润滑剂使用与检测

润滑剂使用与检测 , , 世纪材料高速分析 第二届全国高速分析学术交流会论文集 润 滑 剂 使 用 与 检 测 刘雪梅 湖北江汉石油管理局 第四石油机械厂 中心实验室， ( ,,的 荆州 ,,, 润滑剂的使用是在相对的各种类运转磨擦(高速、 高压) 高温、 与磨擦接触面之间加人润滑剂，使相互运动的二个接触面表层形成润滑膜， 以 使金属与金属之间的干磨擦转变为润滑剂内部分子间的内磨擦， 达到 减少磨擦， 延长机械设备使用寿命的目 保证润滑油的质量和正确使用并发挥其功能对于保护机 降低磨损， 的。械设备的正常持久运行至关重要。因此，要提高机械设备磨擦机体表面的润滑性能，必须深人了解润滑油的基本功能、 各种优缺点， 性能特点、 才能用其所长，避其所短。 一般要求应具备如下基本性能。 使用润滑剂时， 减少磨损, 控制磨擦， 控制磨擦在磨擦面之间加人润滑剂，形成润滑膜，降低磨擦系数。要求润滑剂具有尽可能小的磨擦系数来保证机械运行敏捷而平稳，减少能耗。在磨擦面之间加人润滑剂形成润滑膜，减少磨擦面之间金属与金属直接接触，从而降低磨擦系数， 减少功率的消 减少磨擦阻力， 耗。 如液力传动系统、 对于某些特殊机械， 磨擦传动和磨擦制动系统，就要求有较高的磨擦系数。 减少磨损, 适宜的粘度， 粘度是润滑剂最重要的性能。粘度反映油品的内摩擦力， 是表示油品油性和流动性的一项指标。选择润滑剂时首 先考虑粘度是否合适。粘度高容易形成磨擦面之间具有一定强度的润滑动压油膜， 能 油膜较厚，支承较大负荷， 避免或减少金属表面的直接接触，从而可减轻接触表面塑性变形、 防止磨损。 油 但粘度过大，膜强度越高， 流动性越差。即内磨擦也相应增大， 会造成磨擦热增大， 磨擦温度升高;缺点是在低温下不易流动，不利于低温启动。粘度较低时， 它磨擦阻力小， 流动性好， 能耗低， 容易流到间隙小的磨擦面上，机械运行稳捷，温度不是很高。 但如果粘度太低，则形成油膜太薄， 承受负荷小， 且容易渗漏流失， 易于磨损， 还特别容易渗人疲劳裂纹， 加速疲劳扩展，降低机械零件的使用寿命。 各种不同流体润滑剂在润滑过程中不断流动，可将磨擦表面上的磨屑及污染物冲走， 可有利防止或减轻磨擦颗粒对设备仪器的磨损程度。冷却冲洗作用比较好。 这就对如何正确使用合适于机械设备的 润滑油粘度、 粘度指数提出了一定技术要求。 粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高， 表示油品粘度受温度的影响越小， 其粘温性能越好，反之越 此，差。因 在选择润滑油时首先必须考虑其粘度大小是否合适。, 润滑剂的冷却降温 润滑剂能够降低磨擦系数， 减少磨擦热的产生。 当 在有些系统中， 磨擦热或工艺过程产生的热量必须除 但同时又不能去， 使用其它冷却介质时，冷却将成为润滑剂不可缺少的 特殊功能。如机械加工金属切削过程中，涡轮发动机中 介轴承、机床的曲轴箱用油等。 要具备这种功能，就要求润滑剂具有尽可能小的 良 粘度， 好的 以 极压性， 保证在边界润滑状态下， 如启动时，低速重负荷时， 仍有良好的润滑性能，尽可能大的比热和导热系数。 这是润滑油中的 极性物在摩擦部位金属表面上形成坚固的理化吸附膜， 从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用， 而极压性则是润滑油的极性物在摩擦部位金属表面上， 受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解，并和表面金属发生摩擦化学反应， 形成低熔点的软质( 或称具可塑性的)极压膜， 击、 从而起到耐冲 耐高负荷高温的润滑作用。 