推出工业润滑剂。

润滑油介绍:功能和组成(1)

一、润滑油的作用润滑油是一种液体润滑剂,用于各种类型的机械中,以减少摩擦,保护机械和加工零件。主要起到润滑、冷却、防锈、清洗、密封和缓冲的作用。润滑油占所有润滑材料的85%,种类和品牌多种多样,现在全世界年消耗量约为3800万吨。润滑油的一般要求是:

(1)减摩耐磨,降低摩擦阻力节约能源,减少磨损延长机械寿命,提高经济效益;

(2)冷却,要求摩擦热随时排出机器;

(3)密封,要求防漏、防尘、防气窜;

(4)耐腐蚀和防锈,并要求保护摩擦表面不受油变质或外部侵蚀;

(5)清洗,要求清洗并去除摩擦区域的水垢;

(6)应力分散和缓冲、载荷分散、冲击缓解和减震;

(7)动能转换、液压系统、遥控马达和摩擦无级变速等。

二、润滑油的组成润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定了润滑油的基本性能。添加剂可以弥补和改善基础油性能的缺点,赋予一些新的性能,是润滑油的重要组成部分。

1,润滑油基础油

润滑基础油主要分为矿物基础油和合成基础油。矿物基础油应用广泛,用量较大(约95%以上),但在某些应用中,需要使用与合成基础油调合的产品,从而使合成基础油发展迅速。

矿物油基础油是从原油中提炼出来的。润滑油基础油的主要生产工艺包括:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。1995对我国现行润滑油基础油标准进行了修订,主要修订了分类方法,增加了低倾点和深度精制两项特殊基础油标准。生产矿物润滑油最重要的是选择最好的原油。

矿物基础油的化学组成包括高沸点、高分子量的烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链和多支链)、环烷烃(单环、双环和多环)、芳烃(单环和多环芳烃)、环烷基芳烃、含氧、氮和硫的有机化合物以及胶质、沥青质等非烃化合物。

2.添加剂

添加剂是现代高级润滑油的精华。适当的选择和合理的添加,可以改善其理化性能,赋予润滑油新的特殊性能,或强化其原有性能,以满足更高的要求。根据对润滑油质量和性能的要求,精心选择、精心平衡、合理调配添加剂是保证润滑油质量的关键。常用的添加剂有:粘度指数改进剂、降凝剂、抗氧剂、清净分散剂、摩擦调节剂、油性剂、极压剂、消泡剂、金属钝化剂、乳化剂、缓蚀剂、防锈剂、破乳剂。

润滑油简介:性能(2)

三、润滑脂的基本性能润滑油是一种技术密集型产品,是碳氢化合物的复杂混合物,其真实性能是复杂的物理或化学变化的综合作用。润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。

一般理化性质每种润滑脂都有其一般的理化性质,这些性质表明了产品的内在质量。对于润滑油,这些一般物理和化学性质如下:

(1)外观(色度)

油的颜色往往能反映其精炼程度和稳定性。对于基础油来说,精制程度越高,烃氧化物和硫化物的脱除越干净,颜色越浅。但是,即使炼油条件相同,不同油源、不同基的原油生产出来的基础油颜色和透明度也可能不同。

对于新的成品润滑油来说,因为添加剂的使用,颜色已经失去了原本作为判断基础油精炼程度的指标的意义。

(2)密度

密度是润滑油最简单也是最常用的物理性质指标。润滑油的密度随着其成分中碳、氧和硫的数量的增加而增加。因此,在相同的粘度或相对分子量下,芳烃、胶质和沥青质多的润滑油密度最高,环烷烃多的润滑油密度最高,烷烃最少的润滑油密度最高。

(3)粘度

粘度反映了油品的内耗,是表示油品油性和流动性的指标。不加任何功能添加剂,粘度越高,油膜强度越高,流动性越差。

(4)粘度指数

粘度指数表示油的粘度随温度变化的程度。粘度指数越高,油品粘度受温度影响越小,其粘温性能越好,反之亦然。

(5)闪点

闪点是指示油品蒸发的指标。油馏分越轻,蒸发越大,闪点越低。相反,油馏分越重,蒸发越小,闪点越高。同时,闪点是石油产品着火危险的指标。石油产品的危险等级是根据它们的闪点来划分的。闪点低于45℃时为可燃,高于45℃时,严禁在储运过程中将油品加热至其闪点温度。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户应根据润滑油的使用温度和工作条件来选择润滑油。一般认为闪点比使用温度高20 ~ 30℃,可以安全使用。

