rùn)滑油基礎(chǔ)知識(shí)儀器分析方法

點(diǎn)擊次數(shù)：4499 更新時(shí)間：2010-07-28

一、潤(rùn)滑油作用

                       潤(rùn)滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦，保護(hù)機(jī)械及加工件的液體潤(rùn)滑劑，主要起潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤(rùn)滑油占全部潤(rùn)滑材料的85%，種類牌號(hào)繁多，現(xiàn)在世界年用量約3800萬(wàn)噸。對(duì)潤(rùn)滑油總的要求是：

   （1）減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長(zhǎng)機(jī)械壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益；

    （2）冷卻，要求隨時(shí)將摩擦熱排出機(jī)外；

    （3）密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣；

    （4）抗腐蝕防銹，要求保護(hù)摩擦表面不受油變質(zhì)或外來(lái)侵蝕；

    （5）清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；

    （6）應(yīng)力分散緩沖，分散負(fù)荷和緩和沖擊及減震；

    （7）動(dòng)能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達(dá)及摩擦無(wú)級(jí)變速等。

    二、潤(rùn)滑油組成

    潤(rùn)滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成?；A(chǔ)油是潤(rùn)滑油的主要成分，決定著潤(rùn)滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補(bǔ)和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤(rùn)滑油的重要組成部分。

    1、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油

    潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應(yīng)用場(chǎng)合則必須使用合成基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使合成基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。礦油基礎(chǔ)油由原油提煉而成。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要生產(chǎn)過(guò)程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補(bǔ)充精制。1995年修訂了我國(guó)現(xiàn)行的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)。礦物型潤(rùn)滑油的生產(chǎn)，zui重要的是選用*的原油。礦物基礎(chǔ)油的化學(xué)成分包括高沸點(diǎn)、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(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機(jī)化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。

    2、添加劑

    添加劑是近代潤(rùn)滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)潤(rùn)滑油賦予新的特殊性能，或加強(qiáng)其原來(lái)具有的某種性能，滿足更高的要求。根據(jù)潤(rùn)滑油要求的質(zhì)量和性能，對(duì)添加劑精心選擇，仔細(xì)平衡，進(jìn)行合理調(diào)配，是保證潤(rùn)滑油質(zhì)量的關(guān)鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數(shù)改進(jìn)劑，傾點(diǎn)下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，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，防銹劑，破乳化劑。

    三、潤(rùn)滑油脂的基本性能

    潤(rùn)滑油是一種技術(shù)密集型產(chǎn)品，是復(fù)雜的碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，而其真正使用性能又是?fù)雜的物理或化學(xué)變化過(guò)程的綜合效應(yīng)。潤(rùn)滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模擬臺(tái)架試驗(yàn)。

    一般理化性能

    每一類潤(rùn)滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。對(duì)潤(rùn)滑油來(lái)說(shuō)，這些一般理化性能如下：

    （1）外觀（色度）油品的顏色，往往可以反映其精制程度和穩(wěn)定性。對(duì)于基礎(chǔ)油來(lái)說(shuō)，一般精制程度越高，其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈，顏色也就越淺。但是，即使精制的條件相同，不同油源和基屬的原油所生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，其顏色和透明度也可能是不相同的。對(duì)于新的成品潤(rùn)滑油，由于添加劑的使用，顏色作為判斷基礎(chǔ)油精制程度高低的指標(biāo)已失去了它原來(lái)的意義。

    （2）密度密度是潤(rùn)滑油zui簡(jiǎn)單、zui常用的物理性能指標(biāo)。潤(rùn)滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大，因而在同樣粘度或同樣相對(duì)分子質(zhì)量的情況下，含芳烴多的，含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的潤(rùn)滑油密度zui大，含環(huán)烷烴多的居中，含烷烴多的zui小。

    （3）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。

    （4）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。

    （5）閃點(diǎn)閃點(diǎn)是表示油品蒸發(fā)性的一項(xiàng)指標(biāo)。油品的餾分越輕，蒸發(fā)性越大，其閃點(diǎn)也越低。反之，油品的餾分越重，蒸發(fā)性越小，其閃點(diǎn)也越高。同時(shí)，閃點(diǎn)又是表示石油產(chǎn)品著火危險(xiǎn)性的指標(biāo)。油品的危險(xiǎn)等級(jí)是根據(jù)閃點(diǎn)劃分的，閃點(diǎn)在45℃以下為易燃品，45℃以上為可燃品，，在油品的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中嚴(yán)禁將油品加熱到它的閃點(diǎn)溫度。在粘度相同的情況下，閃點(diǎn)越高越好。因此，用戶在選用潤(rùn)滑油時(shí)應(yīng)根據(jù)使用溫度和潤(rùn)滑油的工作條件進(jìn)行選擇。一般認(rèn)為，閃點(diǎn)比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。