处于边界润滑状态时，粘度作用不是很大， 主要靠边界膜的强度支承载荷，因此要求润 好的 以滑剂具有良 极压性， 保证在边界润滑状态下， 如 启动时，低速重负荷，仍有良好的降温润滑作用。 ,, , ? 润滑剂使 用与检洲 刘雪梅 :, 材料适应性与纯净度 润滑剂在使用过程中， 覆盖于磨擦体表面， 必然与金属和密封材料相互接触， 因此要求对其所接触的金属材料不腐蚀，对橡胶等密封材料不溶胀， 可隔离水气、湿气和其它有害介质与金属材料的接触， 从而减轻腐蚀磨损，防止生锈，保护金属表面。 润滑油从生产、使用有一个过程， 因此要求一般润滑剂具有良 好的化学安定性和稳定性，在贮存、运输、使用过程中 不被氧化、分解变质。 投人使用的润滑油要求不含水和杂质。润滑油中混有极少量的 水和杂质都有能造成油料乳化， 使油膜变薄或破坏， 造成磨损，而且金属生锈产生的杂质可堵塞油滤系统和喷嘴， 造成断油事故， 杂质进人磨擦面还可能引起磨粒磨擦损害机械设备。 所以，一般润滑油的规格标准中都要求油色透明， 且不含机械杂质和水分。 为了保证润滑剂的 质量，其检测项目 一般有如下几项: , ) ( 粘度: 粘度的测量方法 分为绝对粘度和相对粘度两大类。绝对粘度分为动力粘度、 运动粘度两种。目前为止，许多的润滑油常规检测的都是运动粘度。 下面主要以运动粘度作说明。 运动粘度(动的定义是流 的 力 度， 同 度 该 体 密 的比 称 运 粘 它 这 体 重 作 下流 阻体 动 粘 与 温 下 流 的 度, 值 为 动 度。 是 种流 在 量 用 动 力的尺度。 , 中， , 在国际单位制( ) 运动粘度的单位是 澎 ? 一; ,,实际中， ;, ， ,召 ,, 通常使用厘斯(,)它是 ,一时 ?一 即,, , ,„。( ,,, 时 ?一) 运动粘度的测定， 通常用毛细管粘度计。要严格控制温度和可再现的驱动压头下， 秒。测定一定体积的液体在重力下流过标定好的毛细管粘度计的时间， 运动粘度是所测得的流动时间与用蒸馏水直接标定或渐进标定所得的粘度计标定常数的乘积。 蒸馏水是原始的运动粘度标准。为了测准运动粘度， 其次必须选择恰当的毛细管的尺寸， 首先必须控制好被测流体的温度， 并定期标定粘度管常数。运动粘度测定法的国 , , , , , , 家标准为, ,, 一, 。 () , 酸值:润滑油的 酸值是表征润滑油中有机酸总含量( 在大多数情况下， 油品不含无机酸) 的质量指 ,标。即中和, 石油产品所需的 氢氧化钾毫克数称为酸值， , , ,。 单位是 , , , , 酸值分强酸值和弱酸值两种，两者合并即为总酸值( , ) 通常所说的“ 简称, , 。 酸值”实际上是指“ ， , , 润滑油酸值的大 总酸值(, )。 ?小，对润滑油使用有很大影响。 润滑油酸值大。表示润滑油中的有机酸含量高， 有可能对机械零件造成腐蚀，特别是有水存在时， 这种腐蚀作用可能更明显。 另外，润滑油在贮存和使用过程中被氧化变质， 酸值也会逐渐增大， 常用酸值变化的大小来衡量润滑油的氧化安定性或作为换油的依据。润滑油酸值的测定方法按 ,,,, 或 召 ,,, , 等标准进行。, , ,, , , ,一, , , , 水溶性酸和碱: () 用一定体积的中 性的蒸馏水和润滑油在一定温度下相混合、 使蒸馏水将润滑 振荡，油中的水溶于性酸和碱抽出来， 然后测定蒸馏水溶液中的酸性和碱性， 称为润滑油的水溶性酸和碱。