(6)凝固点和倾点

冰点是指在规定的冷却条件下,油停止流动的最高温度。石油产品的凝固与纯化合物的凝固有很大的不同。石油产品没有明确的凝固温度。所谓“固化”只是整体失去流动性,并不是所有成分都变成固体。

润滑油的凝固点是表征润滑油低温流动性的重要质量指标。对生产、运输和使用都有重要意义。凝固点高的润滑油不能在低温下使用。相反,在温度较高的地区,不必使用低凝固点的润滑油。因为润滑油的凝固点越低,其生产成本就越高,造成不必要的浪费。一般来说,润滑油的凝固点应比使用环境中的最低温度低5~7℃。但特别需要提到的是,在选择低温润滑油时,要综合考虑油品的凝固点、低温粘度、粘温特性。由于油的凝固点低,其低温粘度和粘温特性可能达不到要求。

凝固点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者没有原理上的区别,只是测定方法略有不同。同一油品的凝固点和倾点并不完全相等。一般倾点比冰点高2 ~ 3℃,但也有例外。

(7)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,单位为mgkoh/g,酸值分为强酸值和弱酸值,两者之和为总酸值(简称TAN)。我们通常所说的“酸价”,其实就是“总酸价(TAN)”。

碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位为mg KOH/g。

碱基数又分为强碱基数和弱碱基数,两者之和为总碱基数(TBN)。我们通常所说的“基数”,其实指的是“总基数(TBN)”。

中和值实际上包括总酸值和总碱值。但除非另有说明,“中和值”一般仅指“总酸值”,其单位也是mg KOH/g。

8)水分

水分是指润滑油中水含量的百分比,通常以重量计。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,腐蚀设备,使油品容易产生沉淀物。简而言之,润滑油中的水分越少越好。

(9)机械杂质

机械杂质是指存在于润滑油中,不溶于汽油、乙醇、苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是沙子和铁屑,还有一些添加剂带来的不溶于溶剂的有机金属盐。润滑油基础油中的机械杂质一般控制在0.005%以下(机械杂质低于0.005%视为无)。

(10)灰分和硫酸灰分

灰分是指在特定条件下燃烧后剩下的不可燃物质。灰分的成分一般认为是一些金属元素及其盐类。Ash对不同的油有不同的概念。对于基础油或无添加剂的油品,可以用灰分来判断油品的精制深度。对于添加金属盐添加剂的油品(新油),灰分成为定量控制添加剂添加量的手段。国外是用硫酸灰代替灰。方法如下:在油样燃烧后焚烧前加入少量浓硫酸,使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。

(11)残炭

在规定的实验条件下,油受热蒸发燃烧后形成的焦黑色残渣称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是判断润滑油性质和精制深度的规定项目。润滑油基础油残炭量的多少不仅与其化学组成有关,还与油品的精制深度有关。润滑油中形成残炭的主要物质是油中的胶质、沥青质和多环芳烃。在空气不足的情况下,这些物质被强烈的热量分解凝聚,形成残炭。油的精炼深度越深,残炭值越小。一般来说,空白基础油的残炭值越小越好。

目前许多油品中含有金属、硫、磷、氮等添加剂,其残炭值很高,因此含添加剂油品的残炭测定已经失去了原有的意义。机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯度和润滑基础油精炼程度的质量指标。

特殊理化性质除上述一般理化性质外,每种润滑油还应具有表征其使用特性的特殊理化性质。质量要求越高,或者说油品越具体,其特殊的理化性质就越突出。反映这些特殊物理和化学性质的试验方法简述如下:

(1)氧化稳定性

氧化安定性表现了润滑油的抗老化性能,这是一些使用寿命长的工业润滑油所要求的,因而成为这类油品所要求的特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多。基本上是在空气(或氧气)和金属催化剂的存在下,将一定量的油品在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化和沉淀生成。所有润滑油根据其化学成分和外部条件具有不同的自动氧化倾向。使用过程中会发生氧化,所以会逐渐生成一些醛、酮、酸、胶质、沥青质等物质。氧化安定性是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。

(2)热稳定性

热稳定性是指油的耐高温性能,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,也就是热分解温度。一些优质的抗磨液压油和压缩机油都要求热稳定性。油品的热稳定性主要取决于基础油的组成,许多分解温度低的添加剂往往对油品的稳定性有不利影响。抗氧化剂不能明显提高油品的热稳定性。

