潤滑油基礎知識儀器分析方法

點擊次數：4583 更新時間：2010-07-28

一、潤滑油作用

                       潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是：

   （1）減摩抗磨，降低摩擦阻力以節約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經濟效益；

    （2）冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外；

    （3）密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣；

    （4）抗腐蝕防銹，要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕；

    （5）清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；

    （6）應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震；

    （7）動能傳遞，液壓系統和遙控馬達及摩擦無級變速等。

    二、潤滑油組成

    潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成。基礎油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。

    1、潤滑油基礎油

    潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品，因而使合成基礎油得到迅速發展。礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類基礎油標準。礦物型潤滑油的生產，zui重要的是選用*的原油。礦物基礎油的化學成分包括高沸點、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）、環烷烴（單環、雙環、多環）、芳烴（單環芳烴、多環芳烴）、環烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。

    2、添加劑

    添加劑是近代潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調配，是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數改進劑，傾點下降劑，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、潤滑油脂的基本性能

    潤滑油是一種技術密集型產品，是復雜的碳氫化合物的混合物，而其真正使用性能又是復雜的物理或化學變化過程的綜合效應。潤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架試驗。

    一般理化性能

    每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產品的內在質量。對潤滑油來說，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定性。對于基礎油來說，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的基礎油，其顏色和透明度也可能是不相同的。對于新的成品潤滑油，由于添加劑的使用，顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。

    （2）密度密度是潤滑油zui簡單、zui常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數量的增加而增大，因而在同樣粘度或同樣相對分子質量的情況下，含芳烴多的，含膠質和瀝青質多的潤滑油密度zui大，含環烷烴多的居中，含烷烴多的zui小。

    （3）粘度粘度反映油品的內摩擦力，是表示油品油性和流動性的一項指標。在未加任何功能添加劑的前提下，粘度越大，油膜強度越高，流動性越差。

    （4）粘度指數粘度指數表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高，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）閃點閃點是表示油品蒸發性的一項指標。油品的餾分越輕，蒸發性越大，其閃點也越低。反之，油品的餾分越重，蒸發性越小，其閃點也越高。同時，閃點又是表示石油產品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據閃點劃分的，閃點在45℃以下為易燃品，45℃以上為可燃品，，在油品的儲運過程中嚴禁將油品加熱到它的閃點溫度。在粘度相同的情況下，閃點越高越好。因此，用戶在選用潤滑油時應根據使用溫度和潤滑油的工作條件進行選擇。一般認為，閃點比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。

    （6）凝點和傾點凝點是指在規定的冷卻條件下油品停止流動的zui高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是作為整體來看失去了流動性，并不是所有的組分都變成了固體。潤滑油的凝點是表示潤滑油低溫流動性的一個重要質量指標。對于生產、運輸和使用都有重要意義。凝點高的潤滑油不能在低溫下使用。相反，在氣溫較高的地區則沒有必要使用凝點低的潤滑油。因為潤滑油的凝點越低，其生產成本越高，造成不必要的浪費。一般說來，潤滑油的凝點應比使用環境的zui低溫度低5~7℃。但是特別還要提及的是，在選用低溫的潤滑油時，應結合油品的凝點、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因為低凝點的油品，其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。凝點和傾點都是油品低溫流動性的指標，兩者無原則的差別，只是測定方法稍有不同。同一油品的凝點和傾點并不*相等，一般傾點都高于凝點2～3℃，但也有例外。

    （7）酸值、堿值和中和值酸值是表示潤滑油中含有酸性物質的指標，單位是mgKOH/g。酸值分強酸值和弱酸值兩種，兩者合并即為總酸值（簡稱TAN）。我們通常所說的“酸值”，實際上是指“總酸值（TAN）”。堿值是表示潤滑油中堿性物質含量的指標，單位是mgKOH/g。堿值亦分強堿值和弱堿值兩種，兩者合并即為總堿值（簡稱TBN）。我們通常所說的“堿值”實際上是指“總堿值（TBN）”。中和值實際上包括了總酸值和總堿值。但是，除了另有注明，一般所說的“中和值”，實際上僅是指“總酸值”，其單位也是mgKOH/g。

    （8）水分水分是指潤滑油中含水量的百分數，通常是重量百分數。潤滑油中水分的存在，會破壞潤滑油形成的油膜，使潤滑效果變差，加速有機酸對金屬的腐蝕作用，銹蝕設備，使油品容易產生沉渣。總之，潤滑油中水分越少越好。

    （9）機械雜質機械雜質是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質大部分是砂石和鐵屑之類，以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機金屬鹽。通常，潤滑油基礎油的機械雜質都控制在0.005%以下（機雜在0.005%以下被認為是無）。

    （10）灰分和硫酸灰分灰分是指在規定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質。灰分的組成一般認為是一些金屬元素及其鹽類。灰分對不同的油品具有不同的概念，對基礎油或不加添加劑的油品來說，灰分可用于判斷油品的精制深度。對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化為硫酸鹽。

    （11）殘炭油品在規定的實驗條件下，受熱蒸發和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘炭。殘炭是潤滑油基礎油的重要質量指標，是為判斷潤滑油的性質和精制深度而規定的項目。潤滑油基礎油中，殘炭的多少，不僅與其化學組成有關，而且也與油品的精制深度有關，潤滑油中形成殘炭的主要物質是：油中的膠質、瀝青質及多環芳烴。這些物質在空氣不足的條件下，受強熱分解、縮合而形成殘炭。油品的精制深度越深，其殘炭值越小。一般講，空白基礎油的殘炭值越小越好。現在，許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑，它們的殘炭值很高，因此含添加劑油的殘炭已失去殘炭測定的本來意義。機械雜質、水分、灰分和殘炭都是反映油品純潔性的質量指標，反映了潤滑基礎油精制的程度。

    特殊理化性能

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

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

    （2）熱安定性熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質量的抗磨液壓油、壓縮機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油的組成，很多分解溫度較低的添加劑往往對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。