润滑油中的水溶性酸碱， 是指润滑油中 溶于水分子有机酸和无机酸。 润滑油中的 水溶性碱，是指润滑油中 溶于水的碱和碱性化合物。 新油中 如含有水溶性酸和碱， 则可能是润滑油精制过程中酸碱分离不好的结果; 贮存和使用过程中的润滑油如含有水溶性酸和碱， 说明润滑油被污染或以氧化分解。因此， 水溶性酸和碱也 是一项质量指标。 润滑油中水溶性酸碱不合格， 将腐蚀机械设备。对于汽轮机油， 水溶性酸碱的存在， 使汽轮机油 的抗乳化度降低。 对于变压器油， 水溶性酸和碱不合格时， 不仅会腐蚀设备， 而且使变压器的耐电压下降。 水 ,,,, ,, ,溶性酸碱测定方法按 , 口 ,一,, 标准方法进行。 () , 闪点:在规定的条件下， 加热润滑油， 当油温达到某温度时， 润滑油的蒸汽和周围空气的混合汽， 一旦与火焰接触， 即发生闪 火现象， 最低的闪火温度， 称为润滑油的闪点。测定闪点的方法有两种: 开杯闪点 , , ,一,,) , , ,一,,) ,,,, ,,(,,,, ,,和闭杯闪点(,,,, ,,。按照 , , ,一,, 标准方法测开口 杯闪点时，把试样装人内 柑锅中到规定的 刻线。 首先迅速升高试样的温度， 然后缓慢升温， 当接近闪点时， 恒速升温。在规定的温度间隔， 用一个小的 以 点火器火焰按规定通过试样表面上， 点火器的火焰使试样表面上的 蒸汽发生闪火的最低温度， 点。 作为开杯闪 继续进行试验， 直到用点火器火焰使试样发生点燃并至少燃烧 , 时的最 , 点，低温度作为开杯闪点?,瞬庾忌?必须严格控制操作条件， 尤其是升温速度。 这个方法的允许误差为 一, 闪点是表示油品蒸发性的, ,?。 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， 其闪 蒸发性越小， 点也越高。同时， 闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级 ,, ( , 润滑剂使 用与检测 刘雪梅 :是根据闪点划分的， , 闪点在,?以 , , 下为易燃品， ?以上为可燃品， 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， 用户在选用润滑汕时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。 一般情况下， 闪点比 , , 即可安全使用， 使用温度高 ,一,?， 减少挥发损失。 , 机械杂质: () 润滑油中 不溶于汽油或苯的沉淀和悬浮物， 经过滤而分出的杂质， 称为机械杂质。 石油 ,,, ,,产品和添加剂中的机械杂质的测定按 , , ,一,, 标准方法进行。润滑油中的机械杂质， 主要是润滑油在使用、 贮存和运输中， 混人外来物， 如灰尘、 金属碎屑、 泥土、 金属氧化物和锈末等。润滑油中机械杂质的存在， 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)将加速机械零件的研磨、 拉伤和划痕等摩损， 而且堵塞油路油嘴和润滑油滤油器， 造成润滑失败。通常，润滑油基础油的机械 (,,杂质都控制在 。, ,以下( (,, 机杂在,, ,以下被认为是无) 。 , 水分: () 水分是指润滑油中含水量的多少， 用质量分数来表示。 油品中应不含水分。水分的测定按 ,,, 一,, 标准方法来测定。, , ,。 ,, 一定量的试样与无水溶剂混合， 测定其水分含量。若水分含 进行蒸馏， ( 则认为 ,量小于。,,， 是痕迹; 若没有水分则认为是无。 