(3)油性和极压

油性是指润滑油中的极性物质在摩擦部件的金属表面形成一层固体的物理化学吸附膜,从而起到抵抗高负荷和摩擦磨损的作用,极压是指润滑油中的极性物质在高温高负荷下,在摩擦部件的金属表面发生摩擦化学分解,与表面金属反应形成一层低熔点的软质(或塑性)极压膜,从而起到抵抗冲击、高负荷、高温的作用。

(4)腐蚀和生锈

由于油品的氧化或添加剂的作用,钢铁等有色金属常被腐蚀。腐蚀试验一般是将铜带放入油中,在100℃放置3小时,然后观察铜的变化。腐蚀试验是钢表面在水和蒸汽的作用下会被腐蚀。为了确定防锈性,在300毫升油试验中加入30毫升蒸馏水或人工海水,然后将钢筋放入其中,在54℃下搅拌24小时,然后观察钢筋的腐蚀情况。油品应具有抗金属腐蚀和防锈的功能。在工业润滑剂标准中,这两项通常是必需的。

(5)消泡性能

润滑油在运行过程中,由于空气的存在,往往会产生气泡,特别是当油中含有具有表面活性的添加剂时,更容易产生气泡,且气泡不易消失。润滑油在使用过程中产生的泡沫会破坏油膜,使摩擦表面烧结或增加磨损,并促进润滑油的氧化变质,还会使润滑系统气阻,影响润滑油的循环。因此,抗泡性是润滑油的一项重要质量指标。

(6)水解稳定性

水解安定性表示油品在水和金属(主要是铜)作用下的稳定性。当油品酸值较高或含有在水中容易分解成酸性物质的添加剂时,该指标往往不合格。其测定方法是在油试中加入一定量的水,在一定温度下混合搅拌铜片一定时间,然后测定水层的酸值和铜片的失重。

(7)抗乳化性

使用工业润滑油时,往往不可避免地要掺入一些冷却水。如果润滑油抗乳化性不好,会与混水形成乳化,使水难以从循环油箱底部排出,可能造成润滑不良。因此,抗乳化性是工业润滑剂的一个非常重要的理化性质。一般将40ml试油和40ml蒸馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间,然后观察油层、水层和乳化层分离成40-37-3 ml的时间。工业齿轮油是将试验油与水混合,在一定温度和6000 rpm下搅拌5分钟,静置5小时,然后测量油、水和乳化层的毫升数。

(8)空气释放值

液压油标准中有这个要求,因为在液压系统中,如果油中溶解的空气不能及时释放,会影响液压传动的精度和灵敏度,严重时达不到液压系统的要求。测量该性能的方法类似于消泡的方法,除了它是测量溶解在油中的空气(雾)的释放时间。

(9)橡胶密封性能

在液压系统中,密封件多采用橡胶,机械中的油液不可避免地会与一些密封件接触。橡胶密封性差的油会使橡胶膨胀、收缩、变硬、开裂,影响其密封性,所以要求油与橡胶有良好的适应性。液压油标准中要求有橡胶密封指数,用一定尺寸的橡胶圈在油中浸泡一定时间后的变化来衡量。

(10)剪切稳定性

含增粘剂的油品在使用过程中,由于机械剪切,油品中的高聚物被剪切,降低了油品的粘度,影响正常润滑。因此,剪切稳定性是这种油必须测试的特殊物理和化学性质。测量剪切稳定性的方法有很多,如超声波剪切法、喷嘴剪切法、维氏泵剪切法和FZG齿轮加工剪切法。这些方法最终决定了油品的粘度下降率。

(11)溶解度

溶解度通常用苯胺点来表示。不同牌号油对复合添加剂的溶限苯胺点不同,低灰分油的极限值大于高碱性油,单牌号油的极限值大于多牌号油。

(12)波动率

基础油的挥发性与油耗、粘度稳定性和氧化稳定性有关。这些性能对于多级油和节能油尤为重要。

(13)防锈

这是指防锈脂特殊的物理化学性质。其测试方法包括水分测试、盐雾测试、分层测试、水置换测试、百叶窗测试和长期储存测试。

(14)电气性能

电气性能是绝缘油特有的性能,主要包括介质损耗角、介电常数、击穿电压、脉冲电压等。基础油的精制深度、杂质和水分对油品的电性能影响很大。

(15)润滑脂的特殊理化性能

专用润滑脂除了具有润滑脂的一般理化性质外,还有其特殊的理化性质。如果防水性能好的润滑脂需要进行喷水试验;低温润滑脂应测量低温扭矩;多效润滑脂要做极压、耐磨、防锈试验;应测试长寿命润滑脂的轴承寿命等。也有相应的测试方法来测定这些性能。