    （6）凝點(diǎn)和傾點(diǎn)凝點(diǎn)是指在規(guī)定的冷卻條件下油品停止流動(dòng)的zui高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒(méi)有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是作為整體來(lái)看失去了流動(dòng)性，并不是所有的組分都變成了固體。潤(rùn)滑油的凝點(diǎn)是表示潤(rùn)滑油低溫流動(dòng)性的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)于生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用都有重要意義。凝點(diǎn)高的潤(rùn)滑油不能在低溫下使用。相反，在氣溫較高的地區(qū)則沒(méi)有必要使用凝點(diǎn)低的潤(rùn)滑油。因?yàn)闈?rùn)滑油的凝點(diǎn)越低，其生產(chǎn)成本越高，造成不必要的浪費(fèi)。一般說(shuō)來(lái)，潤(rùn)滑油的凝點(diǎn)應(yīng)比使用環(huán)境的zui低溫度低5~7℃。但是特別還要提及的是，在選用低溫的潤(rùn)滑油時(shí)，應(yīng)結(jié)合油品的凝點(diǎn)、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因?yàn)榈湍c(diǎn)的油品，其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。凝點(diǎn)和傾點(diǎn)都是油品低溫流動(dòng)性的指標(biāo)，兩者無(wú)原則的差別，只是測(cè)定方法稍有不同。同一油品的凝點(diǎn)和傾點(diǎn)并不*相等，一般傾點(diǎn)都高于凝點(diǎn)2～3℃，但也有例外。

    （7）酸值、堿值和中和值酸值是表示潤(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TAN）。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TBN）。我們通常所說(shuō)的“堿值”實(shí)際上是指“總堿值（TBN）”。中和值實(shí)際上包括了總酸值和總堿值。但是，除了另有注明，一般所說(shuō)的“中和值”，實(shí)際上僅是指“總酸值”，其單位也是mgKOH/g。

    （8）水分水分是指潤(rùn)滑油中含水量的百分?jǐn)?shù)，通常是重量百分?jǐn)?shù)。潤(rùn)滑油中水分的存在，會(huì)破壞潤(rùn)滑油形成的油膜，使?jié)櫥Ч儾?，加速有機(jī)酸對(duì)金屬的腐蝕作用，銹蝕設(shè)備，使油品容易產(chǎn)生沉渣?？傊?，潤(rùn)滑油中水分越少越好。

    （9）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。這些雜質(zhì)大部分是砂石和鐵屑之類，以及由添加劑帶來(lái)的一些難溶于溶劑的有機(jī)金屬鹽。通常，潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的機(jī)械雜質(zhì)都控制在0.005%以下（機(jī)雜在0.005%以下被認(rèn)為是無(wú)）。

    （10）灰分和硫酸灰分灰分是指在規(guī)定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì)?；曳值慕M成一般認(rèn)為是一些金屬元素及其鹽類?；曳謱?duì)不同的油品具有不同的概念，對(duì)基礎(chǔ)油或不加添加劑的油品來(lái)說(shuō)，灰分可用于判斷油品的精制深度。對(duì)于加有金屬鹽類添加劑的油品（新油），灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國(guó)外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使添加劑的金屬元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。

    （11）殘?zhí)坑推吩谝?guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)?。殘?zhí)渴菨?rùn)滑油基礎(chǔ)油的重要質(zhì)量指標(biāo)，是為判斷潤(rùn)滑油的性質(zhì)和精制深度而規(guī)定的項(xiàng)目。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中，殘?zhí)康亩嗌?，不僅與其化學(xué)組成有關(guān)，而且也與油品的精制深度有關(guān)，潤(rùn)滑油中形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)是：油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及多環(huán)芳烴。這些物質(zhì)在空氣不足的條件下，受強(qiáng)熱分解、縮合而形成殘?zhí)俊Ｓ推返木粕疃仍缴?，其殘?zhí)恐翟叫?。一般講，空白基礎(chǔ)油的殘?zhí)恐翟叫≡胶谩，F(xiàn)在，許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑，它們的殘?zhí)恐岛芨撸虼撕砑觿┯偷臍執(zhí)恳咽執(zhí)繙y(cè)定的本來(lái)意義。機(jī)械雜質(zhì)、水分、灰分和殘?zhí)慷际欠从秤推芳儩嵭缘馁|(zhì)量指標(biāo)，反映了潤(rùn)滑基礎(chǔ)油精制的程度。

    特殊理化性能

    除了上述一般理化性能之外，每一種潤(rùn)滑油品還應(yīng)具有表征其使用特性的特殊理化性質(zhì)。越是質(zhì)量要求高，或是性強(qiáng)的油品，其特殊理化性能就越突出。反映這些特殊理化性能的試驗(yàn)方法簡(jiǎn)要介紹如下：

    （1）氧化安定性氧化安定性說(shuō)明潤(rùn)滑油的抗老化性能，一些使用壽命較長(zhǎng)的工業(yè)潤(rùn)滑油都有此項(xiàng)指標(biāo)要求，因而成為這些種類油品要求的一個(gè)特殊性能。測(cè)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(shí)間，然后測(cè)定油品的酸值、粘度變化及沉淀物的生成情況。一切潤(rùn)滑油都依其化學(xué)組成和所處外界條件的不同，而具有不同的自動(dòng)氧化傾向。隨使用過(guò)程而發(fā)生氧化作用，因而逐漸生成一些醛、酮、酸類和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等物質(zhì)，氧化安定性則是抑制上述不利于油品使用的物質(zhì)生成的性能。

    （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。