润滑油的 有时 , ,, ,, , 水分还用, , ,一,, 定必试验方法测定。 润滑油中水分的存在，会破坏润滑油形成的油膜， 使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备， 并导制润滑油的添加剂失效，使油品容易产生沉渣， 低温流动性变差，堵塞油路，妨碍润滑油和循环及供油。 水分存在时，润滑油乳化的可能性加大。当温度高到一定程度时， 水分将汽化形成气泡，不但破坏尚未膜， 危及润滑，还会造成供油不畅而损坏设备。 润滑油中 总之， 水分越少越好，使用前必须检查有无水分， 如有必须设法脱水。 , 腐蚀试验: () 腐蚀试验是测定油品在一定温度下对金属的腐蚀作用。 ,,,,一,,, 一般按, , ,, , 石油产品铜片腐蚀试验法进行。把一块已 磨光好的铜片浸没在一定量的试 样中， 并按新产品标准要求加热到指定的温度， 保持一定时间。 待试验周期结束时， 取出铜片，经洗涤后与腐蚀标准色板进行比较， 确定腐蚀级别。这个试验的精度决定于铜片的磨光和清洗， 必须按照方法规定的试片的制备程序和要求进行操作。腐蚀和锈蚀由于油品的 氧化或添加剂的作用，常常会造成钢和其它有色金属的腐蚀。 腐蚀试验一般是将紫铜 在 , 下放置 ,，条放人油中， , ? , 然后观察铜的变化; 而锈蚀试验则是在水和水汽作用下， 钢表面会产生锈蚀， , , 测定防锈性是将 ,, 蒸馏水或人工海水加人到 , , , ,试样油中， 在, 再将钢棒放置其内， ,?下搅拌,卜然后观察钢棒有无锈蚀。, ， 油品应该具有抗金属腐蚀和防锈蚀作用， 在工业润滑油标准中， 这两个项目通常都是必测项目 。 由于各类油品的特性不同， 使用部位不同，因此根据每一类油品的实际情况， 制定出反映油品内在质量水平的规格标准， 使生产的每一类油品都符合所要求的质量指标， 这样才能满足设备实际使用要求。上接第 ,,页)( , (,， 试样加标回收试验 称取明矾石。,进 (, 行加标回 加 ,, 砷的回 在,(, ,(, 收试验， 人,( 邵标准， , 收率 , ,, , 范围。 (,, , 样品分析 (, ,, 称取明矾。, 于, ,刚玉柑祸中， ( 用圆头小玻璃捧搅匀， , 加过氧化钠 ,,， 并以一小片滤纸擦净玻 然后用镊子夹住纸角，璃棒， 在增竭上点燃，使灰烬落人增锅中， ( , 再均匀地覆盖,, 过氧化钠，将钳祸置于马 在 , 下熔融,, 使增祸内 ,弗炉内， , ? , , , 熔物成均匀流体。 , 用热水吹洗底部， 取出冷却至约, ?， 移人盛有,, 水的, , 煮沸使熔块溶解， 烧杯中， , , 以 取下冷却后移入 , , 容量瓶中， 水定容， 摇匀。 ,,, 于砷化氢发生器中， 下步骤同试验方法， , 吸取清液 , , , 以 从工作曲线上查出相应的 砷的质量。按下式计算结果: , , ,, 往 (,), 认( ,, ,, , ， , , , ,, ,为 工 线 查 砷的 量( ; 试 总 积(, , 分 试 的 积 , ,, , ,， ) )式中: 在 作曲 上 得 质 ”) 为 液的 体 , ; 为 取 液 体 (,。 , , , ,,， ,,， ,,， ,,， ,写， ,,， ,,， ( ( ( 测得明矾石矿中砷的结果为: ,,， ,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ( ( ( ( ( ( ,， , 写， , ( (,, 相对标准偏差为 ,,写。。,, 。,, 平均值为。,,,， (, ,, , (.