(16)其他特殊理化性质

每种油品除了一般性能外,还应该有自己独特的特殊性能。比如要确定淬火油的冷却速度;乳化油应测量乳化稳定性;液压导轨油应测量抗爬系数;喷涂润滑油应测量油雾扩散率;应测量冷冻机油的冰点;低温齿轮油应测量为沟点等。所有这些特性都需要基础油特殊的化学成分或者添加一些特殊的添加剂来保证。

润滑油导论:管理(三)

四、润滑油管理

润滑油是品种和品牌最多、应用范围最广的一种石化产品。同时,润滑油是技术密集型产品。只有搞好润滑油管理,正确使用润滑油,才能发挥润滑油的技术性能,保证设备正常运行,延长设备使用寿命,节约润滑油,节约能源,提高经济效益和社会效益。

润滑油的运输和储存管理

润滑油的运输和储存要求主要包括:

(1)散装石油产品

1.盛放和储存润滑油的容器必须干净;

2.变压器油和汽轮机油的运输和储存需要“专用罐线”;其他油品应按内燃机油、液压油、齿轮油配备储运设施。

3.在运输和储存过程中,要特别注意防止水分和杂质混合。

4.一般情况下,散装润滑油的储存期不应超过半年。

5.润滑油的密度约为0.75 ~ 0.95克/厘米,比水轻,不溶于水。润滑油的闪点(开口度)一般高于150℃,属于易燃品。在储存和运输过程中,应注意防止环境污染和火灾。

6.注明名称、品牌、等级、数量和入库日期等。

7.不同厂家生产的同一种油原则上不能混用。如需混合,应先做“混合试验”,确认无不良反应后再操作。

(二)桶装石油产品

1.原油装卸车严禁野蛮操作,原油高度要合适,以免发生危险或压碎产品。

2.在运输和储存过程中,要特别注意防止水分和杂质混合。

3.桶装润滑油的储存期可以比散装油长,但一般不应超过一年。

4.不同的油要分开堆放,并明确标明名称、品牌、等级、数量和入库,以免发货时出错。

润滑油使用过程的管理

(一)润滑油的选择

润滑油的选择是润滑油使用的第一步,是保证设备合理润滑和充分发挥润滑油性能的关键。

1.选择润滑油时,应综合考虑以下三个因素:

(1)机械设备在实际使用中的工况(即工况);

(2)机械设备制造商手册的指定或推荐;

(3)润滑剂制造商的规定或建议。

2.润滑油性能指标的选择

(1)粘度

粘度是各种润滑油的分类和分级指标,对质量鉴定和测定具有决定性意义。设备用润滑油的粘度根据设计或计算数据及相关图表确定。

(2)倾点

倾点是间接表示润滑油在储存、运输和使用过程中低温流动性的指标。经验证明,一般润滑油的使用温度必须比凝点高5~10℃。

(3)闪点

闪点主要是润滑油储存、运输和使用安全的指标,也是生产过程中控制润滑油馏分和挥发性的指标。润滑油闪点指数的原理是根据安全规定保持一个安全系数1/2,即比实际使用温度高1/2。比如内燃机油底壳最高油温不超过120℃,那么内燃机油的最低闪点就是180℃。

(4)绩效指标的选择

性能指标很多,不同品种之间差距较大,应根据设备的工况、厂家的要求以及油品的描述和介绍合理决定。力求满足润滑的技术要求,经济合理。

(2)润滑油的替代

1.不同种类的润滑油在性能上有其特殊性或差异。因此,要求正确合理地选择润滑油,避免代用,不允许乱用代用。

2.润滑油替代的原则

(1)尽量用同种油或性能相近的油替代。

(2)粘度应相当,代用油的粘度不应超过原油的15%。粘度稍高的油品应优先考虑替代。

(3)高质量取代低质量。

(4)在选择代用油时,还应注意设备的环境和工作温度。

(3)润滑油的调和

1.不同品牌,不同厂家,新旧机油都要尽量避免。以下油绝对禁止混用。

(1)军用特种油和特种油不能与其他油品混合使用。

(2)有抗乳化性能要求的油品不得与无抗乳化要求的油品混合使用。

(3)耐氨汽轮机油不得与其他汽轮机油混合。

(4)含锌抗磨液压油不能与抗银液压油混合使用。

(5)齿轮油不能与蜗轮油混合。

2.以下情况可以混合使用:

(1)同一厂家的同类产品,质量基本相似。

(2)同一制造商生产的同种不同品牌的产品。

(3)对于不同种类的油品,如果已知混合的两种组分不含添加剂。

(4)不同种类的油品混合试验后,无异常现象和明显的性能变化。

3.内燃机油中添加的添加剂种类和数量很多,性质也不一样;对于不知道其性能的油品,一定要小心混用。以免造成不良后果甚至设备润滑事故。

(4)控制润滑油污染

润滑事故除了润滑油选择或使用不当外,主要是污染造成的。

1.污染润滑油的物质是灰尘、杂质和水分。

2.污染程度的控制对液压油、汽轮机油、静压油膜轴承油、高速轴承油的抗磨性至关重要。

3.控制污染的措施:

(1)储存和运输润滑油产品的容器必须清洁、密闭,不得与铜、锡等易促进润滑油氧化变质的金属接触。

(2)设备加油前,应进行沉降过滤,确保安静度达到5级以上。

(3)加油容器不应暴露在大气中,尤其是盛油容器不应无盖。

(4)储存润滑油的油箱应定期清洗并及时排放。

(5)油箱或油箱应配有空气过滤呼吸器,加油口应配有100目的过滤器和防尘帽,以密封各部分,并在润滑系统的适当部位配有过滤器和排水阀。

4.变压器油等电器用油含水量要求高,尽量在天气干燥时换油。此外,成品油应立即添加到设备中。

(5)监控润滑油的使用状态

润滑油在使用过程中会逐渐老化变质,这是必然的规律。老化变质有两种:一种是正常老化变质;另一种是由于水污染等异常因素导致的异常恶化。监测润滑油的使用状态,可以及时掌握油品的技术状况,防止设备润滑事故,延长油品的使用寿命。

1.预察法

(1)抽查操作人员执行设备润滑“五定”规范。

(2)取样观察油品外观,检查油品颜色、透明度、气味。

(3)定期对能反映油品质量变化的粘度、闪点、水分、酸值(或碱值)等关键理化指标进行检测。

(4)如果没有实验室,可以进行水音爆试验和现场试验。

(5)用现代仪器分析。比如用红外光谱仪测量油中添加剂的变化,用铁谱仪或ICP发射光谱测量油中金属磨粒或元素的变化。仪器分析快速准确,对发电机组等大型关键设备的润滑管理具有重要意义。

(6)润滑油的更换

润滑油在使用一段时间后(几个月、几年甚至几十年),由于自身的氧化和使用过程中外界因素的影响,会逐渐变质,性能下降或发生变化,必须及时更换。

1.换油时间的确定

(1)根据检查评估结果确定换油时间;但目前的难点在于,各种油品的申报标准仍然缺乏。

(2)根据润滑剂制造商和设备制造商的建议并结合实际使用经验定期更换。

2.换油注意事项

(1)不要轻易做出换油的决定,要尽量延长机油的使用寿命。

(2)结合保养期尽量换油。

(3)换油时不要轻易报废。如果油质还不错,稍加处理(如沉淀、过滤去除水分杂质)就可以重复使用或用于二次设备。废油应该被收集以便于将来的处理和防止环境污染。

防止润滑油危害健康

许多石油产品对人体有害。如果不及时清洁皮肤,可能会引起皮炎和丘疹,严重时会出现皮疹或皮肤肿瘤。误操作,人可能会患上肠胃病或肺炎,严重时可能导致癌症。所以要非常注意不要把油弄到食物上,不要弄到呼吸道里,不要把油弄到全身或者地上。这样不仅浪费国家,也有碍个人卫生。

动物实验表明,精制矿物油润滑油毒性低,但添加添加剂的润滑油危害增大,必须注意防护。即使新油无毒,使用过程中变质和污染也会增加其危害性,所以注意不要污染皮肤,尤其不要吸入或食用。如果不小心沾到身上,应立即用清水冲洗干净。

废油的处理

换来的润滑油已经变质,只能作为废油处理。这些废油应该妥善处理,以避免环境污染。

1.这些废油要统一收集处理,装润滑油的桶或瓶要统一处理,防止对环境造成不良影响。

2.使用过的润滑油废油,尤其是添加剂较多的润滑油,很难回收利用。但是它通常可以作为燃料油燃烧。